一種基于光伏發電的住宅小區用多用途監控系統的制作方法

本發明涉及信息通訊技術領域，具體涉及一種于光伏發電的住宅小區用多用途監控系統。

背景技術：

目前在發生火災的時候，建筑內部市電供電將被切斷，只有消防應急系統啟動，并通過應急電源，此時即只有消防應急設備擁有電源；此時，消防員進入建筑內部，消防員與指揮中心或者消防員之間，只能通過對講機進行聯絡；由于建筑結構的復雜，在很多建筑內部的局部，信號被屏蔽，無法實現可靠對講；此時消防員就處危險的境地；同時，建筑內部的人員也需要及時和指揮中心聯系，以便及時獲得救援，但是，目前位置還沒有一種可靠的方法能保證發生火災時，建筑內部對講系統能夠的可靠運行。

現有的監控系統存在供電方式單一，一般只能進行市電供電，一旦市電供電出現故障，便無法保證系統的正常工作，電路工作穩定性和可靠性差，直接造成不可估量的安全隱患；另一方面電費開支也成為其中不可省略的部分，對于部分小區而言，更是成為了沉重的負擔。而太陽能作為一種新能源，取之不盡，用之不竭，是一種潔凈的能源，在開發利用時，不會產生廢渣、廢水、廢氣、也沒有噪音，更不會影響生態平衡，絕對不會造成污染和公害，因此在提倡環保的今天，廣為被人們所青睞。太陽能發電是一種常見的太陽能利用方式，現行的太陽能發電都采用大規模的發電站進行太陽能發電，大規模的太陽能發電站由于其規模大、成本高、占地面積大，因此也急需一種適合住宅小區用的供電系統，使其結構簡明、成本較低。

由此可見，上述現有的應急燈控系統在結構與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。

技術實現要素：

針對現有技術的不足，本發明提供了一種基于光伏發電的住宅小區用多用途監控系統，該監控系統可以自動及時控制小區內的照明燈具、應急燈具的關閉，實時反饋相關環境數據、安全監控數據，人機交互系統在緊急情況時提供對外聯系渠道、通過雙向語音傳輸系統能夠提供安保人員的即時通信，同時本發明的電力來源為光伏發電技術與市電相結合，將光能轉化為所需電能，緩解了能源壓力，降低了污染達到了節能環保的效果，同時停電后能提供備用電源，增加了系統的抗風險性，具有較廣泛的應用前景。

本發明解決技術問題采用如下技術方案：

本發明提供了一種基于光伏發電的住宅小區用多用途監控系統，包括：主控模塊、光伏發電與市電輸出模塊、燈具模塊、信號檢測模塊、電參數采集模塊、顯示報警模塊、人機交互模塊、消防調控模塊、存儲模塊、通信模塊、移動接收控制終端；

所述主控模塊用于接收處理信號檢測模塊、電參數采集模塊檢測到的數據、人機交互模塊輸入的信號以及通信模塊接收的移動接收控制終端發出的控制信號，并根據分析處理后的結果對光伏發電與市電輸出模塊、燈具模塊、顯示報警模塊、消防調控模塊、存儲模塊發出相應的指令信號；

所述光伏發電與市電輸出模塊包括光伏發電輸出模塊、市電輸出模塊、輸出切換管控模塊、安全保護模塊；所述光伏發電輸出模塊、市電輸出模塊用于給其他模塊提供必要的穩定直流電源或交流電源；所述輸出切換管控模塊用于根據負載功率的變化或主控模塊的指令信號，在光伏發電輸出、市電輸出間進行合理切換，用以保證在滿足負載需求的情況下，盡可能提高光伏發電利用效率；所述安全保護模塊用于根據主控模塊發出的指令或者負載數據發生異常超過閾值時，及時斷開系統的電流輸出，達到了保護系統各模塊不受損害以及防止人身安全事故的作用；

所述燈具模塊包括照明燈具模塊、應急燈具模塊、指示燈具模塊；所述照明燈具模塊用于為小區提供景觀燈和道路照明燈，所述應急燈具模塊和指示燈具模塊用于在發生火災危險或者異常情況時提供用戶所需照明亮度，以及指示安全出口和逃生通道；

所述信號檢測模塊包括安裝在小區樓道內的煙霧傳感器、光亮度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器以及安裝在小區圍墻或大門上的熱釋電紅外傳感器、攝像頭以及pm2.5濃度傳感器；用于采集煙霧濃度、光亮度、溫度、濕度、人類活動數據、監控視頻畫面、pm2.5濃度數據送入主控模塊或者存儲模塊等待數據處理；

所述電參數采集模塊包括蓄電池數據采集模塊、負荷數據采集模塊和光伏發電數據采集模塊；所述蓄電池數據采集模塊用于采集蓄電池組的電壓、溫度、電量以及充電狀態數據；所述負荷數據采集模塊用于采集系統各模塊的消耗電能數據；所述光伏發電數據采集模塊用于采集光伏組件的輸出功率、輸出電壓、輸出電流以及太陽光輻照度數據；

所述顯示報警模塊用來實時顯示信號檢測模塊和電參數采集模塊采集的小區內部各類參數信息和光伏發電相關電參數信息，并在相關參數超過預定閾值時發出相應的報警信號；

所述人機交互模塊與主控模塊相連，包括輸入界面、語音輸入模塊和語音輸出模塊，所述輸入界面用于人工輸入控制參數，語音輸入模塊和語音輸出模塊用于在危險情況時提供對外聯系渠道以及物業保安巡查人員間的即時通訊；

所述消防調控模塊用于當信號檢測模塊檢測的物質濃度超過預定閾值時，根據主控模塊發出的指令信號做出相應的開關動作，進行消防噴水，及時將火災消滅在萌芽狀態；

所述存儲模塊用來存儲信號檢測模塊和電參數采集模塊采集的煙霧濃度、光亮度、溫度、濕度、人類活動數據、監控視頻畫面、pm2.5濃度數據以及光伏發電相關電參數和預先設置的控制程序，以供主控模塊調用；

所述通信模塊用于向移動接收控制終端發送采集處理的煙霧濃度、光亮度、溫度、濕度、人類活動數據、監控視頻畫面、pm2.5濃度數據以及光伏發電相關電參數或者接收移動接收控制終端的指令信息送入主控模塊以供調用；

所述移動接收控制終端用于實時接光伏發電相關電參數、煙霧濃度、光亮度溫度、濕度、人類活動數據、監控視頻畫面以及pm2.5濃度數據，并根據需要人為遠程設定管控參數以供主控模塊調用。

優選地，所述主控模塊為fpga、arm、dsp中的一種。

優選地，所述光伏發電輸出模塊包括光伏組件模塊、光伏控制模塊、逆變器模塊、蓄電池模塊、充放電控制模塊；

所述光伏組件模塊包括安裝于屋頂的多個光伏發電子單元，用于接收太陽光中的光輻射能量并轉化為電能，通過光伏控制模塊一路經過充放電控制模塊送入蓄電池模塊存儲，另一路通過逆變器模塊轉換成交流電輸出供系統其他模塊使用；

所述光伏控制模塊根據主控模塊發出的指令信號一方面調節光伏組件模塊中每個光伏發電子單元的電流通斷，從而調節光伏組件的發電輸出功率；另一方面對輸出功率在送入蓄電池存儲和直接轉化為交流電使用兩路間進行合理分配；

所述逆變器模塊為正弦波逆變器用于將光伏組件或者蓄電池模塊輸入的直流電轉化為交流電輸出，以供系統其他模塊使用；

所述蓄電池模塊包括蓄電池組和充電保護電路，所述充電保護電路與蓄電池組連接，用于保護電池且對電池實行智能充電，避免了過電流和過電壓現象，有效提高了電池的使用壽命；

所述充放電控制模塊根據主控模塊發出的指令信號，一方面控制蓄電池模塊合理的在充電和放電間進行切換，另一方面控制輸出的電流在直接供給負載使用和通過逆變器轉換為交流電使用兩路間進行和例分配。

優選地，所述存儲模塊包括隨機存儲器模塊、sd卡模塊、usb接口模塊，所述隨機存儲器模塊用于與主控模塊的配合使用以增加內存和數據處理的速度，所述sd卡模塊用于長時間存儲采集的各種數據，所述usb接口模塊方便導出復制數據。

優選地，所述顯示報警模塊包括led電子顯示屏、語音播報模塊、報警燈以及報警呼叫器。

優選地，所述移動接收控制終端包括移動接收設備和安裝在設備上的app；

所述移動接收設備為智能手環、智能手機、平板電腦中的一種。

優選地，所述通信模塊包括wifi通信模塊和zigbee通信模塊。

優選地，所述監控系統還通過通信模塊與消防監控中心、公共安全監控中心聯網實時通信。

與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：

（1）本發明的一種基于光伏發電的住宅小區用多用途監控系統的主控模塊采用了fpga、arm、dsp中的一種微處理器，其功耗較小、可靠性性較高、編程簡單、效率較高、價格較低、數據處理速度較快、指令執行速度更快，能夠有效提高管控系統的靈敏度和可靠性，降低的能耗，節約了資源。

（2）本發明的一種基于光伏發電的住宅小區用多用途監控系統的電力來源為光伏發電技術與市電相結合，將光能轉化為所需電能，緩解了能源壓力，降低了污染達到了節能環保的效果，同時停電后能提供備用電源，增加了系統的抗風險性，另一方面采用的安全保護模塊能夠在負載發生異常或者人為需要時及時自動斷開電流輸出，最大程度的保護了人身財產安全。

（3）本發明的一種基于光伏發電的住宅小區用多用途監控系統中的光伏組件模塊使用多個光伏發電子單元，將光伏組件的電流進行匯流，通過光伏控制模塊控制匯流電流的流向，匯流電流一方面通過逆變器轉換為交流電為系統其他模塊作電流，另一方面光伏發電產生的多余電能通過充放電控制模塊裝置存儲在蓄電池中，在無光照的條件下，充放電控制模塊控制蓄電池放電，提供給系統其他模塊使用；另一方面系統采用的光伏控制模塊，能夠根據主控模塊發出的指令信號調節光伏組件模塊中每個光伏發電子單元的電流通斷，從而調節光伏組件的發電輸出功率，能夠最大程度的提高光伏發電的效率，同時保護了系統電流的穩定持續性。

（4）本發明的一種基于光伏發電的住宅小區用多用途監控系統的信號檢測模塊能夠有效采集溫度、濕度、煙霧濃度、光亮度、紅外傳感數據，使得應急燈不僅在停電時亮燈，同時在環境光很暗時，或者有人的活動聲音時，或者現場煙霧過大有火災跡象，照明燈具模塊也會亮燈，從而實現了智能管控的功能，另一方面視頻監控能夠實時監控小區安全情況，具有防盜監控的作用。

（5）本發明的一種基于光伏發電的住宅小區用多用途監控系統中設置的人機交互系統一方面可以為被困在火場的人員提供可信賴的對外聯系渠道；通過雙向語音傳輸可以讓被困人員報告自身的狀態、人員數量，受傷與否，提高了消防救援的效率；另一方面也可用于平時小區安保人員間的即時通信。

（6）本發明的一種基于光伏發電的住宅小區用多用途監控系統用的通信模塊包括wifi通信模塊和zigbee通信模塊能夠無線傳輸數據，一方面減少了施工難度，另一方面能夠實時的與移動接收控制終端進行通信，將相關信息傳送給移動接收控制終端的同時還能夠接收移動接收控制終端，大大提高了發明的控制系統的監控效果和功能。

（7）本發明的一種基于光伏發電的住宅小區用多用途監控系統中采用的顯示報警模塊包括led電子顯示屏、監控顯示屏、語音播報模塊、報警燈以及報警呼叫器，能夠使工作人員直觀的掌握到各類安全參數信息，并能根據危險等級進行語音播報和鳴笛警報，大大提高了整個監控系統的效率和功能。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：

圖1為本發明的一種基于光伏發電的住宅小區用多用途監控系統示意圖；

圖2為本發明的一種基于光伏發電的住宅小區用多用途監控系統的信號檢測模塊和電參數采集模塊示意圖；

圖3為本發明的一種基于光伏發電的住宅小區用光伏發電與市電輸出模塊示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

如圖1-3所示，本實施例中提供了一種基于光伏發電的住宅小區用多用途監控系統，包括：主控模塊1、光伏發電與市電輸出模塊2、燈具模塊3、信號檢測模塊4、電參數采集模塊5、顯示報警模塊6、人機交互模塊7、消防調控模塊8、存儲模塊9、通信模塊10、移動接收控制終端11；

所述主控模塊1用于接收處理信號檢測模塊4、電參數采集模塊5檢測到的數據、人機交互模塊7輸入的信號以及通信模塊10接收的移動接收控制終端11發出的控制信號，并根據分析處理后的結果對光伏發電與市電輸出模塊2、燈具模塊3、顯示報警模塊6、消防調節模塊8、存儲模塊9發出相應的指令信號；

所述光伏發電與市電輸出模塊2包括光伏發電輸出模塊21、市電輸出模塊22、輸出切換管控模塊23、安全保護模塊24；所述光伏發電輸出模塊21、市電輸出模塊22用于給其他模塊提供必要的穩定直流電源或交流電源；所述輸出切換管控模塊23用于根據負載功率的變化或主控模塊1的指令信號，在光伏發電輸出、市電輸出間進行合理切換，用以保證在滿足負載需求的情況下，盡可能提高光伏發電利用效率；所述安全保護模塊24用于根據主控模塊1發出的指令或者負載數據發生異常超過閾值時，及時斷開系統的電流輸出，達到了保護系統各模塊不受損害以及防止人身安全事故的作用；

所述燈具模塊3包括照明燈具模塊、應急燈具模塊、指示燈具模塊；所述照明燈具模塊用于為小區提供景觀燈和道路照明燈，所述應急燈具模塊和指示燈具模塊用于在發生火災危險或者異常情況時提供用戶所需照明亮度，以及指示安全出口和逃生通道；

所述信號檢測模塊4包括安裝在小區樓道內的煙霧傳感器41、光亮度傳感器42、溫度傳感器43、濕度傳感器44以及安裝在小區圍墻或大門上的熱釋電紅外傳感器45、攝像頭46以及pm2.5濃度傳感器47；用于采集煙霧濃度、光亮度、溫度、濕度、人類活動數據、監控視頻畫面、pm2.5濃度數據送入主控模塊1或者存儲模塊9等待數據處理；

所述電參數采集模塊5包括蓄電池數據采集模塊51、負荷數據采集模塊52和光伏發電數據采集模塊53；所述蓄電池數據采集模塊51用于采集蓄電池組的電壓、溫度、電量以及充電狀態數據；所述負荷數據采集模塊52用于采集系統各模塊的消耗電能數據；所述光伏發電數據采集模塊53用于采集光伏組件的輸出功率、輸出電壓、輸出電流以及太陽光輻照度數據；

所述顯示報警模塊6用來實時顯示信號檢測模塊4和電參數采集模塊5采集的小區內部各類參數信息和光伏發電相關電參數信息，并在相關參數超過預定閾值時發出相應的報警信號；

所述人機交互模塊7與主控模塊1相連，包括輸入界面、語音輸入模塊和語音輸出模塊，所述輸入界面用于人工輸入控制參數，語音輸入模塊和語音輸出模塊用于在危險情況時提供對外聯系渠道以及物業保安巡查人員間的即時通訊；

所述消防調節模塊8用于當信號檢測模塊5檢測的物質濃度超過預定閾值時，根據主控模塊1發出的指令信號做出相應的開關動作，進行消防噴水，及時將火災消滅在萌芽狀態；

所述存儲模塊9用來存儲信號檢測模塊4和電參數采集模塊5采集的煙霧濃度、光亮度、溫度、濕度、人類活動數據、監控視頻畫面、pm2.5濃度數據以及光伏發電相關電參數和預先設置的控制程序，以供主控模塊1調用；

所述通信模塊10用于向移動接收控制終端11發送采集處理的煙霧濃度、光亮度、溫度、濕度、人類活動數據、監控視頻畫面、pm2.5濃度數據以及光伏發電相關電參數或者接收移動接收控制終端11的指令信息送入主控模塊1以供調用；

所述移動接收控制終端11用于實時接光伏發電相關電參數、煙霧濃度、光亮度溫度、濕度、人類活動數據、監控視頻畫面以及pm2.5濃度數據，并根據需要人為遠程設定管控參數以供主控模塊1調用。

本實施例中主控模塊1為arm微處理器。

本實施例中光伏發電輸出模塊2包括光伏組件模塊211、光伏控制模塊212、逆變器模塊213、蓄電池模塊214、充放電控制模塊215；

所述光伏組件模塊211包括安裝于屋頂的多個光伏發電子單元，用于接收太陽光中的光輻射能量并轉化為電能，通過光伏控制模塊212一路經過充放電控制模塊215送入蓄電池模塊214存儲，另一路通過逆變器模塊213轉換成交流電輸出供系統其他模塊使用；

所述光伏控制模212塊根據主控模塊1發出的指令信號一方面調節光伏組件模211塊中每個光伏發電子單元的電流通斷，從而調節光伏組件的發電輸出功率；另一方面對輸出功率在送入蓄電池存儲和直接轉化為交流電使用兩路間進行合理分配；

所述逆變器模塊213為正弦波逆變器用于將光伏組件211或者蓄電池模塊214輸入的直流電轉化為交流電輸出，以供系統其他模塊使用；

所述蓄電池模塊214包括蓄電池組2142和充電保護電路2141，所述充電保護電路2141與蓄電池組連接，用于保護電池且對電池實行智能充電，避免了過電流和過電壓現象，有效提高了電池的使用壽命；

所述充放電控制模塊215根據主控模塊1發出的指令信號，一方面控制蓄電池模塊214合理的在充電和放電間進行切換，另一方面控制輸出的電流在直接供給負載使用和通過逆變器轉換為交流電使用兩路間進行和例分配。

本實施例中存儲模塊9包括隨機存儲器模塊、sd卡模塊、usb接口模塊，所述隨機存儲器模塊用于與主控模塊的配合使用以增加內存和數據處理的速度，所述sd卡模塊用于長時間存儲采集的各種數據，所述usb接口模塊方便導出復制數據。

本實施例中顯示報警模塊6包括led電子顯示屏、監控顯示屏、語音播報模塊、報警燈以及報警呼叫器。

本實施例中移動接收控制終端11包括移動接收設備和安裝在設備上的app；

所述移動接收設備為平板電腦。

本實施例中通信模塊10包括wifi通信模塊和zigbee通信模塊。

本實施例中監控系統還通過通信模塊10與消防監控中心、公共安全監控中心聯網實時通信。

本發明的一種基于光伏發電的住宅小區用多用途監控系統可以自動及時控制小區內的照明燈具、應急燈具的關閉，實時反饋相關環境數據、安全監控數據，人機交互系統在緊急情況時提供對外聯系渠道、通過雙向語音傳輸系統能夠提供安保人員的即時通信，同時本發明的電力來源為光伏發電技術與市電相結合，將光能轉化為所需電能，緩解了能源壓力，降低了污染達到了節能環保的效果，同時停電后能提供備用電源，增加了系統的抗風險性，具有較廣泛的應用前景。

對于本領域技術人員而言，顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。

此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。