基于gprs的集中太陽能路燈控制系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了基于GPRS的集中太陽能路燈控制系統，包括太陽能發電驅動電能存儲電路，還包括與太陽能發電驅動電能存儲電路連接的控制電路還包括與控制電路連接的信號輸出電路。本發明的優點在于：本設計中的基于GPRS的集中太陽能路燈控制系統集檢測、無線控制、通信等模塊于一身，并且可實現實時報警處理。
【專利說明】基于GPRS的集中太陽能路燈控制系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及太陽能電路等控制設計，具體是指基于GPRS的集中太陽能路燈控制系統。
【背景技術】
[0002]目前的太陽能路燈控制系統都是獨立光伏控制系統，主要由六個部分組成:太陽能電池、蓄電池、LED路燈、控制器、充電電路、放電/負載驅動電路。
[0003]而現有的路燈控制結構不具備遠程控制功能，及時存在遠程控制過程也僅僅是有線連接控制，一般有線控制連接僅僅實用在小范圍內，傳輸距離較小才能在相應成本控制內實現。而較大較遠的傳輸范圍內，都不具備遠程控制功能。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種基于GPRS的集中太陽能路燈控制系統，本設計中的基于GPRS的集中太陽能路燈控制系統集檢測、遠程控制、通信等于一身，并且可實現實時
報警處理。
[0005]本發明的實現方案如下:基于GPRS的集中太陽能路燈控制系統，括太陽能發電驅動電能存儲電路，還包括與太陽能發電驅動電能存儲電路連接的控制電路還包括與控制電路連接的信號輸出電路。
[0006]所述太陽能發電驅動電能存儲電路包括依次串聯的太陽能板、電感L1、電容Cl、電感L2、二極管D2，所述電感LI與太陽能板的正極連接，太陽能發電驅動電能存儲電路還包括LED燈，所述LED燈的負極與太陽能板的負極連接，LED燈的正極與二極管D2連接，且所述LED燈的正極與二極管D2之間串聯有三極管V2，三極管V2的E極與LED燈連接，所述太陽能發電驅動電能存儲電路還包括太陽能蓄電池，所述太陽能蓄電池的正極與二極管D2連接，陽能蓄電池的負極與二太陽能板的負極連接，電感L2與二極管D2的連接點還連接有電容C2，所述電容C2的另一端與二太陽能板的負極連接，電感L2與電容Cl的連接點還連接有二極管Dl，所述二極管Dl的另一端與二太陽能板的負極連接，電感LI與電容Cl的連接點還連接有三極管VI，所述三極管Vl的E極與二太陽能板的負極連接。
[0007]所述控制電路包括與太陽能板正極連接的單片機，所述單片機還與太陽能蓄電池連接。
[0008]所述單片機還與三極管Vl的B極連接，單片機還與三極管V2的B極連接，且所述單片機還連接有Cuk斬波電路，所述Cuk斬波電路與三極管V2的B極連接。
[0009]所述信號輸出電路包括與單片機連接的RS485接口電路，所述RS485接口電路連接有RS485/TTL轉換電路，RS485/TTL轉換電路連接GPRS數據傳輸終端。
[0010]所述GPRS數據傳輸終端的型號為ZSD2110 GPRS DUT0
[0011]基于上述結構，本系統包括從機和主機，他們之間通過RS485接口電路進行連接，主機對各個從機的太陽能板、太陽能蓄電池和LED燈的工作狀況和各種運行參數進行監控，然后，主機通過ZSD2110 GPRS DUT將檢測結果以短信或語音的形式傳送給監控中心或相關技術工作人員，實現對太陽能路燈的聯網監控。
[0012]太陽能路燈控制系統都是獨立光伏控制系統，主要由六個部分組成:太陽能板、太陽能蓄電池、LED路燈、控制器、充電電路、放電/負載驅動電路。
[0013]太陽能板輸出經Cuk斬波電路調節后直接與太陽能蓄電池連接，系統主控芯片采用DSPIC30F3011單片機，實現太陽能板電壓采集、太陽能蓄電池電壓采集、控制Cuk斬波電路、控制LED燈、主從機間485通信、主機與監控中心或工作人員間的連接等功能。
[0014]光伏電源系統由于受日照強度及環境溫度變化的影響，其電壓(電流)變化很大。為了在負載電阻變化較大時系統有較大的靈活性和較高的轉換效率，該系統的主電路選用Cuk斬波電路,原理為Boost-Buck電路,一級電路實現兩級調壓。
[0015]該系統采用CCM工作模式，該工作模式的特性非常接近于一個匝數比可調的DC-DC變壓器。能量的儲存和傳遞同時在兩次開關動作期間和兩個回路中進行，變換器效率很高。CUK電路中開關管導通的占空比的改變，對光伏陣列而言表現為其輸出阻抗發生了變化，輸出阻抗的變化將影響光伏陣列的輸出特性。從而一定的輸出阻抗對應一個輸出電壓值和輸出電流值。而MPPT技術即是通過調節Cuk斬波電路的占空比而改變光伏陣列的輸出阻抗，從而尋求輸出電流與輸出電壓的乘積即輸出功率的最大值。
[0016]控制電路的主控芯片采用DSPIC30F3011單片機，主要控制功能包括:太陽能板電壓采集；Cuk斬波電路選通控制；太陽能蓄電池電壓采集；卸荷電路控制；LED燈控制；RS485通信；GSM模塊發送短信控制；路燈開關控制；工作模式控制等。電壓采樣電路和Cuk斬波電路，由于太陽能板電壓和電池電壓都在0?35 V變化，而單片機的A/D輸入電壓范圍為0?5 V，所以對采樣電壓進行分壓處理后傳送給單片機的A/D轉換通道，CUK電路用于調節太陽能板的最大輸出功率點，其選通開關通過單片機PWM輸出控制。
[0017]GPRS數據傳輸終端優先選用型號為ZSD2110 GPRS DUT的數傳終端，ZSD2110 GPRSDUT為成都眾山科技有限公司研發的數據傳輸器，ZSD2110 GPRS DUT是一款使用GPRS網絡進行數據無線透明傳輸的嵌入式DTU模塊。內置工業級GPRS引擎和嵌入式處理器。支持PPP> TCP、UDP、ICMP等眾多復雜網絡協議和SOCKET標準，提供全透明數據傳輸和用戶自由控制傳輸兩種模式。同時支持點對點、點對多點、設備間、設備與中心間等各種不同的通訊模式。用戶不用關心復雜的網絡協議，使用TTL串行通信接口，就可以進行無線數據收發，讓你的設備能夠隨時隨地接入Internet。ZSD2110的特點是體積極小，專門為嵌入式應用設計，具備更高性價比。
[0018]本發明的優點在于:本發明利用無線收發模塊，然后結合單片機進行數據采集和Cuk斬波電路的控制，可利用無線收發模塊與用戶鏈接，通過用戶進行遠程無線控制。可極大的節約有線連接的成本預算。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為本發明結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]實施例一 如圖1所示。
[0021]基于GPRS的集中太陽能路燈控制系統，括太陽能發電驅動電能存儲電路，還包括與太陽能發電驅動電能存儲電路連接的控制電路還包括與控制電路連接的信號輸出電路。
[0022]太陽能發電驅動電能存儲電路:包括依次串聯的太陽能板、電感L1、電容Cl、電感L2、二極管D2，所述電感LI與太陽能板的正極連接，太陽能發電驅動電能存儲電路還包括LED燈，所述LED燈的負極與太陽能板的負極連接，LED燈的正極與二極管D2連接，且所述LED燈的正極與二極管D2之間串聯有三極管V2，三極管V2的E極與LED燈連接，所述太陽能發電驅動電能存儲電路還包括太陽能蓄電池，所述太陽能蓄電池的正極與二極管D2連接，陽能蓄電池的負極與二太陽能板的負極連接，電感L2與二極管D2的連接點還連接有電容C2，所述電容C2的另一端與二太陽能板的負極連接，電感L2與電容Cl的連接點還連接有二極管Dl，所述二極管Dl的另一端與二太陽能板的負極連接，電感LI與電容Cl的連接點還連接有三極管VI，所述三極管Vl的E極與二太陽能板的負極連接。
[0023]控制電路:包括與太陽能板正極連接的單片機，所述單片機還與太陽能蓄電池連接。所述單片機還與三極管Vl的B極連接，單片機還與三極管V2的B極連接，且所述單片機還連接有Cuk斬波電路，所述Cuk斬波電路與三極管V2的B極連接。
[0024]信號輸出電路:所述信號輸出電路包括與單片機連接的RS485接口電路，所述RS485接口電路連接有RS485/TTL轉換電路，RS485/TTL轉換電路連接GPRS數據傳輸終端。所述GPRS數據傳輸終端的型號為ZSD2110 GPRS DUT0
[0025]基于上述結構，本系統包括從機和主機，他們之間通過RS485接口電路進行連接，主機對各個從機的太陽能板、太陽能蓄電池和LED燈的工作狀況和各種運行參數進行監控，然后，主機通過ZSD2110 GPRS DUT將檢測結果以短信或語音的形式傳送給監控中心或相關技術工作人員，實現對太陽能路燈的聯網監控。
[0026]太陽能路燈控制系統都是獨立光伏控制系統，主要由六個部分組成:太陽能板、太陽能蓄電池、LED路燈、控制器、充電電路、放電/負載驅動電路。
[0027]太陽能板輸出經Cuk斬波電路調節后直接與太陽能蓄電池連接，系統主控芯片采用DSPIC30F3011單片機，實現太陽能板電壓采集、太陽能蓄電池電壓采集、控制Cuk斬波電路、控制LED燈、主從機間485通信、主機與監控中心或工作人員間的連接等功能。
[0028]光伏電源系統由于受日照強度及環境溫度變化的影響，其電壓(電流)變化很大。為了在負載電阻變化較大時系統有較大的靈活性和較高的轉換效率，該系統的主電路選用Cuk斬波電路,原理為Boost-Buck電路,一級電路實現兩級調壓。
[0029]該系統采用CCM工作模式，該工作模式的特性非常接近于一個匝數比可調的DC-DC變壓器。能量的儲存和傳遞同時在兩次開關動作期間和兩個回路中進行，變換器效率很高。CUK電路中開關管導通的占空比的改變，對光伏陣列而言表現為其輸出阻抗發生了變化，輸出阻抗的變化將影響光伏陣列的輸出特性。從而一定的輸出阻抗對應一個輸出電壓值和輸出電流值。而MPPT技術即是通過調節Cuk斬波電路的占空比而改變光伏陣列的輸出阻抗，從而尋求輸出電流與輸出電壓的乘積即輸出功率的最大值。
[0030]控制電路的主控芯片采用DSPIC30F3011單片機，主要控制功能包括:太陽能板電壓采集；Cuk斬波電路選通控制；太陽能蓄電池電壓采集；卸荷電路控制；LED燈控制；RS485通信；GSM模塊發送短信控制；路燈開關控制；工作模式控制等。電壓采樣電路和Cuk斬波電路，由于太陽能板電壓和電池電壓都在O?35 V變化，而單片機的A/D輸入電壓范圍為O?5 V，所以對采樣電壓進行分壓處理后傳送給單片機的A/D轉換通道，CUK電路用于調節太陽能板的最大輸出功率點，其選通開關通過單片機PWM輸出控制。
[0031]GPRS數據傳輸終端優先選用型號為ZSD2110 GPRS DUT的數傳終端，ZSD2110 GPRSDUT為成都眾山科技有限公司研發的數據傳輸器，ZSD2110 GPRS DUT是一款使用GPRS網絡進行數據無線透明傳輸的嵌入式DTU模塊。內置工業級GPRS引擎和嵌入式處理器。支持PPP> TCP、UDP、ICMP等眾多復雜網絡協議和SOCKET標準，提供全透明數據傳輸和用戶自由控制傳輸兩種模式。同時支持點對點、點對多點、設備間、設備與中心間等各種不同的通訊模式。用戶不用關心復雜的網絡協議，使用TTL串行通信接口，就可以進行無線數據收發，讓你的設備能夠隨時隨地接入Internet。ZSD2110的特點是體積極小，專門為嵌入式應用設計，具備更高性價比。
[0032]如上所述，則能很好的實現本發明。
【權利要求】
1.基于GPRS的集中太陽能路燈控制系統,其特征在于:包括太陽能發電驅動電能存儲電路，還包括與太陽能發電驅動電能存儲電路連接的控制電路還包括與控制電路連接的信號輸出電路。
2.根據權利要求1所述的基于GPRS的集中太陽能路燈控制系統，其特征在于:所述太陽能發電驅動電能存儲電路包括依次串聯的太陽能板、電感L1、電容Cl、電感L2、二極管D2，所述電感LI與太陽能板的正極連接，太陽能發電驅動電能存儲電路還包括LED燈，所述LED燈的負極與太陽能板的負極連接，LED燈的正極與二極管D2連接，且所述LED燈的正極與二極管D2之間串聯有三極管V2，三極管V2的E極與LED燈連接，所述太陽能發電驅動電能存儲電路還包括太陽能蓄電池，所述太陽能蓄電池的正極與二極管D2連接，陽能蓄電池的負極與二太陽能板的負極連接，電感L2與二極管D2的連接點還連接有電容C2，所述電容C2的另一端與二太陽能板的負極連接，電感L2與電容Cl的連接點還連接有二極管Dl，所述二極管Dl的另一端與二太陽能板的負極連接，電感LI與電容Cl的連接點還連接有三極管VI，所述三極管Vl的E極與二太陽能板的負極連接。
3.根據權利要求2所述的基于GPRS的集中太陽能路燈控制系統，其特征在于:所述控制電路包括與太陽能板正極連接的單片機，所述單片機還與太陽能蓄電池連接。
4.根據權利要求3所述的基于GPRS的集中太陽能路燈控制系統，其特征在于:所述單片機還與三極管Vl的B極連接，單片機還與三極管V2的B極連接，且所述單片機還連接有Cuk斬波電路，所述Cuk斬波電路與三極管V2的B極連接。
5.根據權利要求3所述的基于GPRS的集中太陽能路燈控制系統，其特征在于:所述信號輸出電路包括與單片機連接的RS485接口電路，所述RS485接口電路連接有RS485/TTL轉換電路，RS485/TTL轉換電路連接GPRS數據傳輸終端。
6.根據權利要求5所述的基于GPRS的集中太陽能路燈控制系統，其特征在于:所述GPRS數據傳輸終端的型號為ZSD2110 GPRS DUT0
【文檔編號】H05B37/02GK103634973SQ201210305325
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年8月27日 優先權日:2012年8月27日
【發明者】李強 申請人:成都眾山科技有限公司