一種基於網際網路雲平臺的太陽能便攜充電系統的製作方法

2023-05-01 06:14:32

本實用新型涉及生活用品
技術領域：
，具體來說是一種基於網際網路雲平臺的太陽能便攜充電系統。[
背景技術：
：]移動智能電子產品現已無處不在，它們已成為人們日常生活、戶外活動、特種行業等必不可少的配置。這些移動智能電子產品如果沒電而不能使用則會導致無法通過電子產品通訊，特別是處在戶外環境中，無法對外通訊則會造成難以想像的影響，而有了太陽能充電器這個問題就迎刃而解了。太陽能充電器是一種有陽光就能給移動智能電子產品充電的移動電源，目前市場上的太陽能充電設備，功能比較單一，僅能用於作為移動電源給設備充電，用戶無法對太陽能充電設備的狀態進行監控和記錄，商家也無法對售出的產品進行追蹤和管理。[技術實現要素：]本實用新型是根據現有太陽能充電器功能單一的技術問題，針對客戶需求，通過硬體電路結構將便攜太陽能充電設備與網際網路相結合，實現一種基於網際網路雲平臺的太陽能便攜充電系統。為了實現上述目的，設計一種基於網際網路雲平臺的太陽能便攜充電系統，包括光伏發電系統、電池電量採集模塊、無線通訊模塊及數據管理端，所述的光伏發電系統帶有可充電電池，電池電量採集模塊連接至可充電電池用於採集並監測光伏發電系統產生的發電量數據，電池電量採集模塊接有無線通訊模塊，所述的無線通訊模塊與數據管理端通過藍牙或GPRS或Wifi的方式進行數據交換。所述的電池電量採集模塊的輸入端連接可充電電池，電池電量採集模塊由晶片U2作為主控晶片，電池電量採集模塊的輸入端連接電阻R7後連接運算放大器U3的正極輸入端，電池電量採集模塊的輸入端另抽出一端串聯電阻R10、R11後連接至運算放大器U3的負極輸入端，運算放大器U3的輸出端連接電阻R8後接至晶片U2的4號管腳，在運算放大器U3的負極輸入端與輸出端之間接有電阻R12，所述的電阻R10另抽頭一端連接電阻R13後連接運算放大器U4的正極輸入端，並對地分別並聯接有電阻R15及電容C7，運算放大器U4的負極輸入端連接至輸出端，運算放大器U4的輸出端串聯電阻R14後連接至晶片U2的5號管腳，電阻R14另抽出一端連接電容C8，晶片U2的1號管腳、3號管腳及7號管腳接地，晶片U2的8號管腳連接至3.3V電源，並抽頭一端連接電容C2後接地，晶片U2的2號管腳連接電阻R2後接3.3V電源，晶片U2的10號管腳連接電阻R3後接3.3V電源，晶片U2的9號管腳連接電阻R4後接3.3V電源，所述的2號管腳、10號管腳、9號管腳另分別抽出一端連接至無線通訊模塊。所述的無線通訊模塊由晶片U6作為主控晶片，所述的晶片U6的1號管腳對地接有電容C13後接3.3V電壓，晶片U6的2號管腳串聯電感L2及電感L1後連接至AVDD端，電感L1另抽出一端接電容C12後接地，晶片U6的5號管腳、9號管腳、10號管腳分別連接並接收電池電量採集模塊的數據，晶片U6的12號管腳對地接有電容C18後接3.3V電壓，晶片U6的45號管腳及46號管腳之間接有由電容C1、電容C9及晶振X2組成的晶振電路，晶片U6的37號管腳及38號管腳之間接有由電容C3、電容C4及晶振X1組成的晶振電路，晶片U6的39號管腳連接電容C6後接地，所述的晶片U6的35號管腳及36號管腳並聯後接至AVDD，晶片U6的34號管腳及33號管腳並聯後電容C10後接至AVDD，晶片U6的32號管腳串聯電容C11及電感L3後接天線，在電感L3兩端分別對地接有電容C14及電容C15，晶片U6的32號管腳及31號管腳之間接有電感L4，晶片U6的31號管腳及30號管腳之間接有電感L5，電感L5另抽出一端連接電容C17後接地，晶片U6的29號管腳接電容C16後接地，所述的晶片U6的28號管腳連接藍牙喚醒電路。所述的藍牙喚醒電路連接至晶片U6的28號管腳，晶片U6的28號管腳對地接電容C1後串聯電阻R6並連接至運算放大器U1的輸出端，運算放大器U1正極輸入端連接Wakeup信號端，運算放大器U1負極輸入端接電阻R5後接至3.3V電壓，電阻R5另抽出一端連接電阻R9後接地。所述的電源數據包括電壓、功率、電流及發電量。本實用新型同現有技術相比，其優點在於：本系統利用電池電量採集模塊採集光伏發電系統的電壓、功率、電流及發電量等電源數據，使其通過無線通訊模塊發送至數據管理端，數據管理端能對太陽能產品設備進行管理、統計、查看設備狀態，並對移動端電能做數據存儲，本系統成本低，實時性好，精度較高，能實時查詢和記錄太陽能充電設備的數據信息，方便使用者和商家了解設備的使用工況及歷史記錄，使用效果更加直觀，並能方便地支持商家在各平臺為客戶提供其他服務。[附圖說明]圖1是本實用新型的連接示意圖；圖2是本實用新型中電路原理示意圖；圖3是本實用新型中無線通訊模塊的電路原理圖；圖4是本實用新型中藍牙喚醒電路的電路原理圖。[具體實施方式]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明，這種裝置及方法的結構和原理對本專業的人來說是非常清楚的。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。圖1是本系統的連接示意圖，本系統包括光伏發電系統、電池電量採集模塊、無線通訊模塊及數據管理端，光伏發電系統上帶有可充電電池，電池電量採集模塊連接至可充電電池用於採集並監測光伏發電系統產生的電壓、功率、電流及容量等電源數據，電池電量採集模塊接有無線通訊模塊，無線通訊模塊與數據管理端通過藍牙或GPRS的方式進行數據交換。系統的功能包括：檢測電流和電壓，藍牙輸送，過流保護和電量喚醒。本系統能使用穩壓恆流源、滑動變阻器、萬用表和示波器檢測電流、電壓的準確度，藍牙無線傳輸的距離和其他功能的實現。現有的電流檢測有兩個基本方法，一種是測量載流導體的磁場，另一種是在電流迴路插入一個小電阻並測量其兩端壓降。第一種方法沒有強行插入元件或引入插入損耗，但價格相對便宜，而且容易導致非線性和溫度係數誤差，因此，磁場檢測雖然避免了插入損耗，但由於其高成本，在具體應用中受到很大限制。目前最常用的是電阻測量或者直接使用電流檢測的集成晶片，二則原理相同，參見圖3。本實用新型中是在電流迴路插入一個小阻值的檢測電阻可以產生一個相應的壓降，經過放大後形成與電流成比例的輸出信號。根據應用環境和檢測電阻的放置位置不同，該檢測技術為檢測放大器設計帶來了各種挑戰，因此本實用新型採用電阻測量來實現電流的檢測。本實用新型中的電池電量採集模塊的輸入端連接可充電電池，電池電量採集模塊由晶片U2作為主控晶片，電池電量採集模塊的電路圖請見圖2，電池電量採集模塊的輸入端連接電阻R7後連接運算放大器U3的正極輸入端，電池電量採集模塊的輸入端另抽出一端串聯電阻R10、R11後連接至運算放大器U3的負極輸入端，運算放大器U3的輸出端連接電阻R8後接至晶片U2的4號管腳，在運算放大器U3的負極輸入端與輸出端之間接有電阻R12，電阻R10另抽頭一端連接電阻R13後連接運算放大器U4的正極輸入端，並對地分別並聯接有電阻R15及電容C7，運算放大器U4的負極輸入端連接至輸出端，運算放大器U4的輸出端串聯電阻R14後連接至晶片U2的5號管腳，電阻R14另抽出一端連接電容C8，晶片U2的1號管腳、3號管腳及7號管腳接地，晶片U2的8號管腳連接至3.3V電源，並抽頭一端連接電容C2後接地，晶片U2的2號管腳連接電阻R2後接3.3V電源，晶片U2的10號管腳連接電阻R3後接3.3V電源，晶片U2的9號管腳連接電阻R4後接3.3V電源，2號管腳、10號管腳、9號管腳另分別抽出一端連接至無線通訊模塊。無線通訊模塊由晶片U6作為主控晶片，其電路圖參加圖3，晶片U6的1號管腳對地接有電容C13後接3.3V電壓，晶片U6的2號管腳串聯電感L2及電感L1後連接至AVDD端，電感L1另抽出一端接電容C12後接地，晶片U6的5號管腳、9號管腳、10號管腳分別連接並接收電池電量採集模塊的數據，晶片U6的12號管腳對地接有電容C18後接3.3V電壓，晶片U6的45號管腳及46號管腳之間接有由電容C1、電容C9及晶振X2組成的晶振電路，晶片U6的37號管腳及38號管腳之間接有由電容C3、電容C4及晶振X1組成的晶振電路，晶片U6的39號管腳連接電容C6後接地，晶片U6的35號管腳及36號管腳並聯後接至AVDD，晶片U6的34號管腳及33號管腳並聯後電容C10後接至AVDD，晶片U6的32號管腳串聯電容C11及電感L3後接天線，在電感L3兩端分別對地接有電容C14及電容C15，晶片U6的32號管腳及31號管腳之間接有電感L4，晶片U6的31號管腳及30號管腳之間接有電感L5，電感L5另抽出一端連接電容C17後接地，晶片U6的29號管腳接電容C16後接地。本系統還帶有藍牙喚醒迴路，電路圖見4，當檢測的電壓過低時自動進入低功耗模式，低功耗模式下關閉所有無關電路，只保留藍牙晶片在睡眠狀態，當檢測的電量達到滿足工作的值時從低功耗模式喚醒，這樣大大降低了模塊的功耗，具體是：晶片U6的28號管腳對地接電容C1後串聯電阻R6並連接至運算放大器U1的輸出端，運算放大器U1正極輸入端連接Wakeup信號端，運算放大器U1負極輸入端接電阻R5後接至3.3V電壓，電阻R5另抽出一端連接電阻R9後接地。當太陽光照射電池板時，光伏發電系統上的半導體與金屬組合部位間產生電位差從而將太陽能轉化為直流電能；電池電量採集模塊實時監測太陽能電池板充電時的電流和電壓，並計算累計的充電電量，在電流迴路插入檢測電阻從而產生一個相應的壓降，經過放大後形成與電流成比例的輸出信號，檢測電阻採用康銅絲。康銅絲作為一種銅鎳電阻合金，也具有較多的屬性。它具有較低的電阻溫度係數，較寬的使用溫度範圍(480℃以下)，加工性能表現良好，具有良好的焊接性能。為了加強導電性能，減小導線內阻和電阻率，儘量避免出現導線過流發熱和接觸部分發熱打弧及氧化現象，同時保證信號傳輸精確，使設備避免誤動作和延長壽命降低故障率，因此在一些要求技術含量較高、要求銜接性能穩定的設備上要求使用康銅絲。通過電池電量採集模塊來監測電池板產生的電能狀態和數據，通過無線通訊模塊發送到手機端，以圖文形式展示，同時將數據定期的和數據管理端進行傳送。數據管理端是對所有數據做雲存儲、雲計算、移動端展示並提供接口服務，從而對太陽能產品設備進行管理、統計、查看設備狀態；雲存儲是指對移動端電能數據做存儲；雲計算：對所有的太陽能設備數據做深度計算和挖掘，提供電能管理、電能預測、電能分配等；接口服務：提供各種統計數據，做移動端深層次展示使用，提供體驗服務；移動端展示：通過無線通訊模塊獲取設備端電能狀態，在移動端以界面圖形化方式展示行動裝置電能情況，方便隨時查看；還通過GPRS從數據管理端查看設備歷史數據。本系統還相應配有APP，其功能為：接受藍牙傳輸的數據；顯示電流、電壓、功率和累計電量四個參數；把數據通過網絡傳輸到伺服器。藍牙晶片：採用Nordic的nrf51822，ARM內核，低功耗藍牙4.0，進口晶片，性能穩定。其中各接口如表1所示：表1接口說明P1Mini_USB太陽能充電輸入接口P2USB模塊輸出給充電寶接口P3UART串口調試接口P4SWD程序燒錄接口系統LED燈指示說明：1、紅色LED-系統故障指示。2、藍色LED-藍牙連接狀態指示。系統硬體參數：檢測電流範圍：1mA～3A；檢測電壓範圍：0～6V；無線傳輸距離：10米。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp