[发明专利]一种太阳能摄像头的最大功率点跟踪装置及方法在审
申请号: | 201810464495.1 | 申请日: | 2018-05-16 |
公开(公告)号: | CN110502059A | 公开(公告)日: | 2019-11-26 |
发明(设计)人: | 廖志贤;蒋清红;黄莞燕;莫宏培;覃军 | 申请(专利权)人: | 广西师范大学 |
主分类号: | G05F1/67 | 分类号: | G05F1/67;G08B21/24;H04L29/08;H04W84/18 |
代理公司: | 11531 北京汇捷知识产权代理事务所(普通合伙) | 代理人: | 于鹏<国际申请>=<国际公布>=<进入国 |
地址: | 541004 广西*** | 国省代码: | 广西;45 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 最大功率点 电源管理模块 摄像头 光照度 太阳能 最大功率点跟踪算法 最大功率点跟踪装置 太阳能电池板模块 无线自组网模块 数据存储芯片 太阳能利用率 光照传感器 内置锂电池 摄像头模块 功率扫描 矩阵数组 数字存储 关联性 创建 | ||
1.一种太阳能摄像头的最大功率点跟踪方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤1:MCU核心模块通过电连接线对数据存储芯片模块进行控制,在数据存储芯片模块中,创建N×M的矩阵数组LP[N][M],其中,N既是数组下标,也代表光照度的值,M是指在光照度N的情况下,采集的最大功率点功率值个数;
步骤2:MCU核心模块对太阳能电池板的功率和光照传感器模块进行采样,在每个采样时刻t中,同时取太阳能电池板的最大功率点功率Pm[t]和光照传感器模块的光照度Lux[t];
步骤3:取光照度Lux[t]的整数部分Luxi[t],将Pm[t]存储到矩阵数组LP[N][M]中;
步骤4:取n时刻的太阳能电池板的最大功率点功率Pm[n]和光照传感器模块的光照度Lux[n];
步骤5:利用光照度Lux[n]检索相应的最大功率点功率均值,得LP[Lux[n]][M],设定判断阈值δ;
步骤6:对最大功率点跟踪控制;
步骤7:MCU核心模块通过无线自组网模块与区域内的所有太阳能摄像头进行无线连接,并获取所有太阳能摄像头的光照度数据,检测该区域内光照度是否出现异常值,如果出现,利用WiFi网络模块向服务器发出异常报警,提示维护人员检修,并返回步骤1;如果不出现,返回步骤1。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能摄像头的最大功率点跟踪方法,其特征在于:所述步骤3中的存储过程为:
步骤3.1,定义变量i和j,令i=Luxi[t];
步骤3.2,做运算j=(j++)%(M-1);
步骤3.3,将Pm[t]存储到矩阵数组LP[N][M]中,即LP[i][j]=Pm[t];
步骤3.4,做运算LP[i][M]代表光照度值为i的情况下记录的最大功率点功率均值,k是计算用的中间变量。
3.根据权利要求2所述的一种太阳能摄像头的最大功率点跟踪方法,其特征在于:所述步骤6中对最大功率点跟踪控制的过程为:
步骤6.1,如果|LP[Lux[n]][M]-Pm[n]|小于阈值δ,则不重新进行功率扫描,继续执行原来的最大功率点跟踪(MPPT)控制程序,即跳转到步骤6.3;
步骤6.2,如果|LP[Lux[n]][M]-Pm[n]|大于阈值δ,将进行功率扫描;
步骤6.3,进行最大功率点跟踪(MPPT)。
4.根据权利要求3所述的一种太阳能摄像头的最大功率点跟踪方法,其特征在于:所述步骤6.2中功率扫描的呃具体过程为:
MCU核心模块将电源管理模块的控制信号占空比D从0.05到0.95,以0.001%步进进行扫描,每一步扫描均记录下功率值P及对应的太阳能电池板电压值V,得到P-V曲线,扫描结束后,取P-V曲线的最大功率点,并在该功率点进行最大功率点跟踪(MPPT)控制程序,跳转到步骤6.3。
5.根据权利要求3所述的一种太阳能摄像头的最大功率点跟踪方法,其特征在于:所述步骤6.3的最大功率点跟踪的呃具体过程为:
步骤6.3.1,将电源管理模块的控制信号占空比D加上一个扰动量ΔD;
步骤6.3.2,观察太阳能电池板功率的变化方向,如果太阳能电池板功率增加,则重复步骤6.3.1,否则往下执行;
步骤6.3.3,将电源管理模块的控制信号占空比D减去一个扰动量ΔD;
步骤6.3.4,观察太阳能电池板功率的变化方向,如果太阳能电池板功率增加,则重复步骤6.3.3,否则跳转至步骤6.3.1。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能摄像头的最大功率点跟踪方法的跟踪装置,其特征在于:包括摄像头模块、WiFi网络模块、无线自组网模块、MCU核心模块、数据存储芯片模块、太阳能电池板模块、光照传感器模块、电源管理模块,其中电源管理模块含有内置锂电池;
具有内置锂电池的电源管理模块通过功率连接线与摄像头模块、WiFi网络模块、无线自组网模块、MCU核心模块、数据存储芯片模块、太阳能电池板模块、光照传感器模块进行电连接,电源管理模块用于系统所有模块的供电和电源管理;摄像头模块、WiFi网络模块、无线自组网模块、数据存储芯片模块、太阳能电池板模块、光照传感器模块、电源管理模块均通过信号连接线与MCU核心模块进行电连接;
MCU核心模块用于整个装置的控制,摄像头模块用于视频采集,WiFi网络模块用于系统与外部云服务器的网络连接与传输,无线自组网模块用于区域性的太阳能摄像头组网连接,数据存储芯片模块用于存储数据信息,太阳能电池板模块用于太阳能光电转换,光照传感器模块用于采集光照度信息,电源管理模块一方面将太阳能电池模块电能充到内置锂电池,另一方面给装置供电。
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