[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

专利信息
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
【说明书】:

发明提供一种太阳能摄像头的最大功率点跟踪装置及方法,属于太阳能摄像头技术领域,该装置包括摄像头模块、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。通过创建矩阵数组,将光照度和最大功率点进行数字存储,然后利用光照度和最大功率点功率的关联性,决定最大功率点的功率扫描,可以有效避免最大功率点跟踪算法陷入局部最大值,提高系统的太阳能利用率。

技术领域

本发明涉及太阳能摄像头技术领域,特别是涉及一种太阳能摄像头的最大功率点跟踪装置及方法。

背景技术

随着物联网技术与现代农业的不断深度融合,新型的农业可视化系统、新能源与新农业结合等技术在不断的发展。太阳能无线摄像头技术是农业可视化的关键技术,传统的太阳能摄像头,存在充电效率低、可靠性差的问题。究其原因,是现有产品和技术没有在深入了解太阳能光伏电池的放电特性的基础上,研发太阳能摄像头的功率点优化,导致太阳能利用率低,影响产品的续航能力,进而会带来可靠性的问题。为此,当前新农业的背景下,高效率、高可靠性的太阳能摄像头研发,是一项至关重要的工作。

发明内容

本发明提供一种太阳能摄像头的最大功率点跟踪装置及方法,解决现有太阳能摄像头技术存在充电效率低、续航能力差、性能不可靠的问题。

本发明通过以下技术方案解决上述问题:

一种太阳能摄像头的最大功率点跟踪方法,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。

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。

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;

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