基于web和zigbee技術的光伏監控系統的設計

郭 　 麗

(安徽電子信息職業技術學院 軟件學院，安徽 蚌埠 233000)

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基于web和zigbee技術的光伏監控系統的設計

郭 麗

(安徽電子信息職業技術學院 軟件學院，安徽 蚌埠 233000)

摘要：基于web和zigbee技術的發電實時監控系統的硬件部分利用電容器、傳感器、高性能RF收發器等元件，軟件部分中Asp.net采用C#語言進行編譯，利用sql 2000或2005進行數據庫存檔，實現了數據實時異地查看。本系統極大提高了系統的發電效率，實現了數據實時存儲和異地監控。

關鍵詞：光伏發電；監控系統；web技術；zigbee網絡

現代社會工業技術的發展越來越快，人口越來越多，使地球上的不可再生資源(如能源)越來越緊缺。將光伏發電技術應用于家庭式發電可以減少多種有害氣體的排放，是純凈無污染的能源，取之不盡用之不竭的[1]。使用無污染的太陽能并將光伏發電技術推廣勢在必行[2]。傳統的光伏發電及其監控系統存在技術陳舊、數據傳遞慢、只能在本地監控等問題[3]。為此，本文提出家庭模式為切入點的、基于web和zigbee網絡技術的光伏發電監控系統的設計方案。

在設計前，先對案例家庭一天所使用的電量進行估算，按照需求進行光伏組件的鋪設，根據案例家庭所在區域測試太陽能電池板的最佳傾斜角度，以期達到最高的使用效率[4]，監控系統具體方案如下。

1一般家庭用電量估算

設案例家庭的面積為200 m2，具備基本家庭常用電器，根據各種參數進行估算，按照需求進行相關系統設置，估算情況如表1所示。

2光伏組件和用電器的連接設計

將光伏組件、蓄電池和用電器經過最佳角度測試后通過控制器連接。當有光照條件時，光伏組件開始工作并對蓄電池進行充電，這一過程經控制器控制。當用電器需要工作時，蓄電池放電使用電器開始工作[5]。整個過程可同時進行，也可在不同時間分別進行。

表1　家庭日均用電量估算

3監控系統的設計與實現

由于整個體系實現了照明系統與監控系統中心之間實時信息交互的智能化監控、調度和管理[6]，若發現異常數據便可以進行報警和定位。本監控系統選用CC2530芯片作為硬件模塊，可以支持下載功能，也允許系統進行程序編制。各個硬件單元，如控制器、電池組、通信連接組件等都需要耗用大量的電力，而太陽能電池板供電有限，所以在進行各部件選擇連接時一定要盡可能地將損耗降到最低，使用一些功損率較低的元器件[7]。連接點結構如圖1所示。

其中，芯片、收發器、電容器等元件的選擇及其組成的無線傳感結構設計如圖2所示。

在此zigbee網絡系統中，由于每一個節點都可以向下一個節點傳遞信號，也可以將信息進行接收并發送出去，因此可以與外部進行交流通信[6]。對相關數據進行監控的同時，提高系統的運行效率是本系統需要解決的另一項重要任務。Asp.net利用C#語言進行編譯，C#是一種直接面向對象的語言，是目前兼顧系統開發和應用開發最佳也是最實用的語言工具，選擇它進行編譯將有效提高系統的運行效率，達到事半功倍的效果。監控流程圖如圖3所示。當家庭使用者發出信號時，asp.net通過判定指令的正確性進行處理，若指令無誤將返回使用者[8]，應用sql server 2000或者sql server 2005采集數據[9]，這樣就可以直接查看監控系統的運行狀態及實時更新的數據。

4系統安全性設計

系統用戶在進入監控系統的瀏覽器頁面時，其安全性問題也不容忽視[10]。因此，在本發電系統的監控模塊下，設置使用“用戶的管理員”機制，做到用戶名稱與相關的密碼保護，并在瀏覽器頁面中進行輸入檢測。用戶等級不同所具備的權限也不同，利用sql 2000或2005進行基礎數據即用戶數據的錄入，再利用之前C#編寫的程序進行測試核對，如果信息一致則允許用戶登錄，反之則無法進入系統。

本文在基于web與zigbee技術相結合的基礎上，以家庭模式為切入點完成了光伏發電監控系統的設計。該系統提高了系統的發電效率，實現了數據的實時存儲和異地監控。由于系統使用“用戶管理員”機制，其安全性也得到了保證。

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Design of Photovoltaic Monitoring System Based on ZigBee and Web

GUO Li

(Anhui Electronic Information Software College of Career Technical College, Bengbu 233000, China)

Abstract:A real-time monitoring system is designed based on web and zigbee technology. The hardware parts are composec of capacitors, sensors, high-performance RF transceiver and other components. The software section of Asp.net is realized with C # language compiler, sql 2000 or 2005 database archiving. The data can be viewed real-time remote. The system greatly improves the power efficiency. It realized the functions of real-time data storage and remote monitoring.

Key words:PV, monitoring system, web technology, zigbee network

中圖分類號：TM914 ; TP393.0

文獻標識碼：A

文章編號：1007-4260(2015)01-0050-02

DOI：10.13757/j.cnki.cn34-1150/n.2015.01.014

作者簡介：郭麗,女,安徽蚌埠人,碩士,安徽電子信息職業技術學院講師，主要從事光伏發電技術、計算機技術等方面的研究。

基金項目：安徽高校省級科學研究項目(KJ2013B017)。

收稿日期：2014-03-16