太阳能无线监控系统
太阳能监控系统详解
太阳能监控系统详解太阳能是一种取之不尽、用之不竭的清洁环保型能源，无线监控系统采用了远距离无线网桥组网技术，使无法得到电力供应的偏远地区实现远程不间断监控成为可能。
本系统主要应用于野外以及城市不方便布线的区域，例如：建筑工地、水库大坝、河流水位、渔场林场监控,森林防火、岛屿监控、边防监控、单兵侦测等等. 太阳能发电装置与外部商用电网没有连接，但能够独立提供供电能力的光伏发电系统称为离网光伏发电系统，也称为独立光伏发电系统。
离网光伏发电系统主要由太阳能光伏发电装置、储能蓄装置、控制器、逆变器组成。
下面对各个部分作简单介绍。
光伏发电系统总的设计原则是在保证满足负载用电需要的前提下，确定最少的太阳电池组件和蓄电池容量，以尽量减少投资，即同时考虑可靠性及经济性。
在系统设计之前，设计者应尽量做到：（1）设计尽量简单化，这样可以提高系统的可靠性。
（2）了解系统的效率，适当设计系统效率，若不合实际地把效率定在99%以上，其成本是昂贵的。
（3）在估算负载时要考虑周到，并要有一定的裕度。
（4）反复计算核查当地的天气资源，获得该地区的太阳辐射能资源，对太阳辐射的错误估计将会大大影响系统的作用。
（5）在设计系统前了解安装地点，去当地考察一下，这样对设备安置走线，保护和地带特性都有所了解。
确定太阳能发电功率及配置的前提是确定前端需要供电设备（负载）的功率及耗电量。
通过实验检测手段我们可以确定负载的总功率P1，P1主要包括：摄像机及其加热器和无线设备功率以及逆变器转化的功率损失。
实验检测得到的总功率P1，由此可以确定负载的日耗电量W1为：W1= P1*24.若太阳能电池板和蓄电池组采用12V供电系统电压，则负载设备日耗蓄电池电容量：Q1=W1/12V=2*P1（AH）根据负载设备日耗电量以及系统采用离网供电方式计算太阳能电池板数量。
本设计拟采用单组电压为12V，单块功率为P2（W）的太阳能电池板。
在忽略充电损耗的情况下，按每天平均日照时间3h计算，则单块太阳能板的日发电量为：P2*3=3*P2 （Wh）一般情况下充电损耗比率为10%左右，那么单块太阳能板的实际日发电量为：2.7* P2.因此需要太阳能板的最小数量：n=W/2.7P2≈9 *P1 /P2.注: (设计时采用进一法取整).如果考虑到设计系统为离网光伏发电系统，保证系统在冬天发电量比较低的情况下应考虑冬天日照时间每天为2.5小时，则：n ≈11*P1/P2.如果考虑阴雨雪天及衰减、灰尘、充电效率、雾霾等的损失等情况下的损失，以及考虑到阴雨天用电之后的蓄电池充电，应根据充满蓄电池天数相应增加太阳能电池板设计数量.按照3天阴雨天电池板数量相应增加50%左右考虑.有四个因素决定了光伏组件的输出功率：负载电阻、太阳辐照度，电池温度和光伏电池的效率。
太阳能无线监控设计说明
杆式安装
卧式安装
安装在最高点
地面安装 电缆粗度至少2毫米，纯铜
地埋安装
设计过程（5）
无线链路： 本方案采用1对2设计和1对3设计。所
选设备：5M-90（接收）和5M-18（发射）。
主控中心： 本方案采用NVR网络硬盘存储服务器。
设计过程（1）
1
2
明确设计元素
配置设备参数
1、负载情况：红外球机 2、阴雨天数：3天阴雨天 3、安装地点：山东青岛
1、太阳能板大小 2、蓄电池大小 3、控制器选型 4、无线设备距离
计算公式
蓄电池大小=负载电流×时间 太阳能板大小=蓄电池大小×1.25 控制器电流＞太阳能板大小/太阳能板电压
设计过程（2）
APC 5M-18
APC 5M-90
谢谢大家！
知识回顾 Knowledge
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祝您成功！
视频服务器 无线网桥（DLB） 球机（网络/模拟） 枪机（网络/模拟）
电流 2-2.5A 1-1.5A 1-1.5A 0.5A 0.5-1.5A 0.5A
功率 24-30W 12-18W 12-18W
6W 6-18W
6W
设计过程（3）
3
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1、太阳能板大小:180Wp 2、蓄电池大小：150AH 3、控制器选型：15A 4、无线设备距离：5公里
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明确设计元素
配置设备参数
1、负载情况：红外球机 2、阴雨天数 2、蓄电池大小：150AH 3、控制器选型：15A 4、无线设备距离：5公里
常用设备电流大小及瓦数（DC12V系统）
太 阳 能 监 控 施 工 方 案
太阳能监控施工方案甘肃千诺智能科技工程有限公司2019年3月12日目录1. 系统简介 (3)2. 系统原理和架构 (4)2.1太阳能供电子系统 (5)2.2无线传输子系统 (7)2.3视频监控子系统 (8)3. 售后服务 (9)一、系统简介太阳能无线监控系统利用取之不尽、用之不竭的清洁环保能源太阳能供电，同时系统采用了先进的音视频远距离无线组网技术，使无法得到电力供应的偏远地区实现远程不间断监控成为可能。
随着太阳能无线监控系统集成技术的成熟，该系统在全球得到越来越普遍的应用。
本系统具有：环保节能、无需挖沟或架设电力架、不需要大量线材、不需要输变电设备、施工周期短、不消耗市电不产生电费、不受地理位置限制、维护费用低、低压无触电危险及移动灵活等诸多优点。
本系统主要应用于野外以及城市不方便布线的区域，例如：建筑工地、水库大坝、河流水位、渔场林场、野生动物活动监控、野生动物反盗猎、矿山道路及周边、森林防火、石油天然气管道、铁路沿线、高速公路、隧道监控、村庄道路、景区监控、高尔夫球场、文物古迹、大型工厂室外监控、别墅周边、城市广场、岛屿监控、边防监控、单兵侦测等等。
简单概括为“三无”的地方，即无人无电无网络，但需要实时监控管理又需要节能零排放无污染的地方或区域。
二、系统原理和架构太阳能无线监控系统主要由太阳能供电系统、无线视频传输系统、视频监控系统三个子系统组成。
太阳能供电子系统是由太阳能组件、胶体蓄电池、智能充放电控制器等组成，而无线视频传输子系统是由数字网桥、3G/4G无线网络、COFDM等组成，视频监控子系统是由摄像机、终端视频管理设备（如数字硬盘录像机）等组成。
根据需要可增加其它辅助功能如：前端拾音、前端喇叭、前端录像、前端传感、视频分析、无线广播、移动侦测、无线信号中继站等。
1、太阳能供电子系统太阳能供电系统拓扑图该系统主要由太阳能组件、胶体蓄电池、智能控制器等组成。
太阳能组件将光能转变为电能，经由一台智能控制器的控制，把电能存储到蓄电池（充电）；需要供电时，打开控制器开关接通负载，把蓄电池中的电能提供给负载（放电）。
光伏发电远程无线监控系统设计
时 代 农 机TIMES AGRICULTURAL MACHINERY第 ４５ 卷第 ４ 期２０１８ 年 ４ 月 Ａｐｒ．２０１８ Ｖｏｌ．４５ Ｎｏ．４197２０１８年第４期光伏发电远程无线监控系统设计赵明冬，孙士儒，崔庆阳摘 要：近几年太阳能光伏发电站规模日益增长，但是光伏电站通常都分布在人烟稀少的偏远地区，因此对这些光伏电站的监控和维护就具有一定的困难。
针对上述问题，文章设计了一种光伏发电无线监控系统。
系统采用ＺｉｇＢｅｅ构造无线网络，并通过ＲＳ－４８５总线实现基站间的数据信息收集与传递。
通过实验验证，该系统能够达到数据采集、短距离无线数据传输、快速网络组建和维护、远程数据管理、差异化信息提供等预期要求。
关键词：光伏发电；远程监控；ＺｉｇＢｅｅ无线网络；远程数据管理（郑州科技学院 电气工程学院，河南 郑州 450064）作者简介：赵明冬（１９８１－），男，吉林白山人，大学本科，副教授，研究方向：电子与通信技术。
本文旨在建立一种光伏电站监控设备的统一管理平台，利用ZigBee 技术和RS-485总线技术实现电站设备的统一运行状态监控和数据的集中管理，给运行人员、检修人员、管理人员等提供全面、便捷、差异化的数据和服务。
１ 系统硬件设计本系统以STM32F103RBT6处理器为核心，通过I/O 口采集传感器信号，使用处理器内部的A/D 转换器将模拟量转化为数字量，并通过ZigBee 发送给现场处理器，现场处理终端承担基站的功能负责各个传感器的数据汇总，再通过RS-485总线发送到远程控制终端。
光伏发电远程无线监控系统结构图1所示：图１ 光伏发电远程无线监控系统结构图光伏发电远程无线监控系统的硬件可以分为三个部分：（1）测控终端是光伏发电系统的最基本的终端设备，每个终端均配备ZigBee 通讯模块、微控制器和相应的传感器阵列。
测控终端负责收集各个传感器的测控数据，如温度、湿度、风速、光照强度等，利用A/D 转换功能将传感器节点数据进行模数转换，以便进行进一步处理。
太阳能监控原理
太阳能监控原理随着科技的不断进步和环保意识的增强，太阳能作为一种清洁、可再生的能源逐渐受到人们的关注和重视。
太阳能监控系统就是利用太阳能作为能源来供电，实现对监控设备的供电和运行。
本文将介绍太阳能监控系统的原理和工作过程。
一、太阳能监控系统的组成太阳能监控系统主要由太阳能电池板、电池组、太阳能控制器、摄像机和监控设备等组成。
其中，太阳能电池板是将太阳能转化为电能的关键部件，电池组用于储存电能，太阳能控制器则起到调控和保护作用。
二、太阳能电池板的工作原理太阳能电池板是太阳能监控系统的核心部件，它通过将太阳能转化为直流电能来为监控设备供电。
太阳能电池板主要由多个光伏电池片组成，这些电池片通过硅材料的PN结构实现光电转换。
当太阳光照射到太阳能电池板上时，光子与电池板上的硅材料发生相互作用，激发出电子，并在电场的作用下形成电流。
这样，太阳能电池板就将太阳能转化为电能。
三、电池组的工作原理电池组是太阳能监控系统中的储能设备，它主要用于存储太阳能电池板转化的电能，以供给夜间或阴天时监控设备的正常运行。
电池组一般采用蓄电池，它具有储能量大、寿命长、安全可靠等优点。
当太阳能电池板发电时，电能会被输入到电池组中进行储存。
而当太阳能电池板无法发电时，电池组会自动供电，保证监控设备的正常工作。
四、太阳能控制器的工作原理太阳能控制器是太阳能监控系统中的关键设备，它主要用于对太阳能电池板和电池组进行管理和保护。
太阳能控制器具有充电控制、放电控制、保护控制等功能。
在充电控制方面，太阳能控制器能根据电池组的电压和电流情况，智能调节太阳能电池板的输出功率，以确保电池组的充电效率和安全性。
在放电控制方面，太阳能控制器能根据监控设备的电流需求，智能调节电池组的输出功率，以确保监控设备的正常工作。
在保护控制方面，太阳能控制器能对太阳能电池板和电池组进行过压保护、欠压保护、短路保护等，以防止发生故障和事故。
五、摄像机和监控设备的工作原理摄像机是太阳能监控系统中的视觉传感器，它能采集周围环境的图像和视频信息，并将其传输给监控设备进行处理和存储。
太阳能无线视频监控系统建设组织方案
太阳能无线视频监控系统建设组织方案第一章太阳能供电1.1 太阳能供电技术简介在当前全球能源紧张，价格飞涨的情况下，许多国家采取优惠的政策鼓励太阳能技术的开发和应用。
太阳能供电技术作为一种高新技术，最早应用于航空探险等高端应用场合，随着各国的推动，太阳能供电技术也得到了日新月异的发展，太阳能发电和太阳能供电技术日益走进民用应用的场合。
在森林、道路、河流、山川等通信或音视频电子设备应用场合，主要采取电网供电和电池供电方式，电池供电往往只能解决临时的需要，不能作为长期的供电电源；而采取电网供电方式存在诸多缺点：1、供电方式为电缆输送，工程施工困难，造价高昂；2、系统维护不便，高压输送存在安全隐患，运营成本高；3、安装、组网困难。
而太阳供电系统工作时无需水、油、汽、燃料，只要有光就能发电的特点，是清洁、无污染的可再生能源，而且安装维护简单，使用寿命长，可以实现无人值守，倍受人们的青睐，是新能源的领头羊。
近年来，太阳能的应用在全球越来越广泛，特别是在野外领域，太阳能电源系统正逐步取代一些传统的电源设备，得到越来越普遍的应用。
太阳电池方阵在晴朗的白天把太阳光能转换为电能，给负载供电的同时，也给蓄电池组充电；在无光照时，由蓄电池给负载供电。
太阳能供电系统由太阳电池组件构成的太阳电池方阵、太阳能充电控制置、逆变器、蓄电池组构成。
1.2 太阳能电池板阵列组件●太阳能电池板阵列的表面采用复合材料，由进口层压机层压而成。
气密性、耐候性好，抗腐蚀、机械强度好。
●太阳电池为单晶硅太阳电池，太阳电池转换效率高。
而且太阳能电池板阵列一次性性能佳。
●太阳电池在制造时，先进行化学处理，表面做成了一个象金字塔一样的绒面，能减少反射，更好地吸收光能。
●采用双栅线，使组件的封装的可靠性更高。
●太阳能电池板阵列抗冲击性能佳，符合IEC 国际标准。
●太阳能电池板阵列层之间采用双层EVA 材料以及TPT 复合材料，组件气密性好，抗潮，抗紫外线好，不容易老化。
太阳能监控方案
太阳能监控方案太阳能监控方案是一种利用太阳能供电的监控系统，通过太阳能电池板将太阳能转化为电能，为监控设备提供稳定的电源。
太阳能监控系统可以应用于各种场所，如农田、学校、企业、工地等，不仅可以提供实时监控和安全保障，还能节省能源并减少环境污染。
下面是一个具体的太阳能监控方案：1. 太阳能电池板安装：选择合适的位置安装太阳能电池板，确保能够充分接收到阳光。
太阳能电池板可以安装在墙面、屋顶、支架等位置，通过不同的角度调整，最大限度地接收太阳能。
2. 电池组装：将太阳能电池板与电池组进行连接，将太阳能转化为电能，储存在电池组内。
选择高质量的电池组，保证其长时间的使用寿命和稳定性。
3.监控设备安装：选择合适的监控设备，如摄像机、红外线探测器等，根据实际需求进行安装。
摄像机可以使用高清摄像头，获取清晰的监控画面；红外线探测器可以保障设备的安全。
4.监控设备连接：将监控设备与电池组进行连接，确保设备能够正常运行。
可以使用无线连接或有线连接的方式，根据实际需求选择。
5.数据传输与存储：监控设备获取到的数据可以通过无线传输或有线传输的方式，传输到监控中心或云端服务器，实现实时监控和数据存储。
6.远程监控：搭建远程监控平台，管理监控设备、查看实时监控画面、对设备进行远程操作等。
远程监控可以通过手机APP、电脑等终端设备进行。
7.定期维护：定期对太阳能电池板进行清洁，保持其高效工作；定期对电池组进行检测和维护，确保其正常运行。
进行监控设备和系统的检修和更新，保障系统的稳定性和可靠性。
太阳能监控方案不仅可以提供实时监控和安全性保障，还可以节约能源并减少环境污染。
随着太阳能技术的不断发展与应用，太阳能监控系统将在各个领域得到广泛的应用和推广。
4G太阳能无线视频监控系统设计方案
4G太阳能无线视频监控系统设计方案如下所示：该系统主要由太阳能组件、风力发电机、胶体蓄电池和智能充放电控制器等组成。
太阳能组件和风力发电机通过智能充放电控制器将电能储存到胶体蓄电池中，以保证系统的稳定供电。
同时，该系统还具备太阳能市电自动互补、锂电储存等辅助功能。
二．（二）4G无线视频传输子系统该子系统采用数字4G无线组成传输链路，实现视频信号的远距离传输。
同时，系统还支持SD卡现场录像模式，方便管理人员进行视频监控点的集中管理。
二．（三）视频监控子系统该子系统主要由摄像机、终端视频管理设备（如数字硬盘录像机）等组成，实现对监控点附近地区的全方位监控。
此外，系统还支持前端拾音、前端喇叭、前端录像、前端传感、目标跟踪、视频分析、图像抓拍、远距离摄像机、热感摄像机、无线广播、无线信号中继、无线信号覆盖等多种辅助功能。
三、系统配置单系统配置单如下所示：太阳能组件：4块风力发电机：1台胶体蓄电池：8块智能充放电控制器：1台数字4G无线组成传输链路：1套摄像机：4台数字硬盘录像机：1台四、售后服务及技术支持本公司提供完善的售后服务及技术支持，包括系统安装调试、故障排除、维护保养等方面，以确保客户的系统运行稳定可靠。
五、部分工程应用场景本系统已成功应用于以下场景：1.农村监控：解决农村地区没有市电和布线难的问题，对农田、畜栏等进行全方位监控。
2.远程监控：解决地理位置偏远、无法得到电力供应的地区实现远程不间断监控的问题，如山区、沙漠等。
3.工地监控：解决工地没有电力供应和布线难的问题，对工地进行全方位监控，提高工地安全管理水平。
4.景区监控：解决景区地域广阔没有电力供应又难以布线的问题，对景区进行全方位监控，提高景区安全管理水平。
该太阳能供电系统由太阳能组件、风力发电机、胶体蓄电池和智能控制器等组成。
太阳能组件和风力发电机将光能转化为电能，经由风光互补智能控制器控制，将电能存储到蓄电池中（充电）。
当需要供电时，打开控制器开关接通负载，将蓄电池中的电能提供给负载（放电）。
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太阳能无线监控系统结题报告
太阳能无线监控系统是一款以太阳能代替电能，通过无线来传输数据的监控设备。
与一般常见的利用太阳能的方法一样，在这款设备中，我们也是采用了太阳能电池板，作为能量的转化器。
太阳能电池板是一种可以将太阳能直接转化为直流电能的设备。
根据广电效应，当有光子照射到金属材料的时候，金属材料会产生电子。
我们知道，当源源不断的有电子流动的时候，就会有电流产生。
这就是太阳能电池板的工作原理。
与以往利用的太阳能方式不同的，在利用太阳能之前，我们在太阳能的利用前期对采集到的太阳能做出了一些处理。
将采集到的太阳能通过透镜，将发散的太阳能光聚集起来，这样加大了光的强度。
在未改变来源的前提下，将能源进一步加强。
理论来源：应用于美国航天领域的三结电池，通过光镜聚光原理，来增加光能,从而提高光伏电池的工作效率。
在这期间我们除了学习其物理原理，通过在光伏电池上增加平面镜与凹面镜之外，还运用了自动追光原理，时刻调整光镜角度，是聚焦的太阳光时时刻刻都照射在太阳能电池板上，从而提高光付电池的工作效率。
以上是能源方面的进展情况，太阳能电池板已经可以正常的是用产生电能，通过多次调整透镜的位置，以及透镜的聚焦点，也可以将经过透镜的太阳能光以最大的限度利用在太阳能电池板上。
接下来我们将要做得就是，无线数据的采集。
无线数据传输这块我们采用里模拟的摄像头，因为这款摄像头的价格比较便宜。
在采集数据的时候，摄像头采用连拍的方式进行数据采集，最后将采集到的数据传送给单片机，在单片机上在加上无线传输数据模块。
在主机单片机上装在上无线数据接收模块，将接收的数据保存就可以了。
器件清单：
50w大功率太阳能电池板：1块*400元=400元
凹透镜：2块*30元=60元
供电控制器：
51单片机开发板：1块*200元=200元
稳压模块：1套*30元=30元
铝合金管支架：100元
书籍材料：80元
其他杂费：130元
合计：1000元
经手人：
验收人：
部门主管：。