一種應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)的智能通信擴(kuò)展組件的制作方法

本實(shí)用新型涉及通信裝置，更具體地說，涉及一種應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)的智能通信擴(kuò)展組件

背景技術(shù)：

光伏發(fā)電系統(tǒng)主要包括保護(hù)裝置和測(cè)控裝置，保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電氣量的監(jiān)控和對(duì)故障態(tài)下實(shí)施保護(hù)動(dòng)作，避免電力系統(tǒng)故障的進(jìn)一步惡化。測(cè)控裝置主要是采集現(xiàn)場(chǎng)的電氣量數(shù)據(jù)，并將當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)上傳至后臺(tái)管理處，同時(shí)會(huì)接收后臺(tái)系統(tǒng)的控制命令，對(duì)某些終端用電設(shè)備進(jìn)行控制操作。

不管是保護(hù)裝置還是測(cè)控裝置都不可避免的需要和下一級(jí)的終端裝置等進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，比如光伏現(xiàn)場(chǎng)的匯流箱、逆變器等等。實(shí)現(xiàn)與這些終端裝置的通信需要遵守不同的通信規(guī)約，比如modbus、101、103、104等電力系統(tǒng)常用規(guī)約。由于每個(gè)終端設(shè)備都有各自的通信規(guī)約，其內(nèi)部的點(diǎn)表數(shù)據(jù)的格式也各不相同。因此，光伏發(fā)電系統(tǒng)的CPU板卡必須針對(duì)每種終端設(shè)備開發(fā)不同的解析程序。最終造成CPU板卡需要維護(hù)的軟件程序數(shù)量眾多，后續(xù)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試、維護(hù)及軟件升級(jí)工作量巨大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)的智能通信擴(kuò)展組件，其技術(shù)方案如下：

一種應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)的智能通信擴(kuò)展組件，其包括中央處理器，與所述中央處理器連接的電源模塊、CAN通信模塊、以太網(wǎng)模塊、串口擴(kuò)展模塊、4G通信模塊、信號(hào)指示模塊及擴(kuò)展存儲(chǔ)模塊。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電源模塊的電源輸入端連接所述中央處理器的電源輸入端，所述電源模塊提供5～48V的直流電源輸入，以實(shí)現(xiàn)所述智能通信擴(kuò)展組件的供電。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述中央處理器包括有多個(gè)以太網(wǎng)接口及多個(gè)USART串行接口。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述CAN通信模塊包括CAN控制器及CAN總線芯片，所述智能通信擴(kuò)展組件的所述中央處理器通過所述CAN總線芯片與所述光伏發(fā)電系統(tǒng)的CPU板卡連接，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述以太網(wǎng)模塊包括第一以太網(wǎng)模塊及第二以太網(wǎng)模塊，所述第一以太網(wǎng)模塊及所述第二以太網(wǎng)模塊分別與所述以太網(wǎng)接口連接。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述串口擴(kuò)展模塊包括4片sc16is752串口芯片，每片所述sc16is752串口擴(kuò)展芯片能夠擴(kuò)展2路串行接口。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述4G通信模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)與外部終端設(shè)備連接，以實(shí)現(xiàn)所述中央處理器與外部終端設(shè)備的數(shù)據(jù)交互。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述指示模塊包括若干個(gè)LED發(fā)光二極管。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述擴(kuò)展存儲(chǔ)模塊包括內(nèi)存擴(kuò)展模塊及閃存擴(kuò)展模塊。

本實(shí)用新型可以插接在光伏發(fā)電系統(tǒng)機(jī)箱內(nèi)部的總線板上，以實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)的通信功能擴(kuò)展。其達(dá)到如下有益技術(shù)效果：光伏發(fā)電系統(tǒng)的CPU板卡無需針對(duì)每種終端設(shè)備開發(fā)不同的解析程序，其能夠適應(yīng)不同的終端設(shè)備的通信規(guī)約，簡(jiǎn)化了CPU板卡的通信軟件的設(shè)計(jì)復(fù)雜度，方便了后續(xù)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試、軟件維護(hù)及軟件升級(jí)工作。

附圖說明

通過閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對(duì)本實(shí)用新型的限制。而且在整個(gè)附圖中，用相同的參考符號(hào)表示相同的部件。在附圖中：

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為一個(gè)具體實(shí)施例中本實(shí)用新型與光伏發(fā)電系統(tǒng)的裝配示意圖

圖3為本實(shí)用新型的配置流程圖。

具體實(shí)施方式

參見附圖1，在一個(gè)具體實(shí)施例中，本實(shí)用新型的應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)的智能通信擴(kuò)展組件包括中央處理器，與所述中央處理器連接的電源模塊、第一以太網(wǎng)模塊、第二以太網(wǎng)模塊、CAN通信模塊、串口擴(kuò)展模塊、4G通信模塊、信號(hào)指示模塊、內(nèi)存擴(kuò)展模塊及閃存擴(kuò)展模塊。本實(shí)用新型的智能通信擴(kuò)展組件可以方便地插接至光伏發(fā)電系統(tǒng)機(jī)箱中的總線板卡，以實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)的通信功能擴(kuò)展。

本實(shí)施例中，所述電源模塊支持5～48V的直流寬電源輸入，以實(shí)現(xiàn)電源供給。所述中央處理器為ATMEL公司生產(chǎn)的型號(hào)為9x35的CPU，其主頻為400MHZ。所述中央處理器設(shè)有1個(gè)10M以太網(wǎng)接口及1個(gè)100M以太網(wǎng)接口，其支持TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，所述中央處理器通過上述兩個(gè)以太網(wǎng)口與支持TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的外部終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。所述中央處理器還設(shè)有5個(gè)USART串行接口，其支持RS485通信協(xié)議，通過這些USART串行接口，所述中央處理器與支持RS485通信協(xié)議的外部終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。

所述CAN通信模塊包括型號(hào)為9x35的CAN控制器及型號(hào)為TJA1050的CAN總線芯片，本實(shí)用新型的所述中央處理器通過所述CAN總線芯片與光伏發(fā)電系統(tǒng)的CPU板卡連接，以實(shí)現(xiàn)兩者之間的數(shù)據(jù)交互。

所述內(nèi)存擴(kuò)展模塊為所述中央處理器提供存儲(chǔ)量為128M的擴(kuò)展內(nèi)存，所述閃存擴(kuò)展模塊為所述中央處理器提供的存儲(chǔ)量為256M的擴(kuò)展閃存，以提高所述中央處理器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及數(shù)據(jù)處理能力，以進(jìn)一步提高所述智能通信擴(kuò)展組件的通信能力。

所述第一以太網(wǎng)模塊及所述第二以太網(wǎng)模塊各自包括與所述中央處理器的所述以太網(wǎng)接口連接的PHY芯片，以形成以太網(wǎng)收發(fā)電路。本實(shí)施例中，所選用的PHY芯片為T1公司生產(chǎn)的型號(hào)為DP838481的工業(yè)級(jí)PHY芯片，該芯片的溫度適應(yīng)性很強(qiáng)，能夠適應(yīng)極寒或極熱的工作環(huán)境。

所述串口擴(kuò)展模塊包括4片型號(hào)為sc16is752的串口芯片，每片串口芯片可以擴(kuò)展2路串口，每個(gè)串口的波特支持率達(dá)到38400bps?？梢姡緦?shí)施例中的串口擴(kuò)展模塊能夠提供8個(gè)擴(kuò)展串口，使得本實(shí)用新型的智能通信擴(kuò)展組件能夠滿足多數(shù)光伏發(fā)電系統(tǒng)的串口通信需求。

所述4G通信模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)與外部終端設(shè)備連接，以實(shí)現(xiàn)所述中央處理器與外部終端設(shè)備的數(shù)據(jù)交互。滿足了光伏發(fā)電系統(tǒng)的無線通信需要。

所述信號(hào)指示模塊包括若干個(gè)LED燈，用于顯示光伏發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)前的通信狀況。例如，當(dāng)以太網(wǎng)通信或串口通信出現(xiàn)故障時(shí)，相應(yīng)的LED燈會(huì)閃爍報(bào)警，便于維護(hù)人員及時(shí)進(jìn)行檢修。

參見附圖2，其示出了在一個(gè)具體應(yīng)用中，為了滿足光伏發(fā)電系統(tǒng)1的通信需要，其同時(shí)插接了4個(gè)本實(shí)用新型的智能通信擴(kuò)展組件。本應(yīng)用中的光伏發(fā)電系統(tǒng)1包括總線板及連接在總線板上的顯示面板、輸入面板、電源板卡、CPU板卡及通信板卡。

4個(gè)所述智能通信擴(kuò)展組件分別插接在所述光伏發(fā)電系統(tǒng)1的總線板上，并通過各自的CAN模塊與所述光伏發(fā)電系統(tǒng)1的CPU板卡連接，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。

參見圖3，其示出了本實(shí)用新型提供的智能通信擴(kuò)展組件的配置流程圖:

S1:根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)的通信需要，評(píng)估所需要的串口接口及以太網(wǎng)接口的需求量，以確定需要裝配的本實(shí)用新型的智能通信擴(kuò)展組件的數(shù)量；

S2:將智能通信擴(kuò)展組件接入光伏發(fā)電系統(tǒng)的總線板的指定插槽，并通過后臺(tái)操作系統(tǒng)激活該智能通信擴(kuò)展組件；

S3:整理需要與光伏發(fā)電系統(tǒng)通信的外部終端設(shè)備的點(diǎn)數(shù)表信息，通過后臺(tái)操作系統(tǒng)配置點(diǎn)數(shù)表信息的地址信息及數(shù)據(jù)信息，以形成配置信息，并將配置信息傳送給光伏發(fā)電系統(tǒng)的CPU板卡；

S3:CPU板卡根據(jù)配置信息，指定通信規(guī)約給智能通信擴(kuò)展組件的相應(yīng)通信端口，并綁定點(diǎn)數(shù)表信息中的地址信息至相應(yīng)通信端口，便于智能通信擴(kuò)展組件讀取終端設(shè)備的點(diǎn)數(shù)表信息中的數(shù)據(jù)信息；

S5:智能通信擴(kuò)展組件向CPU板卡發(fā)送確認(rèn)信息，CPU板卡收到確認(rèn)信息后確認(rèn)綁定配置成功。

完成上述的配置流程后，本實(shí)用新型的智能通信擴(kuò)展組件進(jìn)入正常的通信工作模式。

通信過程中，智能通信擴(kuò)展組件根據(jù)外部終端設(shè)備的配置信息，通過指定的通信端口讀取外部終端設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，并將讀取的數(shù)據(jù)信息通過CAN模塊發(fā)送至光伏發(fā)電系統(tǒng)的CPU板卡，光伏發(fā)電系統(tǒng)的CPU板卡根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)信息下發(fā)數(shù)據(jù)指令至智能通信擴(kuò)展組件，智能通信擴(kuò)展組件根據(jù)指定端口的通信規(guī)約將數(shù)據(jù)指令封裝成規(guī)約報(bào)文發(fā)送至外部終端設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。

可見，本實(shí)用新型提供了一種用于光伏發(fā)電系統(tǒng)的智能通信擴(kuò)展模件，其可以插接在光伏發(fā)電系統(tǒng)機(jī)箱內(nèi)部的總線板上，以實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)的通信功能擴(kuò)展。其達(dá)到如下有益技術(shù)效果：光伏發(fā)電系統(tǒng)的CPU板卡無需針對(duì)每種終端設(shè)備開發(fā)不同的解析程序，其能夠適應(yīng)不同的終端設(shè)備的通信規(guī)約，簡(jiǎn)化了CPU板卡的通信軟件的設(shè)計(jì)復(fù)雜度，方便了后續(xù)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試、維護(hù)及軟件升級(jí)。

上文對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了足夠詳細(xì)的具有一定特殊性的描述。所屬領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，實(shí)施例中的描述僅僅是示例性的，在不偏離本實(shí)用新型的真實(shí)精神和范圍的前提下做出所有改變都應(yīng)該屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。本實(shí)用新型所要求保護(hù)的范圍是由所述的權(quán)利要求書進(jìn)行限定的，而不是由實(shí)施例中的上述描述來限定的。