[发明专利]可再生能源接入电力系统用微型气象监测一体机

权利要求书

1.一种可再生能源接入电力系统用微型气象监测一体机，包括一体化设置于机体内的微处理器、信号采集单元、通信单元和授时定位单元，微处理器分别接收信号采集单元采集的原始气象测量信息、授时定位单元获取的GPS信号，并经由通信单元将监测数据传递到服务器主站，其特征在于，机体内还设置有配置可再生能源的能量获取单元，能量获取单元包括220V交流市电、风力发电单元和光伏发电单元，其中，220V交流市电经由开关电源供给负载，风力发电单元和光伏发电单元分别经由储能单元、保护单元供给负载；微处理器通过内部授时定位单元定时检测储能单元的输出电压值，当储能单元的电压值低于设定阈值，则控制风力发电单元和光伏发电单元向储能单元充电；当储能单元的电压值高于设定阈值，则断开风力发电单元和光伏发电单元向储能单元充电的回路；通信单元包括有线网络通信单元和无线网络通信单元，其中，有线网络通信单元内置有网络通信串行通信转换芯片，网络通信串行通信转换芯片通过串行总线接口连接微处理器，并通过RJ45网络通信接口连接服务器主站；无线网络通信单元包括串行通信接口、串行通信网络通信转换芯片和无线网络发送/接收器，串行通信网络通信转换芯片通过串行通信接口连接微处理器，并通过无线网络发送/接收器经由传输基站将监测数据传递到服务器主站。

2.根据权利要求1所述的可再生能源接入电力系统用微型气象监测一体机，其特征在于，所述信号采集单元分为风速采集单元、风向采集单元、光照强度采集单元、温度采集单元、湿度采集单元，其中：

风速采集单元采用三杯式风速传感器，其供电电源为12V直流，模拟风速信号范围为0-30m/s，转化的模拟电信号范围为0-5V，启动风速为0.4m/s，测量误差小于0.1m/s；

风向采集单元采用16位水平风向传感器，其供电电源为12V直流，水平方向范围为0-360度，转化为16个区域的0-5V模拟电信号，启动风速为0.4m/s，测量误差小于0.1m/s；

光照强度采集单元为BH1750FVI环境光传感器模块，其输入量为环境光照，输出量为16位数字信号，光照强度测量范围为1-65536勒克斯；

温度采集单元为DS18B20可编程单总线数字温度计，其采用一个端口引脚通讯及传送CRC校验码，配置寄存器的温度的精度范围为9-12位；

湿度采集单元为DHT11数字温湿度传感器，其采用单总线制串行接口，测量信号的稳定传输距离范围0-20m。

3.根据权利要求1或2所述的可再生能源接入电力系统用微型气象监测一体机，其特征在于，所述授时定位单元采用U-BLOX NEO-6M模组GPS卫星信号接收器，其同时接收信息包括GPS定位信息、当前卫星信息、可见卫星信息、推荐定位信息、地面速度信息、大地坐标信息和当前时间信息；推荐定位信息包括UTC时间、定位状态、纬度、纬度半球、经度、经度半球、地面速率、地面航向、日期、磁偏角、磁偏角方向、模式指示；UTC时间即协调世界时间，相当于本初子午线上的时间，北京时间比UTC时间早8个小时。

4.根据权利要求3所述的可再生能源接入电力系统用微型气象监测一体机，其特征在于，所述储能单元包括15节18650型锂离子电池，由每三节电池串联在一起构成5组，再将5组电池并联，电池组整体的额定电压为11.1v，总容量为33000mAh。

5.根据权利要求1或4所述的可再生能源接入电力系统用微型气象监测一体机，其特征在于，所述保护单元包括输入端电压、输出端电压、0.1微法电容C7、0.1微法电容C9、10微法电容C8、10微法电容C10、防反接二极管D8、熔断电流为1A的保险丝D9，正常工作条件下，电源接入正确，电路无短路现象，工作电流约为200mA，此时防反接二极管D8等效于短路状态，保险丝等效于短路状态，保护单元的输入端和输出端导通；若电源接反，则防反接二极管D8开路，断开了输入端和输出端，保护了系统其余部分不被击穿；若系统发生短路，则流过保险丝的电流大于1A，保险丝D9熔断，断开输入端和输出端，进而保护系统其余部分不被烧毁。