一种光伏智能房屋系统

1.一种光伏智能房屋系统，包括光伏利用系统、传感器系统、用电器系统和显示控制主系统，其特征在于，所述显示控制主系统包括主控制器、输入键盘和显示器，所述输入键盘和显示器均与主控制器通信连接，
--所述光伏利用系统包括跟踪控制器、时钟芯片、步进电机、光伏电池板和蓄电池模块，其中，所述时钟芯片与所述跟踪控制器相连，将时钟信号传送给所述跟踪控制器；所述跟踪控制器与步进电机相连，将控制信号传送给所述步进电机；所述步进电机驱动所述光伏电池板，以调节所述光伏电池板的太阳角；所述光伏电池板与蓄电池模块电连接；
--所述传感器系统与主控制器通讯连接，将采集到的传感器信号传送给所述主控制器；
--所述主控制器与用电器系统连接，控制将用电器系统中用电器元件的启停；
--所述时钟芯片、蓄电池模块均与所述主控制器连接。
2.根据权利要求1所述的光伏智能房屋系统，其特征在于，所述主控制器为MSP430单片机。
3.根据权利要求1所述的光伏智能房屋系统，其特征在于，所述跟踪控制器为89C52单片机。
4.根据权利要求1所述的光伏智能房屋系统，其特征在于，所述时钟芯片为DS1302时钟芯片。
5.根据权利要求1所述的光伏智能房屋系统，其特征在于，所述传感器系统包括光敏传感器、湿度传感器、温度传感器和报警传感器中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的光伏智能房屋系统，其特征在于，所述用电器系统包括电灯、水泵、风扇和报警器中的至少一种用电器元件。

一种光伏智能房屋系统\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及光伏利用和家用电器智能化控制相结合的系统，尤其涉及一种光伏智能房屋系统，属于新能源或者可再生能源技术领域。\n背景技术\n[0002] 众所周知，化石燃料日渐消耗，能源价格不断攀升，寻找新能源刻不容缓。光伏发电技术是常见的太阳能利用技术之一，能直接将太阳能转化为电能输出，且没有废气废渣产生。自1954年贝尔实验室制得第一块效率6％的硅光伏电池以来，光伏电池以其结构简单、清洁安全、可靠性高、寿命长等优点受到了广泛关注，转化效率也在不断提高。目前单晶硅电池得到确认的最高转化效率为27.0％左右。\n[0003] 20世纪下叶，智能住宅(Smart Home)的概念在欧美等发达国家得到了广泛的认同和发展。欧洲在1986年曾把集成化的家庭系统研究列为尤利卡计划，进行了大力研究。\n在20世纪80年代，欧洲电气标准化委员会制定了家用数字总线标准，从而进一步规范化了智能住宅的技术标准。日本在80年代初也以相当大的力度推进家庭电子化。在80年代中期，将家用电器、保安设备、通讯设备的功能综合后，提出了家庭自动化的新构想。\n[0004] 目前国内外结合以上两点，已生产相关产品并投入生活当中，但将二者结合的相关技术应用几乎没有。\n实用新型内容\n[0005] 本实用新型旨在提供一种光伏智能房屋系统，通过综合运用光伏建筑一体化、太阳跟踪、传感器、智能控制等技术手段，构建由光伏发电供电系统、家居环境信息采集系统、用电器智能控制系统组成的光伏智能房屋系统。\n[0006] 本实用新型为实现上述技术目的所采用的技术方案如下：\n[0007] 一种光伏智能房屋系统，包括光伏利用系统、传感器系统、用电器系统和显示控制主系统，其特征在于，所述显示控制主系统包括主控制器、输入键盘和显示器，所述输入键盘和显示器均与主控制器通信连接，\n[0008] --所述光伏利用系统包括跟踪控制器、时钟芯片、步进电机、光伏电池板和蓄电池模块，其中，所述时钟芯片与所述跟踪控制器相连，将时钟信号传送给所述跟踪控制器；所述跟踪控制器与步进电机相连，将控制信号传送给所述步进电机；所述步进电机驱动所述光伏电池板，以调节所述光伏电池板的太阳角；所述光伏电池板与蓄电池模块电连接；\n[0009] --所述传感器系统与主控制器通讯连接，将采集到的传感器信号传送给所述主控制器；\n[0010] --所述主控制器与用电器系统连接，控制将用电器系统中用电器元件的启停；\n[0011] --所述时钟芯片、蓄电池模块均与所述主控制器连接。\n[0012] 进一步地，本实用新型的光伏智能房屋系统中，所述主控制器为MSP430单片机。\n[0013] 进一步地，本实用新型的光伏智能房屋系统中，所述跟踪控制器为89C52单片机。\n[0014] 进一步地，本实用新型的光伏智能房屋系统中，所述时钟芯片为DS1302时钟芯片。\n[0015] 进一步地，本实用新型的光伏智能房屋系统中，所述传感器系统包括光敏传感器、湿度传感器、温度传感器和报警传感器中的至少一种。\n[0016] 进一步地，本实用新型的光伏智能房屋系统中，所述用电器系统包括电灯、水泵、风扇和报警器中的至少一种用电器元件。\n[0017] 本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：综合考虑用电器的功耗、充放电的效率和不利气象条件等因素，本实用新型使用太阳能板和蓄电池，同时配备控制器，实现充放电的自动控制和安全保护；本系统的总体设计原理是根据太阳在天空的运行轨迹随着每天的时间和日期的周期性变化得来的，采用南北纬度方向手动调节和东西经度方向自动调节的跟踪系统，根据时钟芯片提供的时间，单片机控制步进电机的定期转动，实现太阳能板东西经度方向的自动跟踪，节约了安装成本、降低了运行功耗，提高了发电的效率；将光伏发电和智能控制与住宅相结合，创造低碳、便捷的生活。\n附图说明\n[0018] 图1为本实用新型的光伏智能房屋系统结构示意图。\n[0019] 图2为本实用新型中光伏利用系统的跟踪控制原理示意图。\n[0020] 图3为本实用新型中显示控制主系统控制原理示意图。\n具体实施方式\n[0021] 下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。\n[0022] 如图1所示，本实用新型的光伏智能房屋系统，包括光伏利用系统、传感器系统、用电器系统和显示控制主系统，所述显示控制主系统包括主控制器100、输入键盘101及显示器102。光伏利用系统包括跟踪控制器200、时钟芯片201、步进电机202、光伏电池板203和蓄电池模块204，其中，所述时钟芯片201与所述跟踪控制器200相连，将时钟信号传送给所述跟踪控制器200；所述跟踪控制器200与步进电机202相连，将控制信号传送给所述步进电机202；所述步进电机202驱动所述光伏电池板203，以调节所述光伏电池板203的太阳角；所述光伏电池板203与蓄电池模块204电连接。所述传感器系统与主控制器100通讯连接，将采集到的传感器信号传送给所述主控制器100。所述主控制器100与用电器系统连接，控制将用电器系统中用电器元件的启停；所述时钟芯片201、蓄电池模块204均与所述主控制器100连接。\n[0023] 进一步地，本实施例的光伏智能房屋系统中，所述主控制器100为MSP430单片机。\n所述跟踪控制器200为89C52单片机。所述时钟芯片201为DS1302时钟芯片。89C52单片机主要负责电源系统的“向日葵式”跟踪系统。根据时钟芯片提供的时间，单片机控制步进电机的定期转动，实现太阳能板东西经度方向的自动跟踪。MSP430单片机主要负责智能房屋的感应和控制。单片机通过接收传感器提供的数据，并与用户设定的数据进行对比，决定是否开启相关用电器。通过12864的液晶显示，用户可以方便读取现在的房屋环境参数和自己设定的标准值，并结合键盘做相关改变和修正。\n[0024] 图2示出了本实用新型中光伏利用系统的跟踪控制原理示意图。本模块使用的时钟芯片为DS1302，内合有一个实时时钟/日历和31字节静态RAM，通过简单的串行接口与单片机进行通信。实时时钟/日历电路提供秒、分、时、日、周、月、年的信息。步进电机驱动电路中采用L298N双H桥直流电机/步进电机驱动芯片，控制1台两相4线步进电机。\n[0025] 系统首先对DS1302时钟芯片进行初始化，设定时间和日期。然后使用89C52单片机从DS1302时钟芯片读取时间数据，并将读回来的十六进制的时间数据转化为十进制数据，得到时、分、秒，将得到的数据与单片机中原先设定的好的时、分、秒进行对比，判断是否符合。如果不符合，单片机就继续读取时间；如果符合，则单片机控制步进电机转动。通过对步进电机转速和转动时间的调整来控制太阳能电池板相对太阳的角度，实现发电效率的提升。白天太阳能电池板跟随太阳由东向西旋转，傍晚再转回原始位置。\n[0026] 图3示出了本实用新型中显示控制主系统控制原理示意图。程序启动后，首先是对系统进行设置，并初始化相关模块。然后根据用户对键盘的操作，进入相关的界面。目录界面包括了本模拟系统中所有的系统项目，可以引导用户快速进入这些项目。通过多次AD转换并取平均获取环境参数后，各个模块的独立界面详细显示了该模块的房屋环境参数和预设的标准值，用户可以结合键盘修改相关的参数设定。当传感器采集到的环境参数不满足用户设定的理想参数是，单片机就会输出高电平，使对应的继电器闭合，启动用电器。否则，继电器断开，用电器不工作。如果一段时间内系统未接收到键盘的按键信号，系统则自动进入待机界面，显示当前的日期时间和蓄电池的剩余电量。\n[0027] 此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。