风光储智慧物联网系统-传感器篇

近期，全球极端天气气候事件频发，美国“组团”龙卷风、汤加火山爆发、“尤尼斯”风暴、印度50°高温等极端天气在全球天气舞台竞相上演。因为这种极端天气造成的经济损失和环境影响非常之大，所以人类对于地质灾害、气象观测、气体检测、水利监控的重视程度和关注程度越来越高，而在实际环境监测过程中，新型的传感器技术往往能实现人类对于多种待测物进行持续的检测和分析，既然传感器技术对于人类如此重要，接下来就让小编来带着大家了解一下传感器技术在风光储一体化系统中的实际应用吧。

在环境检测中，风光储一体化发电系统主要由风力发电机、太阳能发电板、传感器、控制器、储能模块和物联网模块组成。在这之中，风力发电机和太阳能发电板为系统提供电力；控制器和储能模块作为灵活控制板块限制系统发电；传感器和物联网模块则是环境监测中的重要部分。传感器一般由三部分组成：敏感元件（直接感受被测量，并输出被测量成确定关系的某一物理量的元件）、转换元件（以敏感元件的输出为输入，把输入转换成电路参数）、转换电路（上述电路参数接入转换电路，便可转换成电量输出）。

风光储一体化系统在自然环境监测应用中主要以各式各样的传感器作为前端的耗电负载，比如多要素百叶盒、风速传感器、风向传感器、土壤温度水分传感器、土壤PH传感器等等；这些前端的传感器对待检测地区进行相关数据的检测后，再由物联网模块对这些前端传感器的数据进行采集，最后上传至物联网平台云端进行分析和展示。

多要素百叶盒、气体传感器

多要素百叶盒可集成温湿度、光照、大气压力、噪声、PM2.5、CO2等多个要素，该传感器采用标准MODBUS-RTU通信协议、RS485信号输出，广泛适用于需要测量环境温湿度、噪声、空气质量、大气压力等场合。气体传感器是一种可针对多种有毒气体（如甲醛、氨气、一氧化碳、硫化氢、甲烷、TVOC）进行检测的传感器，它能够将气体体积分数转化成对应电信号的转换器。

GNSS接收机、土压力计

GNSS接收机主要通过发送和接收信号定位的数据，通过北斗卫星等定位卫星将接收机所收集的定位信号发送到监控中心的数据服务器中，实时记录存档地表的位移数据，并同以往的数据进行对比，通过检测软件实现对地表位移的检测效果。土压力计主要作用于当被测结构物发生应力形变时，土压力计感应板同步感受应力的变化，感应板将会产生变形，变形传递给振弦转变成振弦应力的变化，从而改变振弦频率。电磁线圈激振振弦并测量其振动频率，频率信号经电缆传输至读数装置，即可测出被测结构物的压应力值。

翻斗式雨量计是由感应器和信号记录器组成的遥测雨量仪器，主要用于测量自然界降雨量，同时将降雨量转换以开关量形式的数字信号输出，以满足信息传输、处理、记录和显示等作用。风速传感器主要靠空气流动产生的风力推动传感器旋转，中轴带动内部感应元件产生脉冲信号，在风速测量范围内，风速与脉冲频率成一定的线性关系；风向传感器以风向箭头的转动探测、感受外界的风向信息，并将其传递给同轴码盘，同时输出对应风向相关数值的一种物理装置。

通过上面讲的这些各式各样的前端传感器对数据进行检测后，再由物联网平台进行采集，接着将这些数据信号进行相对应的处理分析，最后让数据能够显示在平台的展示端上。我司的物联网云端除了接收数据和处理数据两大功能外，更为优化的则是远程控制功能；借助物联网云平台的云端，可以远程发送带有控制指令的数据到达前端模块中，借由模块将命令输入前端耗电负载设备中，从而可以达到远程控制设备的效果。物联网前端的数据采集与传输模块都采用了工业级设计理念，使得前端模块能够抵御野外恶劣环境造成的影响，正是因为这些传感器通常安装在市电难以接入的野外环境，所以说才需要我司的风光储一体化系统提供优质的电力来源。

整体系统运行上来说，通过前端的传感器监测区域内的气体、气象、地质、水利等相关数据；借由物联网前端模块将数据传送上云端；云端接收之后将数据处理好之后与报警数据线进行比对，如果出现超出报警线则立即进行报警示意，从而提早预防。

审核编辑 黄昊宇