光伏太阳能物联网监测系统
一．项目综述
基于物联网的太阳能光伏组件监测系统是在每个光伏组件上安装数据采集模块，单片机为核心构成的数据采集板对太阳能电池板运行参数进行采集，并通过串口将采集到的数据发送到GPRS DTU模块进行传输，利用组态王将采集到的数据进行建模，进而对得到的大数据进行数据挖掘，在应用层针对不同用户，建立不同的网页端和手机APP端显示。网页端监测和手机APP端监测可以实时的显示电压、电流、温度、光伏强度等参数，及P-V曲线，并根据后台计算得出的最佳P-V曲线提醒用户调整参数以得到最大输出功率，完善用户体验。针对不同用户，如家庭、山村、楼宇、市政投资建设等，网页端监测和手机APP端还可以提供性能评价系统、故障诊断，以及专家系统等不同客户服务。
二．项目背景
1.光伏太阳能
目前，在可再生能源方面，许多发达国家正在积极研究开发光伏发电系统，并制定计划等来推动其发展。日本在光伏产业发展，研究和规模等方面都处于世界前列，其在2010年光伏发电装机容量达到5GW，宣布了太阳光能源计划并着手实施，包过光伏、太阳热等。欧盟国家制定的可再生能源白皮书是欧洲光伏产业发展的标志性宣言，其要求在2010年完成总容量达到4GW光伏发电装置系统，另外许多欧盟内部国家也建立了自己的光伏电站，如希腊与美国在Crete岛上合建世界上最大的光伏电站-50MW光伏电站；美国在2010年光伏发电机总量达到4.9GW并制订了国家光伏发电的长期计划，实现美国对新可再生能源研究、开发及应用等领域的快速发展。发展中国家也推出发展光伏产业的计划和泰国、印度等国家为了扶持可再生能源的发展，政府出台了许多优惠政策。中国推出“金太阳工程”和“光伏屋顶”计划等，并推出光伏发电的财政补贴政策，并促进光伏产业的快速发展。
国外对光伏电站监测系统的研究趋于成熟，比较典型而具有代表性的研究如下： 90年代美国电子电力研究院对7个光伏电站进行数据采集和监测，对采集的数据进行数据处理分析，并计算监测的费用及实施方案的评估。在并网电站系统研究方面，美国国家可再生能源实验室在1995年对两座6KW并网型光伏电站进行监测研究，包括数据采集和分析，以及研究光伏发电系统参数与环境的关系，并对发电效率进行相应的评估等。1995年，IEA-PVPS（International Energy Agency Photo voltaic Power Systems）也对光伏电站进行了监测研究，建立了大型的光伏电站系统数据库，然后研究分析光伏系统的运行性能、状态的影响因素、运行的可靠性、建设成本等。
国内的一些研究机构也有对光伏系统的监测技术的研究。如中国科学院电工研究所、国家能源太阳能发电研发（实验）中心、上海交通大学太阳能研究所、合肥阳光电源等，它们在太阳能应用、光伏建筑一体化、大型并网光伏电站设计、建设和运行等方面积累了丰富的产品经验和建设经验。
中国科学院电工研究所与日本在无电网学校地区合作建成了总容量为128KW的16座太阳能光伏电站，每个电站都配有数据采集和监测系统，数据存储在IC卡上，可以定期更换。在所内的2KW风/光互补电站的基础上，采用Labview技术自主开发出一套基于PC机的风/光互补电站实时监控系统软件，并且先后建成了西藏双湖25KW、安多100KW，班戈70KW、和尼玛40KW光伏电站、30KW风-光互补联合电站和集中远程对光伏电站数应据采集、传输及监控系统等，均成功地用于工业界，获多项中科院科技进步奖。在独立运行及并网光伏电站的研究开发、独立风电系统和风-光互补系统的研究及工程师范方面为国家做出了重要贡献，处于国内领先地位。
依托国网电科院建设的国家能源太阳能发电研发（实验）中心于2010年6月底揭牌投运，并同时建成金太阳远程监控中心。根据国家能源局的总体部署和规划，监控中心主站建设在国网电科院，中心依托光伏电站数据处理平台，通过配置数据采集系统和远程通讯系统，将“金太阳示范工程”支持建设的光伏电站纳入集中、实时监控、对光伏发电项目进行全过程数字化监管，为我国光伏电站建设开发、产业引导提供数据支撑。
2011年6月20日，上海交通大学太阳能研究所与苏州中来光伏新材股份有限公司合作项目太阳电池背膜试验项目之离网太阳能光伏发电系统在上海交通大学闵行校区物理楼顶正式安装完毕并试运行。该项目总装机容量为2.64KWp，系统采用小型模组，易于增加或减少组件。该项目系统不仅能够对每块组件功率、电流、电压进行实时监测，还采用多路数据采集系统对每个组件的不同位置和环境温度、光照、电压进行实时监测，还采用多路数据采集系统对每个组件的不同位置和环境的温度、光照、风向风速、光谱辐照数据进行采集。上海交通大学太阳能研究所长期跟踪记录项目的实验数据并进行研究，为开发新一代高性能太阳电池背膜及光伏电站数据监测研究提供基础。
2011年7月18日下午5点15分，随着监控中心主站与现场光伏电站通讯信息表逐点调试完毕，合肥阳光电源500KW屋顶光伏电站气象信息、发电量、发电功率、逆变器信息、汇流箱信息等数据顺利接入，金太阳远程监控中心首次实现了对异地金太阳光伏电站的监控。
2.物联网
1、国外发展状况 ①日本
2000年到2009年日本先后提出了E-Japan（electronic），U-Japan（Ubiquitous）,I-Japan（integrated）。其发展线路是从互联网的普及到创造更好的上网环境，使人们能在任何地方都能上网；再到最后的将网络融入到政府、个人信息、医疗、教育等各个方面，创造一个智慧城市。 中日互联网普及率对比
②韩国
自1997年起，韩国政府出台了一系列推动国家信息化建设的产业政策。
RFID/USN（传感器网）是其中重要的一环。其中，韩国的RFID发展已经从先到应用开始全面推广，而USN也进入实验性应用阶段。
③欧盟
2009年，欧盟执委会发表了题为“Internet of Things – An action plan for Europe”的物联网行动方案。其主要的政策建议有：加强物联网管理；完善隐私和个人数据保护；提高物联网可信度、接受度、安全性；推广标准化；加强相关研发；建立开放式的创新环境；增强机构间协调；加强国际对话；加强对物联网的监测和统计。
④美国
2009年，IBM与美国智库机构信息技术与创新基金会（ITIF）共同向奥巴马政府提交了“The Digital Road to Recover: A Stimulus Plan to Create Jobs, Boost Productivity and Revitalize America”,提出通过信息通信技术（ICT）投资可以短期内创造就业机会。ICT包括智能电网、智能医疗、宽带网络三个领域。
2020年国际物联网技术研发重点
2、国内发展状况
国内物联网的发展，从传感器需求的量的增长可见一斑。
由柱状图可知，我国的RFID产业正呈稳步上升趋势。其背后，显现了我国物联网良好的发展态势。
从国家政策上，2011年，工信部制定了《物联网“十二五”发展规划》，重点培养物联网产业10个聚集区和100个骨干企业。因而我国的物联网产业有了大踏步的提升。
3、总结
物联网的发展是计算机发展进程中的一个里程碑。其发展势必在今后会影响每一个人的生活方式。
每个国家的物联网发展都有其自己的设想。但发展的本质是不变的，那就是让网络更大程度上的融入人们的生活当中，创造一个智慧的城市。
