1.本技术属于可再生能源
技术领域：
：，尤其涉及一种可再生能源采集方法、装置及控制器。
背景技术：
：：2.太阳能、水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能、地热能等可再生能源具备资源丰富、清洁、环保等诸多优点，可以有效减少对石油、煤炭等化石能源的依赖，并满足对可持续性能源的需求。3.现有的可再生能源采集装置大多对可再生能源的能量强度要求较高，在可再生能源的能量强度较弱时，无法进行能量采集，能量采集效果不理想。4.申请内容5.有鉴于此，本技术实施例提供了一种可再生能源采集方法、装置及控制器，能够有效采集能量强度较弱的可再生能源。6.本技术实施例的第一方面提供了一种可再生能源采集方法，由控制器执行，所述可再生能源采集方法包括：7.通过所述控制器的i/o端口采集可再生能源发电模块输出的弱电信号；其中，所述弱电信号包括毫伏级电压信号、纳安级电流信号、微安级电流信号和弱电荷信号中的至少一种；8.对所述弱电信号进行聚集；9.检测已聚集的所述弱电信号的电压是否大于预设电压阈值；10.在已聚集的所述弱电信号的电压大于预设电压阈值时，输出预设电流值的电流信号为储能模块充电。11.本技术实施例的第二方面提供了一种控制器，包括内核、i/o端口、寄存器、定时器、电聚集元件、spi总线、模数转换器、电压比较器、pwm芯片和低电压检测芯片以及存储在所述寄存器中的计算机程序，所述内核执行所述计算机程序时实现上述可再生能源采集方法的步骤。12.本技术实施例的第三方面提供了一种可再生能源采集装置，包括：13.上述述的控制器；以及14.与所述控制器电连接的可再生能源发电模块和储能模块。15.在一个实施例中，所述可再生能源发电模块包括弱光伏板，所述储能模块包括电容、可充电电池、记忆金属、燃料电池、一次电池、二次电池和flash蓄电池中的至少一种。16.本技术实施例通过控制器的i/o端口采集可再生能源发电模块输出的弱电信号，并对弱电信号进行聚集，在已聚集的弱电信号的电压大于预设电压阈值时，输出预设电流值的电流信号为储能模块充电，可以实现对弱电信号的有效采集，并且通过控制器的i/o端口直接采集弱电信号，耗电量低，能够有效减少电量损耗。附图说明17.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。18.图1是本技术实施例提供的可再生能源采集方法的一种流程示意图；19.图2是本技术实施例提供的可再生能源采集方法的另一种流程示意图；20.图3是本技术实施例提供的可再生能源采集方法的又一种流程示意图；21.图4是本技术实施例提供的可再生能源采集方法的再一种流程示意图；22.图5是本技术实施例提供的控制器的结构示意图。具体实施方式23.为了使本
技术领域：
：的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。24.本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。25.本技术的一个实施例提供一种由控制器执行的可再生能源采集方法，该方法可以是存储在控制器内部的软件程序方法。26.在应用中，控制器可以是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现场可编程门阵列(field‑programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器、微控制单元(microcontrollerunit，mcu)、单片机(singlechipmicrocomputer)或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。27.如图1所示，本技术的一个实施例所提供的可再生能源采集方法包括：28.步骤s101、通过所述控制器的i/o端口采集可再生能源发电模块输出的弱电信号；其中，所述弱电信号包括毫伏级电压信号、纳安级电流信号、微安级电流信号和弱电荷信号中的至少一种。29.在应用中，控制器具备至少一个i/o端口，用于与至少一个可再生能源发电模块连接，每个i/o端口对应连接一个可再生能源发电模块，以通过i/o端口直接采集可再生能源发电模块输出的弱电信号。i/o端口可以是gpio(general‑purposeinput/output，通用型之输入输出)端口。30.在应用中，可再生能源发电模块包括太阳能发电模块、水能模块、风能模块、生物质能模块、波浪能模块、潮汐能模块、海洋温差能模块和地热能模块中的至少一种。31.在应用中，太阳能发电模块可以是弱光伏板或光敏元件。太阳能发电模块可以在弱光环境下将光信号转换为电信号，弱光环境下的光信号的光强度范围可以设定为[5lux，50lux]。弱光伏板可以是硅太阳电池(例如，非晶硅太阳电池、单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池等)、化合物电池(例如，砷化镓太阳电池、碲化镉太阳电池等)、薄膜太阳电池(例如，铜铟硒薄膜电池、铜锌锡硫薄膜太阳电池等)、燃料敏化太阳电池、有机太阳电池、钙钛矿太阳电池、石墨烯太阳电池、量子点太阳电池等。光敏元件可以是光电二极管、光电三极管等。[0032]在一个实施例中，所述可再生能源发电模块包括弱光伏板。[0033]如图2所示，在一个实施例中，步骤s101之后，包括：[0034]步骤s201、根据所述弱电信号上电复位所述控制器的寄存器和定时器，初始化系统时钟和用户数据，以唤醒所述控制器；其中，所述系统时钟用于在初始化后开始计时，所述用户数据包括所述预设电压阈值和所述预设电流值；[0035]步骤s202、唤醒所述控制器之后，进入休眠状态。[0036]在应用中，控制器的i/o端口采集到弱电信号之后，通过弱电信号触发控制器短暂唤醒一次，以上电复位控制器的寄存器和定时器并初始化系统时钟和用户数据，使系统时钟开始计时并加载用户数据，使得后续步骤可以正常进行，短暂唤醒控制器之后，控制器再次进入休眠状态，以降低功耗，减少电量消耗，从而最大限度的聚集更多的弱电信号为储能模块充电。[0037]如图3所示，在一个实施例中，步骤s201包括：[0038]步骤s301、根据所述弱电信号上电复位所述控制器的寄存器和定时器；[0039]步骤s302、定义堆栈域；[0040]步骤s303、初始化中断向量表；[0041]步骤s304、初始化系统时钟；[0042]步骤s305、调用入口函数；[0043]步骤s306、初始化所述控制器的i/o端口、spi总线、模数转换器、电压比较器和用户数据；其中，所述用户数据还包括低电压检测数据。[0044]在应用中，步骤s301～s305为固化于控制器的内部存储空间中的软件程序系统的启动步骤，该软件程序系统可以采用汇编语言进行编写，入口函数包括main函数；调用main函数，即开始执行系统程序，进入步骤s306，对控制器内部的各硬件和软件数据进行初始化，控制器内部的低电压检测芯片提供低电压检测中断功能，能够检测可再生能源发电模块或储能模块的电压值和电量，从而获得低电压检测数据。[0045]步骤s102、对所述弱电信号进行聚集。[0046]在应用中，控制器内部集成设置有用于对弱电信号进行聚集的电聚集元件，电聚集元件包括mos管、电荷存储二极管、电容、电耦合元件(charge‑coupleddevice，ccd)等。[0047]在一个实施例中，步骤s102包括：[0048]通过所述控制器的电聚集元件对所述弱电信号进行聚集。[0049]步骤s103、检测已聚集的所述弱电信号的电压是否大于预设电压阈值。[0050]在应用中，可以通过控制器内部的模数转换器采样已聚集的弱电信号的电压，然后通过控制器内部的电压比较器比较已聚集的弱电信号的电压和预设电压阈值的大小，以检测已聚集的弱电信号的电压是否大于预设电压阈值。预设电压阈值可以根据实际需要设定为能够为储能模块提供稳定充电电压和电流的电压值。[0051]如图4所示，在本实施例中，步骤s103包括：[0052]步骤s401、检测已聚集的所述弱电信号的电压；[0053]步骤s402、根据所述弱电信号的电压，获取已聚集的所述弱电信号的电压上升速度；[0054]步骤s403、在预设查询表中查询与所述电压上升速度相关联的发电功率；[0055]步骤s404、根据mppt算法跟踪所述发电功率，在所述发电功率大于预设功率阈值时，判定已聚集的所述弱电信号的电压大于预设电压阈值。[0056]在应用中，可以根据模数转换器在每个预设时间段内采样的已聚集的弱电信号的电压，计算已聚集的弱电信号在该预设时间段内的电压上升速度，电压上升速度＝(已聚集的弱电信号在预设时间段起始时刻的电压‑已聚集的弱电信号在预设时间段结束时刻的电压)/预设时间段的时长；还可以根据曲线拟合方法获得已聚集的弱电信号的电压随时间变化的曲线，并计算曲线斜率，曲线斜率的大小正比于已聚集的弱电信号的电压上升速度的大小，电压上升速度正比于发电功率。预设时间段可以为单位时间段，例如，1秒、1分钟、1小时等。[0057]在应用中，预设查询表用于记录弱电信号的电压上升速度与可再生能源发电模块的发电功率之间的关联关系，该关联关系可以是映射关系；预设查询表可以为显示查找表(look‑up‑table，lut)，也可以通过其他与显示查找表具备同等的输入电压上升速度即可输出发电功率的器件或程序来实现。[0058]在应用中，可以通过mppt(maximumpowerpointtracking，最大功率点跟踪)算法跟踪查询到的发电功率，在发电功率大于预设功率阈值时，判定已聚集的弱电信号的电压大于预设电压阈值。预设功率阈值可以根据实际需要进行设定。通过mppt算法实时跟踪发电功率，可以保证在可再生能源发电模块的发电电压和电流均达到合适值之后再给储能模块充电。[0059]步骤s104、在已聚集的所述弱电信号的电压大于预设电压阈值时，输出预设电流值的电流信号为储能模块充电。[0060]在应用中，通过输出预设电流值的电流信号为储能模块充电，可以提高充电稳定性和效率，保证充电安全，提高储能模块的寿命。[0061]在一个实施例中，所述储能模块包括电容、可充电电池、记忆金属、燃料电池、一次电池、二次电池、flash蓄电池中的至少一种。[0062]在应用中，储能模块可以包括电容(例如，胆电容、法拉电容、瓷片电容等)、可充电电池(例如，镍氢电池、锂电池等)、记忆金属、燃料电池、一次电池、二次电池、flash蓄电池等中的至少一种，可以根据所需的蓄电容量进行选择。储能模块包括两个或两个以上电池时，可根据电压上升速度或发电功率大小设定对电池进行充电的优先级，例如，电压上升速度大于预设速度或发电功率大于预设预设功率时，设定蓄电容量大的电池的优先级高于蓄电容量小的电池，即优先为蓄电容量大的电池充电；反之，则设定蓄电容量小的电池的优先级高于蓄电容量大的电池，即优先为蓄电容量小的电池充电。预设速度和预设功率可以根据实际需要进行设置，预设功率大于预设功率阈值。[0063]在一个实施例中，步骤s104包括：[0064]在已聚集的所述弱电信号的电压大于预设电压阈值时，唤醒所述控制器的pwm芯片，通过所述pwm芯片将已聚集的所述弱电信号转换为预设电流值的电流信号为储能模块充电。[0065]在应用中，根据已聚集的弱电信号的电压大小，通过定时器中断唤醒pwm(pulsewidthmodulation，脉冲宽度调制)芯片为储能模块充电，pwm芯片将已聚集的弱电信号的电压波形和电流波形转换为适用于对储能模块进行充电的波形，为储能模块充电。[0066]在一个实施例中，所述可再生能源采集方法还包括：[0067]在接收到外部中断信号或低电压信号时唤醒系统，进入工作状态；[0068]其中，所述外部中断信号包括光同步信号或低照度信号，所述光同步信号和所述低照度信号用于触发所述控制器控制所述储能模块输出预设电压值的电压信号为发光负载供电，所述低电压信号由所述控制器的低电压检测芯片发出。[0069]在应用中，发光负载可以是路灯、室内照明灯、景观灯、广告牌灯箱等灯具，光同步信号可由除发光负载之外的其他发光设备发出，用于使发光负载与其他发光设备同步发光或闪烁。低照度信号可由照度计或光线传感器在检测到环境光照度低于预设照度阈值时发出，用于使发光负载发光或闪烁，照度计或光线传感器与控制器连接。预设照度阈值可以根据实际需要进行设置，例如，0lux～100lux。低照度信号还可以由系统时钟或定时器在晚间时段发出，晚间时段可以根据实际需要进行设置，例如，18:00～6:00。[0070]在应用中，低电压检测芯片用于检测储能模块的电压和电量，在储能模块的电压或电量达到一定程度(例如，电压大于或等于储能模块额定电压的80％，电量大于或等于储能模块容量的80％时)时，低电压检测芯片输出低电压信号，唤醒控制器，使控制器进入工作状态为负载供电。负载可以是额定工作电压在储能模块的输出电压范围内的任意负载，例如，亮蜡烛灯、自动垃圾桶电机、门锁马达、无线通讯模块(例如，蓝牙模块、wifi模块、红外模块等)智能门锁的电机、人体感应器、烟感器等。[0071]本技术实施例通过控制器的i/o端口采集可再生能源发电模块输出的弱电信号，并对弱电信号进行聚集，在已聚集的弱电信号的电压大于预设电压阈值时，输出预设电流值的电流信号为储能模块充电，可以实现对弱电信号的有效采集，并且通过控制器的i/o端口直接采集弱电信号，耗电量低，能够有效减少电量损耗。[0072]应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。[0073]如图5所示，本技术的一个实施例提供一种控制器100，其包括内核1、i/o端口2、寄存器3、定时器4、电聚集元件5、spi总线6、模数转换器7、电压比较器8、pwm芯片9、低电压检测芯片10以及存储在寄存器3中并可在内核1上运行的计算机程序11，例如可再生能源采集程序。内核1执行计算机程序11时实现上述各个可再生能源采集方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤s101至s104。[0074]示例性的，计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器中，并由内核执行，以完成本技术。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在控制器中的执行过程。例如，计算机程序可以被分割成采集模块、聚集模块、检测模块和充电模块，各模块具体功能如下：[0075]采集模块，用于通过所述控制器的i/o端口采集可再生能源发电模块输出的弱电信号；其中，所述弱电信号包括毫伏级电压信号、纳安级电流信号、微安级电流信号和弱电荷信号中的至少一种；[0076]聚集模块，用于对所述弱电信号进行聚集；[0077]检测模块，用于检测已聚集的所述弱电信号的电压是否大于预设电压阈值；[0078]充电模块，用于在已聚集的所述弱电信号的电压大于预设电压阈值时，输出预设电流值的电流信号为储能模块充电。[0079]在一个实施例中，计算机程序还可以被分割成如下模块：[0080]唤醒模块，用于根据所述弱电信号上电复位所述控制器的寄存器和定时器，初始化系统时钟和用户数据，以唤醒所述控制器；其中，所述系统时钟用于在初始化后开始计时，所述用户数据包括所述预设电压阈值和所述预设电流值；[0081]休眠模块，用于唤醒所述控制器之后，进入休眠状态。[0082]在一个实施例中，唤醒模块还用于在接收到外部中断信号或低电压信号时唤醒系统，进入工作状态。[0083]在应用中，控制器可包括，但不仅限于上述器件。本领域技术人员可以理解，图5仅仅是控制器的示例，并不构成对控制器的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如控制器还可以包括系统总线、总线桥、稳压电路或芯片等。[0084]本技术的一个实施例还提供一种可再生能源采集装置，包括所述控制器；以及[0085]与所述控制器电连接的可再生能源发电模块和储能模块。[0086]所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本技术的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。[0087]在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。[0088]本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。[0089]在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/控制器和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/控制器实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。[0090]作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。[0091]另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。[0092]集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read‑onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。[0093]以上所述实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。当前第1页12当前第1页12
技术领域：
：，尤其涉及一种可再生能源采集方法、装置及控制器。
背景技术：
：：2.太阳能、水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能、地热能等可再生能源具备资源丰富、清洁、环保等诸多优点，可以有效减少对石油、煤炭等化石能源的依赖，并满足对可持续性能源的需求。3.现有的可再生能源采集装置大多对可再生能源的能量强度要求较高，在可再生能源的能量强度较弱时，无法进行能量采集，能量采集效果不理想。4.申请内容5.有鉴于此，本技术实施例提供了一种可再生能源采集方法、装置及控制器，能够有效采集能量强度较弱的可再生能源。6.本技术实施例的第一方面提供了一种可再生能源采集方法，由控制器执行，所述可再生能源采集方法包括：7.通过所述控制器的i/o端口采集可再生能源发电模块输出的弱电信号；其中，所述弱电信号包括毫伏级电压信号、纳安级电流信号、微安级电流信号和弱电荷信号中的至少一种；8.对所述弱电信号进行聚集；9.检测已聚集的所述弱电信号的电压是否大于预设电压阈值；10.在已聚集的所述弱电信号的电压大于预设电压阈值时，输出预设电流值的电流信号为储能模块充电。11.本技术实施例的第二方面提供了一种控制器，包括内核、i/o端口、寄存器、定时器、电聚集元件、spi总线、模数转换器、电压比较器、pwm芯片和低电压检测芯片以及存储在所述寄存器中的计算机程序，所述内核执行所述计算机程序时实现上述可再生能源采集方法的步骤。12.本技术实施例的第三方面提供了一种可再生能源采集装置，包括：13.上述述的控制器；以及14.与所述控制器电连接的可再生能源发电模块和储能模块。15.在一个实施例中，所述可再生能源发电模块包括弱光伏板，所述储能模块包括电容、可充电电池、记忆金属、燃料电池、一次电池、二次电池和flash蓄电池中的至少一种。16.本技术实施例通过控制器的i/o端口采集可再生能源发电模块输出的弱电信号，并对弱电信号进行聚集，在已聚集的弱电信号的电压大于预设电压阈值时，输出预设电流值的电流信号为储能模块充电，可以实现对弱电信号的有效采集，并且通过控制器的i/o端口直接采集弱电信号，耗电量低，能够有效减少电量损耗。附图说明17.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。18.图1是本技术实施例提供的可再生能源采集方法的一种流程示意图；19.图2是本技术实施例提供的可再生能源采集方法的另一种流程示意图；20.图3是本技术实施例提供的可再生能源采集方法的又一种流程示意图；21.图4是本技术实施例提供的可再生能源采集方法的再一种流程示意图；22.图5是本技术实施例提供的控制器的结构示意图。具体实施方式23.为了使本
技术领域：
：的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。24.本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。25.本技术的一个实施例提供一种由控制器执行的可再生能源采集方法，该方法可以是存储在控制器内部的软件程序方法。26.在应用中，控制器可以是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现场可编程门阵列(field‑programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器、微控制单元(microcontrollerunit，mcu)、单片机(singlechipmicrocomputer)或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。27.如图1所示，本技术的一个实施例所提供的可再生能源采集方法包括：28.步骤s101、通过所述控制器的i/o端口采集可再生能源发电模块输出的弱电信号；其中，所述弱电信号包括毫伏级电压信号、纳安级电流信号、微安级电流信号和弱电荷信号中的至少一种。29.在应用中，控制器具备至少一个i/o端口，用于与至少一个可再生能源发电模块连接，每个i/o端口对应连接一个可再生能源发电模块，以通过i/o端口直接采集可再生能源发电模块输出的弱电信号。i/o端口可以是gpio(general‑purposeinput/output，通用型之输入输出)端口。30.在应用中，可再生能源发电模块包括太阳能发电模块、水能模块、风能模块、生物质能模块、波浪能模块、潮汐能模块、海洋温差能模块和地热能模块中的至少一种。31.在应用中，太阳能发电模块可以是弱光伏板或光敏元件。太阳能发电模块可以在弱光环境下将光信号转换为电信号，弱光环境下的光信号的光强度范围可以设定为[5lux，50lux]。弱光伏板可以是硅太阳电池(例如，非晶硅太阳电池、单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池等)、化合物电池(例如，砷化镓太阳电池、碲化镉太阳电池等)、薄膜太阳电池(例如，铜铟硒薄膜电池、铜锌锡硫薄膜太阳电池等)、燃料敏化太阳电池、有机太阳电池、钙钛矿太阳电池、石墨烯太阳电池、量子点太阳电池等。光敏元件可以是光电二极管、光电三极管等。[0032]在一个实施例中，所述可再生能源发电模块包括弱光伏板。[0033]如图2所示，在一个实施例中，步骤s101之后，包括：[0034]步骤s201、根据所述弱电信号上电复位所述控制器的寄存器和定时器，初始化系统时钟和用户数据，以唤醒所述控制器；其中，所述系统时钟用于在初始化后开始计时，所述用户数据包括所述预设电压阈值和所述预设电流值；[0035]步骤s202、唤醒所述控制器之后，进入休眠状态。[0036]在应用中，控制器的i/o端口采集到弱电信号之后，通过弱电信号触发控制器短暂唤醒一次，以上电复位控制器的寄存器和定时器并初始化系统时钟和用户数据，使系统时钟开始计时并加载用户数据，使得后续步骤可以正常进行，短暂唤醒控制器之后，控制器再次进入休眠状态，以降低功耗，减少电量消耗，从而最大限度的聚集更多的弱电信号为储能模块充电。[0037]如图3所示，在一个实施例中，步骤s201包括：[0038]步骤s301、根据所述弱电信号上电复位所述控制器的寄存器和定时器；[0039]步骤s302、定义堆栈域；[0040]步骤s303、初始化中断向量表；[0041]步骤s304、初始化系统时钟；[0042]步骤s305、调用入口函数；[0043]步骤s306、初始化所述控制器的i/o端口、spi总线、模数转换器、电压比较器和用户数据；其中，所述用户数据还包括低电压检测数据。[0044]在应用中，步骤s301～s305为固化于控制器的内部存储空间中的软件程序系统的启动步骤，该软件程序系统可以采用汇编语言进行编写，入口函数包括main函数；调用main函数，即开始执行系统程序，进入步骤s306，对控制器内部的各硬件和软件数据进行初始化，控制器内部的低电压检测芯片提供低电压检测中断功能，能够检测可再生能源发电模块或储能模块的电压值和电量，从而获得低电压检测数据。[0045]步骤s102、对所述弱电信号进行聚集。[0046]在应用中，控制器内部集成设置有用于对弱电信号进行聚集的电聚集元件，电聚集元件包括mos管、电荷存储二极管、电容、电耦合元件(charge‑coupleddevice，ccd)等。[0047]在一个实施例中，步骤s102包括：[0048]通过所述控制器的电聚集元件对所述弱电信号进行聚集。[0049]步骤s103、检测已聚集的所述弱电信号的电压是否大于预设电压阈值。[0050]在应用中，可以通过控制器内部的模数转换器采样已聚集的弱电信号的电压，然后通过控制器内部的电压比较器比较已聚集的弱电信号的电压和预设电压阈值的大小，以检测已聚集的弱电信号的电压是否大于预设电压阈值。预设电压阈值可以根据实际需要设定为能够为储能模块提供稳定充电电压和电流的电压值。[0051]如图4所示，在本实施例中，步骤s103包括：[0052]步骤s401、检测已聚集的所述弱电信号的电压；[0053]步骤s402、根据所述弱电信号的电压，获取已聚集的所述弱电信号的电压上升速度；[0054]步骤s403、在预设查询表中查询与所述电压上升速度相关联的发电功率；[0055]步骤s404、根据mppt算法跟踪所述发电功率，在所述发电功率大于预设功率阈值时，判定已聚集的所述弱电信号的电压大于预设电压阈值。[0056]在应用中，可以根据模数转换器在每个预设时间段内采样的已聚集的弱电信号的电压，计算已聚集的弱电信号在该预设时间段内的电压上升速度，电压上升速度＝(已聚集的弱电信号在预设时间段起始时刻的电压‑已聚集的弱电信号在预设时间段结束时刻的电压)/预设时间段的时长；还可以根据曲线拟合方法获得已聚集的弱电信号的电压随时间变化的曲线，并计算曲线斜率，曲线斜率的大小正比于已聚集的弱电信号的电压上升速度的大小，电压上升速度正比于发电功率。预设时间段可以为单位时间段，例如，1秒、1分钟、1小时等。[0057]在应用中，预设查询表用于记录弱电信号的电压上升速度与可再生能源发电模块的发电功率之间的关联关系，该关联关系可以是映射关系；预设查询表可以为显示查找表(look‑up‑table，lut)，也可以通过其他与显示查找表具备同等的输入电压上升速度即可输出发电功率的器件或程序来实现。[0058]在应用中，可以通过mppt(maximumpowerpointtracking，最大功率点跟踪)算法跟踪查询到的发电功率，在发电功率大于预设功率阈值时，判定已聚集的弱电信号的电压大于预设电压阈值。预设功率阈值可以根据实际需要进行设定。通过mppt算法实时跟踪发电功率，可以保证在可再生能源发电模块的发电电压和电流均达到合适值之后再给储能模块充电。[0059]步骤s104、在已聚集的所述弱电信号的电压大于预设电压阈值时，输出预设电流值的电流信号为储能模块充电。[0060]在应用中，通过输出预设电流值的电流信号为储能模块充电，可以提高充电稳定性和效率，保证充电安全，提高储能模块的寿命。[0061]在一个实施例中，所述储能模块包括电容、可充电电池、记忆金属、燃料电池、一次电池、二次电池、flash蓄电池中的至少一种。[0062]在应用中，储能模块可以包括电容(例如，胆电容、法拉电容、瓷片电容等)、可充电电池(例如，镍氢电池、锂电池等)、记忆金属、燃料电池、一次电池、二次电池、flash蓄电池等中的至少一种，可以根据所需的蓄电容量进行选择。储能模块包括两个或两个以上电池时，可根据电压上升速度或发电功率大小设定对电池进行充电的优先级，例如，电压上升速度大于预设速度或发电功率大于预设预设功率时，设定蓄电容量大的电池的优先级高于蓄电容量小的电池，即优先为蓄电容量大的电池充电；反之，则设定蓄电容量小的电池的优先级高于蓄电容量大的电池，即优先为蓄电容量小的电池充电。预设速度和预设功率可以根据实际需要进行设置，预设功率大于预设功率阈值。[0063]在一个实施例中，步骤s104包括：[0064]在已聚集的所述弱电信号的电压大于预设电压阈值时，唤醒所述控制器的pwm芯片，通过所述pwm芯片将已聚集的所述弱电信号转换为预设电流值的电流信号为储能模块充电。[0065]在应用中，根据已聚集的弱电信号的电压大小，通过定时器中断唤醒pwm(pulsewidthmodulation，脉冲宽度调制)芯片为储能模块充电，pwm芯片将已聚集的弱电信号的电压波形和电流波形转换为适用于对储能模块进行充电的波形，为储能模块充电。[0066]在一个实施例中，所述可再生能源采集方法还包括：[0067]在接收到外部中断信号或低电压信号时唤醒系统，进入工作状态；[0068]其中，所述外部中断信号包括光同步信号或低照度信号，所述光同步信号和所述低照度信号用于触发所述控制器控制所述储能模块输出预设电压值的电压信号为发光负载供电，所述低电压信号由所述控制器的低电压检测芯片发出。[0069]在应用中，发光负载可以是路灯、室内照明灯、景观灯、广告牌灯箱等灯具，光同步信号可由除发光负载之外的其他发光设备发出，用于使发光负载与其他发光设备同步发光或闪烁。低照度信号可由照度计或光线传感器在检测到环境光照度低于预设照度阈值时发出，用于使发光负载发光或闪烁，照度计或光线传感器与控制器连接。预设照度阈值可以根据实际需要进行设置，例如，0lux～100lux。低照度信号还可以由系统时钟或定时器在晚间时段发出，晚间时段可以根据实际需要进行设置，例如，18:00～6:00。[0070]在应用中，低电压检测芯片用于检测储能模块的电压和电量，在储能模块的电压或电量达到一定程度(例如，电压大于或等于储能模块额定电压的80％，电量大于或等于储能模块容量的80％时)时，低电压检测芯片输出低电压信号，唤醒控制器，使控制器进入工作状态为负载供电。负载可以是额定工作电压在储能模块的输出电压范围内的任意负载，例如，亮蜡烛灯、自动垃圾桶电机、门锁马达、无线通讯模块(例如，蓝牙模块、wifi模块、红外模块等)智能门锁的电机、人体感应器、烟感器等。[0071]本技术实施例通过控制器的i/o端口采集可再生能源发电模块输出的弱电信号，并对弱电信号进行聚集，在已聚集的弱电信号的电压大于预设电压阈值时，输出预设电流值的电流信号为储能模块充电，可以实现对弱电信号的有效采集，并且通过控制器的i/o端口直接采集弱电信号，耗电量低，能够有效减少电量损耗。[0072]应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。[0073]如图5所示，本技术的一个实施例提供一种控制器100，其包括内核1、i/o端口2、寄存器3、定时器4、电聚集元件5、spi总线6、模数转换器7、电压比较器8、pwm芯片9、低电压检测芯片10以及存储在寄存器3中并可在内核1上运行的计算机程序11，例如可再生能源采集程序。内核1执行计算机程序11时实现上述各个可再生能源采集方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤s101至s104。[0074]示例性的，计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器中，并由内核执行，以完成本技术。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在控制器中的执行过程。例如，计算机程序可以被分割成采集模块、聚集模块、检测模块和充电模块，各模块具体功能如下：[0075]采集模块，用于通过所述控制器的i/o端口采集可再生能源发电模块输出的弱电信号；其中，所述弱电信号包括毫伏级电压信号、纳安级电流信号、微安级电流信号和弱电荷信号中的至少一种；[0076]聚集模块，用于对所述弱电信号进行聚集；[0077]检测模块，用于检测已聚集的所述弱电信号的电压是否大于预设电压阈值；[0078]充电模块，用于在已聚集的所述弱电信号的电压大于预设电压阈值时，输出预设电流值的电流信号为储能模块充电。[0079]在一个实施例中，计算机程序还可以被分割成如下模块：[0080]唤醒模块，用于根据所述弱电信号上电复位所述控制器的寄存器和定时器，初始化系统时钟和用户数据，以唤醒所述控制器；其中，所述系统时钟用于在初始化后开始计时，所述用户数据包括所述预设电压阈值和所述预设电流值；[0081]休眠模块，用于唤醒所述控制器之后，进入休眠状态。[0082]在一个实施例中，唤醒模块还用于在接收到外部中断信号或低电压信号时唤醒系统，进入工作状态。[0083]在应用中，控制器可包括，但不仅限于上述器件。本领域技术人员可以理解，图5仅仅是控制器的示例，并不构成对控制器的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如控制器还可以包括系统总线、总线桥、稳压电路或芯片等。[0084]本技术的一个实施例还提供一种可再生能源采集装置，包括所述控制器；以及[0085]与所述控制器电连接的可再生能源发电模块和储能模块。[0086]所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本技术的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。[0087]在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。[0088]本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。[0089]在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/控制器和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/控制器实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。[0090]作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。[0091]另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。[0092]集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read‑onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。[0093]以上所述实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。当前第1页12当前第1页12
再多了解一些
本文用于企业家、创业者技术爱好者查询，结果仅供参考。
