本發(fā)明涉及的是一種電源裝置，具體涉及一種光儲(chǔ)互補(bǔ)土壤墑情傳感器電源裝置。

背景技術(shù)：

土壤的含水率在描述土壤的農(nóng)藝方面起到至關(guān)重要的作用，所以研究成果土壤墑情傳感器對(duì)于水利，智能灌溉、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)等具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，在我國(guó)這樣一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，具有廣闊的市場(chǎng)前景。

傳統(tǒng)多采用蓄電池對(duì)傳感器供電，但是已安裝完成的設(shè)備不適宜經(jīng)常性拔出更換蓄電池，對(duì)農(nóng)作物生產(chǎn)環(huán)境造成擾動(dòng)。目前逐漸發(fā)展成為采用光伏電池對(duì)傳感器供電，但是光伏發(fā)電具有間歇性，受季節(jié)、天氣影響大，輸出電壓不穩(wěn)定，并且傳統(tǒng)的平方式光伏板光伏板不能接收全方位的太陽(yáng)光源，太陽(yáng)能利用效率低。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用光儲(chǔ)互補(bǔ)模式，光伏為主，儲(chǔ)能電池為輔。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本發(fā)明目的是在于解決傳統(tǒng)用于傳感器供電的電源結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不便于安裝，電源更換頻繁的問(wèn)題，提供一種光儲(chǔ)互補(bǔ)土壤墑情傳感器電源裝置，是一種可為土壤墑情傳感器提供持穩(wěn)定電壓的微型光儲(chǔ)互補(bǔ)的獨(dú)立電源裝置。本發(fā)明的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

光儲(chǔ)互補(bǔ)土壤墑情傳感器電源裝置，包括光伏電池陣列，控制箱和支架；所述光伏電池陣列呈三棱錐型排布，安裝在控制箱上，控制箱由支架支撐；控制箱內(nèi)部裝有降壓模塊、蓄電池、電池管理與保護(hù)模塊、電池監(jiān)測(cè)模塊、通信模塊。

進(jìn)一步的，所述三棱錐型排布使得光伏電池陣列接收到不同角度的太陽(yáng)光源。

進(jìn)一步的，所述光伏電池陣列輸出經(jīng)過(guò)降壓模塊，最終與蓄電池和電池管理與保護(hù)模塊相連接；所述的降壓模塊芯片選用lt3652hv，光伏輸入為6v，經(jīng)降壓模塊輸出電壓為3.3v。

進(jìn)一步的，所述的電池管理與保護(hù)模塊分別與蓄電池和光伏電池陣列相連，用于監(jiān)測(cè)蓄電池電壓，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果來(lái)合理控制電池的充放電，并對(duì)電源加以保護(hù)；所述的電池管理與保護(hù)模塊芯片采用mm3077fn，引腳co和do分別與第一開關(guān)器件和第二開關(guān)器件連接，引腳v-與連接光伏輸出負(fù)極p-相連，引腳vdd和檢測(cè)相連，vss連接到蓄電池負(fù)極，引腳ct懸空，其中所述第一開關(guān)器件和第二開關(guān)器件選用mos管。

進(jìn)一步的，所述的電池監(jiān)測(cè)模塊芯片選用ads1013，監(jiān)測(cè)光伏電池陣列和蓄電池輸出電壓，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反饋給單片機(jī)。

進(jìn)一步的，所述通信模塊采用單片機(jī)stm32f103和無(wú)線傳輸模塊sim808，通訊協(xié)議采用gprs協(xié)議的http傳輸方式，將從單片機(jī)接收電源狀態(tài)的數(shù)據(jù)傳輸給遠(yuǎn)程服務(wù)器進(jìn)行監(jiān)控。

進(jìn)一步的，所述的電源裝置對(duì)外提供3.3v穩(wěn)定直流電壓，給采集單元供電。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的光伏電池陣列排布呈三棱錐型，可以接收不同角度的太陽(yáng)能光源，大大提高了太陽(yáng)能利用率；本發(fā)明是采用光儲(chǔ)互補(bǔ)發(fā)電解決了傳統(tǒng)電源更換頻繁和新能源發(fā)電具有間歇性的問(wèn)題，為土壤墑情傳感器長(zhǎng)時(shí)間野外作業(yè)提供了條件；本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸，便于實(shí)時(shí)觀測(cè)電池狀態(tài)，電池管理與保護(hù)模塊和電池監(jiān)測(cè)模塊的引入提高了遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集的穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是系統(tǒng)供電結(jié)構(gòu)原理圖；

圖3是系統(tǒng)供電硬件原理圖一；

圖4是系統(tǒng)供電硬件原理圖二。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

本發(fā)明的光儲(chǔ)互補(bǔ)土壤墑情傳感器電源裝置包括：光伏電池陣列3，控制箱4和支架5；控制箱4內(nèi)部裝有降壓模塊、蓄電池、電池管理與保護(hù)模塊、電池監(jiān)測(cè)模塊、通信模塊。本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)如圖1所，光伏電池陣列3呈三棱錐型排布，安裝在控制箱4上，由支架5支撐。

如圖2所示是系統(tǒng)供電結(jié)構(gòu)原理圖，其中選用的各芯片型號(hào)如下：

降壓模塊芯片選用lt3652hv，電池管理與保護(hù)模塊芯片采用mm3077fn，電池監(jiān)測(cè)模塊芯片選用ads1013，控制器采用單片機(jī)stm32f103，無(wú)線傳輸模塊sim808，通訊協(xié)議采用gprs協(xié)議的http傳輸方式。

供給土壤墑情傳感器的電能主要由光伏電池陣列3提供，當(dāng)光伏輸出不足以保證傳感器正常工作時(shí)由蓄電池供電。電池管理與保護(hù)模塊對(duì)蓄電池進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，設(shè)定電池充電的上下限閾值，當(dāng)蓄電池電壓低于下限閾值時(shí)，第一開關(guān)器件1和第二開關(guān)器件2處于導(dǎo)通狀態(tài)，電池地和光伏地連接，光伏陣列向蓄電池充電；當(dāng)蓄電池電壓高于上限閾值時(shí)，防止對(duì)蓄電池過(guò)充，控制電路發(fā)出控制信號(hào)關(guān)斷第一開關(guān)器件1，停止對(duì)蓄電池充電；當(dāng)蓄電池和光伏都不足以為傳感器提供電能時(shí)，控制第一開關(guān)器件1和第二開關(guān)器件2關(guān)斷，電源停止對(duì)外供電。

電池監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)光伏電池陣列和蓄電池的狀態(tài)，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反饋到通信模塊。所述通信模塊采用單片機(jī)stm32f103以及sim808模塊構(gòu)成。通訊協(xié)議采用gprs協(xié)議的http傳輸方式，將從單片機(jī)接收電源狀態(tài)的數(shù)據(jù)傳輸給遠(yuǎn)程服務(wù)器進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)電池出現(xiàn)故障時(shí)觸發(fā)報(bào)警裝置，實(shí)現(xiàn)了用戶對(duì)電池狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的原理下所作的改變，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種光儲(chǔ)互補(bǔ)土壤墑情傳感器電源裝置，其所需電能由呈三棱錐排布光伏電池陣列及蓄電池提供，且光伏電池和蓄電池既可以獨(dú)立工作又可以單獨(dú)工作；電池管理與保護(hù)模塊對(duì)蓄電池的充放電進(jìn)行合理控制，對(duì)電池加以保護(hù)；電池監(jiān)測(cè)模塊對(duì)光伏電池和蓄電池進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)反饋給單片機(jī)中心處理器，再利用GPRS將數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸?shù)竭h(yuǎn)程服務(wù)器，通過(guò)光伏電池和蓄電池的協(xié)同工得到穩(wěn)定的輸出電壓。三棱錐型太陽(yáng)能光伏陣列安裝在一個(gè)控制箱上，由支架支撐。所述光儲(chǔ)互補(bǔ)土壤墑情傳感器電源裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，可以為傳感器持續(xù)提供穩(wěn)定的電能，適合傳感器長(zhǎng)期野外作業(yè)。

技術(shù)研發(fā)人員：馬艷;斯俊;包志炎
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江水利水電學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.21
技術(shù)公布日：2017.08.04