本實(shí)用新型涉及短距離無線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于無線節(jié)點(diǎn)的太陽追蹤供電裝置。

背景技術(shù)：

短距離無線通信技術(shù)具備功耗、成本均相對比較低，網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)簡單，便于操作等優(yōu)勢，而被越來越廣泛地應(yīng)用于無線傳感控制領(lǐng)域。目前，使用較為普遍的短距無線通信技術(shù)藍(lán)牙(Bluetooth)，無線局域網(wǎng)802.11(Wi-Fi)和紅外數(shù)據(jù)傳輸(IrDA)。同時(shí)還有一些具有發(fā)展?jié)摿Φ慕酂o線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，它們分別是：ZigBee、超寬頻(Ultra WideBand)、短距通信(NFC)、WiMedia、GPS、DECT和專用無線系統(tǒng)等。

基于短距離無線通信技術(shù)無需布線的特點(diǎn)，目前多采用電池來對短距離無線通信系統(tǒng)中的無線節(jié)點(diǎn)進(jìn)行供電。然而，當(dāng)無線節(jié)點(diǎn)被用作通訊節(jié)點(diǎn)時(shí)，必須實(shí)時(shí)監(jiān)測并傳輸數(shù)據(jù)，以維持節(jié)點(diǎn)的正常工作，因而需要對其提供持續(xù)而且穩(wěn)定的電源。這便需要對ZigBee無線節(jié)點(diǎn)的電量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以及時(shí)更換電池；或者進(jìn)行定期的電池更換。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有短距離通信系統(tǒng)中的無線節(jié)點(diǎn)電池需要定期更換的問題，提供一種用于無線節(jié)點(diǎn)的太陽追蹤供電裝置。

為解決上述問題，本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種用于無線節(jié)點(diǎn)的太陽追蹤供電裝置，由安裝支架、控制電路、雙軸舵機(jī)組、太陽能電池板和太陽追蹤探頭組成；雙軸舵機(jī)組包括橫軸舵機(jī)和縱軸舵機(jī)；橫軸舵機(jī)的機(jī)體固定在安裝支架上，橫軸舵機(jī)的輸出軸與縱軸舵機(jī)的機(jī)體固連，太陽能電池板固定在縱軸舵機(jī)的輸出軸上；太陽追蹤探頭包括太陽追蹤擋板和4個(gè)光強(qiáng)傳感器；太陽追蹤擋板由4塊非透光的片狀擋板構(gòu)成，這4塊片狀擋板垂直設(shè)置在太陽能電池板上，并呈十字交錯(cuò)布設(shè)，相鄰2塊片狀擋板之間的夾角為直角；每2塊片狀擋板所夾區(qū)域內(nèi)各設(shè)置1個(gè)光強(qiáng)傳感器；4個(gè)光強(qiáng)傳感器的輸出端與控制電路的輸入端連接，控制電路的輸出端與雙軸舵機(jī)組的控制端連接；太陽能電池板的輸出端連接無線節(jié)點(diǎn)的電源端。

上述方案中，雙軸舵機(jī)組的橫軸舵機(jī)的輸出軸傾斜設(shè)置，并與水平面形成45度夾角，雙軸舵機(jī)組的縱軸舵機(jī)的輸出軸垂直設(shè)置，并與水平面形成90度夾角。

上述方案中，光強(qiáng)傳感器置于每2塊相鄰的片狀擋板的夾角位置處。

上述方案中，太陽能電池板的輸出端和無線節(jié)點(diǎn)的電源端之間還設(shè)置有電源管理電路和蓄電池；太陽能電池板的輸出端連接蓄電池的輸入端，蓄電池的輸出端連接無線節(jié)點(diǎn)的電源端；電源管理電路與太陽能電池板和蓄電池相連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下特點(diǎn)：

1、采用太陽能對短距離無線通信系統(tǒng)中的無線節(jié)點(diǎn)進(jìn)行供電，為其提供穩(wěn)定和持續(xù)的電力，既無需對電池電量進(jìn)行監(jiān)控，也無需頻繁進(jìn)行電池的更換操作，從而大大減輕了工作量，且保證了無線節(jié)點(diǎn)甚至是整個(gè)短距離無線通信系統(tǒng)的可靠工作；

2、在探測太陽方位上采用制造模擬光影的方法，通過對比4個(gè)不同方位的光強(qiáng)度傳感器所監(jiān)測到的不相等的光強(qiáng)度值來判斷出太陽的方位，從而實(shí)現(xiàn)太陽的準(zhǔn)確方位判斷；

3、通過雙軸舵機(jī)調(diào)整太陽能電池板的朝向，其中調(diào)整方位用的舵機(jī)即橫軸舵機(jī)采用45度角的設(shè)計(jì)，減小舵機(jī)本身的轉(zhuǎn)軸垂直于地面方向上的受力，使舵機(jī)調(diào)整更穩(wěn)定和精確，保證太陽能的采光效率。

附圖說明

圖1為一種用于無線節(jié)點(diǎn)的太陽追蹤供電裝置的側(cè)視圖。

圖2為太陽追蹤探頭的立體示意圖。

圖中標(biāo)號：1、安裝支架；2、控制電路；31、橫軸舵機(jī)；32、縱軸舵機(jī)；4、太陽能電池板；51、太陽追蹤擋板；52、光強(qiáng)傳感器。

具體實(shí)施方式

一種用于無線節(jié)點(diǎn)的太陽追蹤供電裝置，如圖1所示，由安裝支架1、控制電路2、雙軸舵機(jī)組、太陽能電池板4和太陽追蹤探頭組成。

太陽追蹤探頭包括太陽追蹤擋板51和4個(gè)光強(qiáng)傳感器52。參見圖2。太陽追蹤擋板51由4塊非透光的片狀擋板構(gòu)成，這4塊片狀擋板垂直設(shè)置在太陽能電池板4上，并呈十字交錯(cuò)布設(shè)，相鄰2塊片狀擋板之間的夾角為直角。每2塊片狀擋板所夾區(qū)域內(nèi)各設(shè)置1個(gè)光強(qiáng)傳感器52，用來采集該區(qū)域所接收到的光強(qiáng)。為了避免干擾，并保證判斷的可靠性，光強(qiáng)傳感器52盡可能靠近每2塊相鄰的片狀擋板的夾角位置處。光強(qiáng)度傳感器采用TSL2561型。4個(gè)光強(qiáng)傳感器52的輸出端與控制電路2的輸入端連接。當(dāng)太陽能電池板4即太陽追蹤探頭與太陽非正對時(shí)，由于受十字交錯(cuò)的太陽追蹤擋板51的作用，背光的一面因?yàn)橛袚醢瀹a(chǎn)生的陰影，光照強(qiáng)度明顯弱于受光照射的一面；所以4個(gè)光強(qiáng)傳感器52的檢測的光強(qiáng)度不相等，由此得到的光強(qiáng)數(shù)值不同。在探測太陽方位上采用制造模擬光影的方法，通過4個(gè)方位所檢測的光強(qiáng)數(shù)值，去判斷太陽的方位，并據(jù)此計(jì)算出太陽能電池板4所需調(diào)整的角度值。

雙軸舵機(jī)組包括橫軸舵機(jī)31和縱軸舵機(jī)32。橫軸舵機(jī)31的機(jī)體固定在安裝支架1上，橫軸舵機(jī)31的輸出軸與縱軸舵機(jī)32的機(jī)體固連，太陽能電池板4固定在縱軸舵機(jī)32的輸出軸上。通過雙抽舵機(jī)調(diào)整太陽能電池板4的朝向，以實(shí)現(xiàn)對太陽任何方位的追蹤，能有效提高太陽能的采光效率。雙軸舵機(jī)組的橫軸舵機(jī)31的輸出軸傾斜設(shè)置，并與水平面形成45°夾角，雙軸舵機(jī)組的縱軸舵機(jī)32的輸出軸垂直設(shè)置，并與水平面形成90°夾角，這樣能夠減小舵機(jī)本身的轉(zhuǎn)軸垂直于地面方向上的受力，從而使得舵機(jī)調(diào)整更穩(wěn)定和精確?？刂齐娐?的輸出端與雙軸舵機(jī)組的控制端連接?？刂齐娐?根據(jù)太陽追蹤探頭送來的光強(qiáng)數(shù)據(jù)，計(jì)算出太陽能電池板4所需調(diào)整的角度值，并通過雙軸舵機(jī)組去控制太陽能電池板4正對太陽，并使得4個(gè)光強(qiáng)傳感器52的檢測的光強(qiáng)度相等。

太陽能電池板4組采用多塊單晶硅太陽能電池板4兩串多并的方式構(gòu)成。在本實(shí)用新型中，采用六塊9V，1.5w，且尺寸為110mm*125mm的單晶硅太陽能電池板4組合而成。太陽能電池板4的輸出端連接無線節(jié)點(diǎn)的電源端。為了避免長時(shí)間陰雨天氣所導(dǎo)致的太陽能電池板4供電不足的問題，在本實(shí)用新型中，太陽能電池板4的輸出端和無線節(jié)點(diǎn)的電源端之間還設(shè)置有電源管理電路和蓄電池。太陽能電池板4的輸出端連接蓄電池的輸入端，蓄電池的輸出端連接無線節(jié)點(diǎn)的電源端；電源管理電路與太陽能電池板4和蓄電池相連接。晴天，太陽能電池板4將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，該電能在保證無線節(jié)點(diǎn)電量充足的前提下，通過太陽能電池板4為蓄電池充電；陰雨天，太陽能電池板4無法提供電能，通過蓄電池為無線節(jié)點(diǎn)供電。采用太陽能電池板4和蓄電池相配合供電方式，確保無線節(jié)點(diǎn)的持續(xù)供電。