[實用新型]光儲互補土壤墑情傳感器電源裝置

有效

• 申請號: 201720424502.6
• 申請日: 2017-04-21
• 公開（公告）號: CN206850509U
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 馬艷;斯俊;包志炎
• 申請（專利權）人: 浙江水利水電學院
• 主分類號: H02J7/35
• 分類號: H02J7/35;H02J13/00;G01R31/36
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙)33213
• 代理人: 杜立

技術領域

本實用新型涉及的是一種電源裝置，具體涉及一種光儲互補土壤墑情傳感器電源裝置。

背景技術

土壤的含水率在描述土壤的農藝方面起到至關重要的作用，所以研究成果土壤墑情傳感器對于水利，智能灌溉、精準農業等具有重要的現實意義，在我國這樣一個農業大國，具有廣闊的市場前景。

傳統多采用蓄電池對傳感器供電，但是已安裝完成的設備不適宜經常性拔出更換蓄電池，對農作物生產環境造成擾動。目前逐漸發展成為采用光伏電池對傳感器供電，但是光伏發電具有間歇性，受季節、天氣影響大，輸出電壓不穩定，并且傳統的平方式光伏板光伏板不能接收全方位的太陽光源，太陽能利用效率低。為解決上述問題，本實用新型采用光儲互補模式，光伏為主，儲能電池為輔。

實用新型內容

針對現有技術上存在的不足，本實用新型目的是在于解決傳統用于傳感器供電的電源結構復雜，不便于安裝，電源更換頻繁的問題，提供一種光儲互補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定電壓的微型光儲互補的獨立電源裝置。本實用新型的目的通過以下的技術方案實現：

光儲互補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；控制箱內部裝有降壓模塊、蓄電池、電池管理與保護模塊、電池監測模塊、通信模塊。

進一步的，所述光伏電池陣列輸出經過降壓模塊，分別與蓄電池、電池管理與保護模塊相連接；所述的降壓模塊芯片選用LT3652HV，光伏輸入為6V，經降壓模塊輸出電壓為3.3V。

進一步的，所述的電池管理與保護模塊分別與蓄電池和光伏電池陣列相連，所述的電池管理與保護模塊芯片采用MM3077FN，引腳CO和DO分別與第一開關器件和第二開關器件連接，引腳V-與連接光伏輸出負極P-相連，引腳V_dd和檢測相連，Vss連接到蓄電池負極，引腳CT懸空，其中所述第一開關器件和第二開關器件選用MOS管。

進一步的，所述的電池監測模塊芯片選用ADS1013，監測光伏電池陣列和蓄電池輸出電壓，并將監測數據反饋給單片機。

進一步的，所述通信模塊采用單片機STM32F103和無線傳輸模塊SIM808，通訊協議采用GPRS協議的HTTP傳輸方式，將從單片機接收電源狀態的數據傳輸給遠程服務器進行監控。

本實用新型的優點是：本實用新型具有結構簡單，安裝方便，穩定性高等優點。本實用新型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能光源，大大提高了太陽能利用率；本實用新型是采用光儲互補發電解決了傳統電源更換頻繁和新能源發電具有間歇性的問題，為土壤墑情傳感器長時間野外作業提供了條件；本實用新型實現了數據的遠程傳輸，便于實時觀測電池狀態，電池管理與保護模塊和電池監測模塊的引入提高了遠程數據采集的穩定性。

附圖說明

圖1是本實用新型整體結構示意圖；

圖2是系統供電結構原理圖；

圖3是系統供電硬件原理圖一；

圖4是系統供電硬件原理圖二。

具體實施方式

下面結合具體實施例和附圖對本實用新型作進一步說明。

本實用新型的光儲互補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內部裝有降壓模塊、蓄電池、電池管理與保護模塊、電池監測模塊、通信模塊。本實用新型的整體結構如圖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所示是系統供電結構原理圖，其中選用的各芯片型號如下：

降壓模塊芯片選用LT3652HV，電池管理與保護模塊芯片采用MM3077FN，電池監測模塊芯片選用ADS1013，控制器采用單片機STM32F103，無線傳輸模塊SIM808，通訊協議采用GPRS協議的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，當光伏輸出不足以保證傳感器正常工作時由蓄電池供電。電池管理與保護模塊對蓄電池進行實時監測，設定電池充電的上下限閾值，當蓄電池電壓低于下限閾值時，第一開關器件1和第二開關器件2處于導通狀態，電池地和光伏地連接，光伏陣列向蓄電池充電；當蓄電池電壓高于上限閾值時，防止對蓄電池過充，控制電路發出控制信號關斷第一開關器件1，停止對蓄電池充電；當蓄電池和光伏都不足以為傳感器提供電能時，控制第一開關器件1和第二開關器件2關斷，電源停止對外供電。