[实用新型]光储互补土壤墒情传感器电源装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种电源装置，具体涉及一种光储互补土壤墒情传感器电源装置。

背景技术

土壤的含水率在描述土壤的农艺方面起到至关重要的作用，所以研究成果土壤墒情传感器对于水利，智能灌溉、精准农业等具有重要的现实意义，在我国这样一个农业大国，具有广阔的市场前景。

传统多采用蓄电池对传感器供电，但是已安装完成的设备不适宜经常性拔出更换蓄电池，对农作物生产环境造成扰动。目前逐渐发展成为采用光伏电池对传感器供电，但是光伏发电具有间歇性，受季节、天气影响大，输出电压不稳定，并且传统的平方式光伏板光伏板不能接收全方位的太阳光源，太阳能利用效率低。为解决上述问题，本实用新型采用光储互补模式，光伏为主，储能电池为辅。

实用新型内容

针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于解决传统用于传感器供电的电源结构复杂，不便于安装，电源更换频繁的问题，提供一种光储互补土壤墒情传感器电源装置，是一种可为土壤墒情传感器提供持稳定电压的微型光储互补的独立电源装置。本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：

光储互补土壤墒情传感器电源装置，包括光伏电池阵列，控制箱和支架；所述光伏电池阵列呈三棱锥型排布，安装在控制箱上，控制箱由支架支撑；控制箱内部装有降压模块、蓄电池、电池管理与保护模块、电池监测模块、通信模块。

进一步的，所述光伏电池阵列输出经过降压模块，分别与蓄电池、电池管理与保护模块相连接；所述的降压模块芯片选用LT3652HV，光伏输入为6V，经降压模块输出电压为3.3V。

进一步的，所述的电池管理与保护模块分别与蓄电池和光伏电池阵列相连，所述的电池管理与保护模块芯片采用MM3077FN，引脚CO和DO分别与第一开关器件和第二开关器件连接，引脚V-与连接光伏输出负极P-相连，引脚V_dd和检测相连，Vss连接到蓄电池负极，引脚CT悬空，其中所述第一开关器件和第二开关器件选用MOS管。

进一步的，所述的电池监测模块芯片选用ADS1013，监测光伏电池阵列和蓄电池输出电压，并将监测数据反馈给单片机。

进一步的，所述通信模块采用单片机STM32F103和无线传输模块SIM808，通讯协议采用GPRS协议的HTTP传输方式，将从单片机接收电源状态的数据传输给远程服务器进行监控。

本实用新型的优点是：本实用新型具有结构简单，安装方便，稳定性高等优点。本实用新型的光伏电池阵列排布呈三棱锥型，可以接收不同角度的太阳能光源，大大提高了太阳能利用率；本实用新型是采用光储互补发电解决了传统电源更换频繁和新能源发电具有间歇性的问题，为土壤墒情传感器长时间野外作业提供了条件；本实用新型实现了数据的远程传输，便于实时观测电池状态，电池管理与保护模块和电池监测模块的引入提高了远程数据采集的稳定性。

附图说明

图1是本实用新型整体结构示意图；

图2是系统供电结构原理图；

图3是系统供电硬件原理图一；

图4是系统供电硬件原理图二。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明。

本实用新型的光储互补土壤墒情传感器电源装置包括：光伏电池阵列3，控制箱4和支架5；控制箱4内部装有降压模块、蓄电池、电池管理与保护模块、电池监测模块、通信模块。本实用新型的整体结构如图1所，光伏电池阵列3呈三棱锥型排布，安装在控制箱4上，由支架5支撑。

如图2所示是系统供电结构原理图，其中选用的各芯片型号如下：

降压模块芯片选用LT3652HV，电池管理与保护模块芯片采用MM3077FN，电池监测模块芯片选用ADS1013，控制器采用单片机STM32F103，无线传输模块SIM808，通讯协议采用GPRS协议的HTTP传输方式。

供给土壤墒情传感器的电能主要由光伏电池阵列3提供，当光伏输出不足以保证传感器正常工作时由蓄电池供电。电池管理与保护模块对蓄电池进行实时监测，设定电池充电的上下限阈值，当蓄电池电压低于下限阈值时，第一开关器件1和第二开关器件2处于导通状态，电池地和光伏地连接，光伏阵列向蓄电池充电；当蓄电池电压高于上限阈值时，防止对蓄电池过充，控制电路发出控制信号关断第一开关器件1，停止对蓄电池充电；当蓄电池和光伏都不足以为传感器提供电能时，控制第一开关器件1和第二开关器件2关断，电源停止对外供电。