[发明专利]一种太阳能供电水务网关

说明书

本发明公开了一种太阳能供电水务网关，该太阳能供电水务网关包括：电源第一输入端与电池的正极相、与电池的负极相连、将电池的输出电压与低压保护电压进行比较，并在电池的输出电压低于低压保护电压时，系统进入休眠状态。电源第二输入端与PV的正极、与PV的负极相连，检测太阳能电池的电压，如果太阳能电池的电压达到给蓄电池充电的电压，系统启动充电电路给蓄电池充电，充电系统采用先进的MPPT算法提高了充电效率。当太阳能电池的电压低于充电电压时断开充电电路。太阳能供电水务网关通过RS485总线和各种表具连接，采集计量数据同时存储在本地的存储设备中。通过无线的方式定时把采集到的数据上传出去，和上位机进行交互和数据通讯。太阳能供电水务网关可以应用于流量表、水表、电能表、的数据采集电路，或用于物联网的数据采集、建筑或工业设备的节能和能耗监测的电路，本发明采用太阳能供电不依赖于市电，使用范围更广，尤其在没有电源到达的野外环境。同时系统结果紧凑安装调试简单，减少了施工和维护的成本。

技术领域

本发明涉及太阳能供电水务网关，可广泛应用于供水数据采集，及其于水务相关系统的数据采集，公建能耗采集系统，按装布置不受现场电源限制，稳定可靠。

背景技术

目前，随着物联网技术的发展和大数据分析技术的进步，对各种水务基础数据的采集变得越来越重要。现实的生产环节中对给中物理量的实时采集，运用到对现场的运维管理也是越来越受到重视。所以各种采集物理量的传感器被运用到实际工程中，传感器得到的数据就需要一种采集设备采集和处理数据，同时通过无线或者有线的方式传送到远端控制系统。所以数据采集设备是一个承上启下的中转设备，在物联网技术的发展中是一个重要环节。

在所有的需要数据通讯的应用场合，几乎都离不开数据采集器。在一些特殊的应用场景中采集器的安装维护变得困难，尤其在一些没有电源偏远山区无人值守的设备，在一些远离建筑物的窖井中，由于没有电源连接或者离电源比较源，单独为设备架线供电施工量大，费用高，还存在着许多不可控的因素。电池供电是一个不错的选择，解决了上面的问题，但是由于电池的电量有限，不适合功耗交大的设备，为了减低功耗设备只能在大部分时间处于低功耗状态或者是休眠状态，这就导致了设备不能实时的工作。

近几年国家大力推动节能减排和可再生能源的利用，太阳能应用的广泛深入，其应用场景越来越广泛，利用太阳能供电的设备是个不错的选在。既可以解决用电的需求，也可以让设备不降低功耗，实时数据采集上传。

发明内容

针对以上问题本发明提供太阳能供电水务网关，包括：

一网关内置微处理器，检测PV和电池状态，充电管理MPPT算法，数据收发；

一基准电压电路，为采样电路提供采样的基准；

一485通讯模块，和传感器进行数据通讯；

一蓄电池状态检测单元，低功耗管理；

一充电电流检测单元，实时测量PV对电池的充电电流；

一PV状态检测单元，蓄电池充放电管理；

一充电控制单元，蓄电池充放电管理；

一电源变换单元，为整个系统提供电源管理；

一GPRS物联网通讯技术，把数据上传到网关远程控制系统；

微处理器U2的VCC脚接电源V5，其VSS脚接电源地，构成稳定的供电电路；其XOUT脚和XIN脚之间接4M高速晶振电路，高速晶振的连个管脚分别接C6和C7电容后接地，电阻R14和电容C15构成阻容复位电路，此复位电路连接微处理器U2的RST脚连。

芯片TL431U5的3号管脚提供5V的稳定电压，为微处理器U2的采样电路提供基准，通过电阻R46连接10V电源。芯片TL431U5的1号管脚通过电阻R15同连接管脚3，通过电阻R55接地。