CN204988346U - 基于太阳能供电的温室环境监测系统 - Google Patents

Abstract

基于太阳能供电的温室环境监测系统，它涉及一种温室环境监测系统。本实用新型的目的是为了解决现有技术中太阳能供电系统的太阳能利用率低，温室环境监测系统知识针对单一温室进行，监测范围小，监测效率低的问题。本实用新型的太阳能供电系统包括太阳能电池板、弱光升压电路、太阳能控制器和蓄电池，太阳能电池板的输出端通过弱光升压电路连接太阳能控制器，太阳能控制器分别与蓄电池、传感器主机的电源接口和负载建立连接，传感器组件的输出端连接传感器主机的数据输入端，传感器主机的数据输出端与交换机建立连接。本实用新型实现棚内电气设备的远程集中管理，相比传统的单个温室监控系统，监控范围大，监控效果更佳。

Description

基于太阳能供电的温室环境监测系统

技术领域

本实用新型涉及一种温室环境监测系统，具体涉及基于太阳能供电的温室环境监测系统，属于温室监测技术领域。

背景技术

目前，温室环境监测系统普遍采用交流220V供电，实际生产中，遇到电网电压不稳，或者附近有电焊机、大型电机等易对电网造成冲击的用电设备时，很容易造成棚中环境监测系统传感器箱运行故障，轻则程序跑飞，严重可能造成监测设备烧毁，甚至引起火灾，造成经济损失。另外，有些温室大棚地处偏僻，供电线路铺设不便，或因耕地、施工建设等刮断供电线路等情况时有发生，使环境监测系统部分或全部失灵。所以，太阳能供电成为了新的供电能源，太阳能被成为绿色能源，一次投资可以长期使用，在农用温室大棚中，将太阳能转化成电能储存在蓄电池中，用来提供水循环、室内照明等其他方面的用电，而现有技术中太阳能供电系统的太阳能利用率低，温室环境监测系统知识针对单一温室进行，监测范围小，监测效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中太阳能供电系统的太阳能利用率低，温室环境监测系统知识针对单一温室进行，监测范围小，监测效率低的问题。

本实用新型的技术方案是：基于太阳能供电的温室环境监测系统，包括若干单点温室环境监测组件、交换机和远程管理主机，每个单点温室环境监测组件的输出端通过交换机与远程管理主机建立连接，每个单点温室环境监测组件包括太阳能供电系统、传感器组件、传感器主机和负载，所述太阳能供电系统包括太阳能电池板、弱光升压电路、太阳能控制器和蓄电池，太阳能电池板的输出端通过弱光升压电路连接太阳能控制器，太阳能控制器分别与蓄电池、传感器主机的电源接口和负载建立连接，传感器组件的输出端连接传感器主机的数据输入端，传感器主机的数据输出端与交换机建立连接。

单点温室环境监测组件与远程管理主机通过无线AP、以太网、485或光纤建立连接，信息传输方式可以根据不同的环境进行选择，传输方式灵活。

所述太阳能控制器包括过充电压检测电路和稳压器，所述过充电压检测电路包括第一比较器、第一三极管、第一继电器和第一保护二极管，所述第一比较器的同相输入端连接太阳能电池板的正极，第一比较器的反相输入端连接太阳能电池板的负极，第一比较器的输出端连接第一三极管的基极，第一三极管的集电极通过第一继电器的线圈连接稳压器的输出端，第一保护二极管并接在第一继电器线圈的两端，所述稳压器的输入端通过第一继电器的触点与弱光升压电路的输出端建立连接，防止蓄电池出现过充情况，对蓄电池进行保护。

所述太阳能控制器包括过放电压检测电路，所述过放电压检测电路包括第二比较器、第二三极管、第二继电器和第二保护二极管，所述第二比较器的同相输入端连接蓄电池的正极，第二比较器的反相输入端连接电池的负极，第二比较器的输出端连接第二三极管的基极，第二三极管的集电极通过第二继电器的线圈连接蓄电池的正极，所述蓄电池正极通过第二继电器的触点与负载建立连接，防止蓄电池出现过放情况。

所述弱光升压电路包括IC芯片、储能电感、续流二极管、第一分压电阻、第二分压电阻和调整电阻，太阳能电池板的输出端连接IC芯片的电压输入引脚和储能电感的一端，储能电感的另一端分别连接升压IC芯片的开关引脚和续流二极管的正极端，IC芯片的输出引脚通过调整电阻与续流二极管的负极建立连接，所述第一分压电阻的一端连接续流二极管的负极，第一分压电阻的另一端分别连接IC芯片的反馈引脚和第二分压电阻的一端，第二分压电阻的另一端接地。

所述太阳能供电系统包括逆变器，所述负载包括交流负载和直流负载，太阳能控制器的输出端分别连接直流负载和逆变器，逆变器的输出端与交流负载建立连接。

所述传感器组件包括照度计、空气温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、土壤温度传感器和土壤湿度传感器，实现了对温室内的环境因子进行全面的测量和监控。

本实用新型与现有技术相比具有以下效果：本实用新型并可由交流供电方式改造升级为太阳能供电。通过合理配置太阳能电池容量，可将多余电力用于棚内其他用电设备。如视频监控设备、照明、遮阳卷帘等。本实用新型的弱光升压电路在弱光情况下，如阴雨天时，同样将太阳能转化成电能加以利用，提高了太阳能的利用率，并且，本实用信息通过网络远程控制，实现棚内电气设备的远程集中管理，相比传统的单个温室监控系统，监控范围大，监控效果更佳。

附图说明

图1，本实用新型整体结构框图；

图2，本实用新型单点温室环境监测组件结构框图；

图3，本实用新型太阳能供电系统的电路示意图。

具体实施方式

结合附图说明本实用新型的具体实施方式，本实施例的基于太阳能供电的温室环境监测系统，包括若干单点温室环境监测组件、交换机和远程管理主机，每个单点温室环境监测组件的输出端通过交换机与远程管理主机建立连接，每个单点温室环境监测组件包括太阳能供电系统、传感器组件、传感器主机和负载，所述太阳能供电系统包括太阳能电池板B1、弱光升压电路、太阳能控制器和蓄电池B2，太阳能电池板B1的输出端通过弱光升压电路连接太阳能控制器，太阳能控制器分别与蓄电池B2、传感器主机的电源接口和负载建立连接，传感器组件的输出端连接传感器主机的数据输入端，传感器主机的数据输出端与交换机建立连接。

所述弱光升压电路包括RT9271芯片、储能电感L、续流二极管D、第一分压电阻R1、第二分压电阻R2和调整电阻R3，太阳能电池板B1的输出端连接RT9271芯片的电压输入引脚和储能电感L的一端，储能电感L的另一端分别连接升压RT9271芯片的开关引脚和续流二极管D的正极端，RT9271芯片的输出引脚通过调整电阻R3与续流二极管D的负极建立连接，所述第一分压电阻R1的一端连接续流二极管D的负极，第一分压电阻R1的另一端分别连接RT9271芯片的反馈引脚和第二分压电阻R2的一端，第二分压电阻R2的另一端接地，当控制输入引脚得到启动信号时，启动RT9271芯片开始工作，通过内部的电路动作，储能电感L储能，续流二极管D起续流作用，RT9271的输出引脚经调整电阻R3输出所需电压；可通过调整第一分压电阻R1和第二分压电阻R2的阻值，控制RT9271芯片的反馈引脚的电位来决定输出电压。

所述太阳能控制器包括过充电压检测电路和稳压器U，所述过充电压检测电路包括第一比较器A1、第一三极管V1、第一继电器和第一保护二极管D1，所述第一比较器A1的同相输入端连接太阳能电池板B1的正极，第一比较器A1的反相输入端连接太阳能电池板B1的负极，第一比较器A1的输出端连接第一三极管V1的基极，第一三极管V1的集电极通过第一继电器的线圈J1连接稳压器U的输出端，第一保护二极管D1并接在第一继电器线圈J1的两端，所述稳压器U的输入端通过第一继电器的触点J1-1与弱光升压电路的输出端建立连接。

所述太阳能控制器包括过放电压检测电路，所述过放电压检测电路包括第二比较器A2、第二三极管V2、第二继电器和第二保护二极管D2，所述第二比较器A2的同相输入端连接蓄电池B2的正极，第二比较器A2的反相输入端连接电池的负极，第二比较器A2的输出端连接第二三极管V2的基极，第二三极管V2的集电极通过第二继电器的线圈J2连接蓄电池B2的正极，所述蓄电池B2正极通过第二继电器线的触点J2-1与负载建立连接。

当蓄电池B2端电压小于预先设定的过充电压值时，第一比较器A1的反相输入端电位高于同相输入端的电位，第一比较器A1的输出端输出低电位使第一三极截止，第一继电器线圈J1不通电，使第一继电器的触点J1-1保持闭合状态，太阳能电池板B1通过反充二极管Ds对蓄电池B2充电。蓄电池B2逐渐被充满，当其端电压大于预先设定的过充电压值时，第一比较器A1的反相输入端电位低于其同相输入端电位，第一比较器A1的输出端高电位使第一三极管V1导通，第一继电器的线圈J1通电，第一继电器的触点J1-1断开，停止充电；蓄电池B2对负载放电时端电压会逐渐降低，当端电压降低到小于预先设定的过放电压值时，第二比较器A2的同相输入端电位低于反相输入端电位，第二放大器的输出端输出低电位使第二三极管V2导通，第二继电器的线圈J2通电，第二继电器线的触点J2-1断开。

所述太阳能供电系统包括逆变器M，所述负载包括交流负载RT2和直流负载T1，太阳能控制器的输出端分别连接直流负载T1和逆变器M，逆变器M的输出端与交流负载RT2建立连接。

所述传感器组件包括照度计、空气温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、土壤温度传感器和土壤湿度传感器。

太阳能电池板B1通过太阳能电池控制器为蓄电池B2充电。蓄电池B2为传感器主机及各种传感器提供持续的电力。传感器主机实时采集太阳能电池和蓄电池B2的电压数据。各种传感器连接于传感器主机，以采集各种环境参数。传感器主机将采集到的数据打包处理，并在传感器主机上的显示屏上显示出来。同时将采集到的数据通过有线或无线网络上传到远程管理主机。传感器主机还可以将蓄电池B2剩余的电力输出给棚内其它用电设备，并根据蓄电池B2的剩余电量管理各用电设备。

整个系统中，太阳能电池板B1、太阳能电池控制器、蓄电池B2均可根具实际的使用情况，结合当地的天气特点。对太阳能电池板B1的功率，蓄电池B2的容量做出相应调整。太阳能电池控制器则可根据太阳能电池板B1和蓄电池B2的参数选择，品牌档次不限。

所述单点温室环境监测组件与远程管理主机可以根据实际情况选择通过无线AP、以太网、485或光纤建立通信连接。

Claims (7)

1.基于太阳能供电的温室环境监测系统，包括若干单点温室环境监测组件、交换机和远程管理主机，每个单点温室环境监测组件的输出端通过交换机与远程管理主机建立连接，其特征在于：每个单点温室环境监测组件包括太阳能供电系统、传感器组件、传感器主机和负载，所述太阳能供电系统包括太阳能电池板、弱光升压电路、太阳能控制器和蓄电池，太阳能电池板的输出端通过弱光升压电路连接太阳能控制器，太阳能控制器分别与蓄电池、传感器主机的电源接口和负载建立连接，传感器组件的输出端连接传感器主机的数据输入端，传感器主机的数据输出端与交换机建立连接。

2.根据权利要求1所述基于太阳能供电的温室环境监测系统，其特征在于：所述单点温室环境监测组件与远程管理主机通过无线AP、以太网、485或光纤建立连接。

3.根据权利要求1或权利要求2所述基于太阳能供电的温室环境监测系统，其特征在于：所述太阳能控制器包括过充电压检测电路和稳压器，所述过充电压检测电路包括第一比较器、第一三极管、第一继电器和第一保护二极管，所述第一比较器的同相输入端连接太阳能电池板的正极，第一比较器的反相输入端连接太阳能电池板的负极，第一比较器的输出端连接第一三极管的基极，第一三极管的集电极通过第一继电器的线圈连接稳压器的输出端，第一保护二极管并接在第一继电器线圈的两端，所述稳压器的输入端通过第一继电器的触点与弱光升压电路的输出端建立连接。

4.根据权利要求1或权利要求2所述基于太阳能供电的温室环境监测系统，其特征在于：所述太阳能控制器包括过放电压检测电路，所述过放电压检测电路包括第二比较器、第二三极管、第二继电器和第二保护二极管，所述第二比较器的同相输入端连接蓄电池的正极，第二比较器的反相输入端连接电池的负极，第二比较器的输出端连接第二三极管的基极，第二三极管的集电极通过第二继电器的线圈连接蓄电池的正极，所述蓄电池正极通过第二继电器的触点与负载建立连接。

5.根据权利要求1或权利要求2所述基于太阳能供电的温室环境监测系统，其特征在于：所述弱光升压电路包括IC芯片、储能电感、续流二极管、第一分压电阻、第二分压电阻和调整电阻，太阳能电池板的输出端连接IC芯片的电压输入引脚和储能电感的一端，储能电感的另一端分别连接升压IC芯片的开关引脚和续流二极管的正极端，IC芯片的输出引脚通过调整电阻与续流二极管的负极建立连接，所述第一分压电阻的一端连接续流二极管的负极，第一分压电阻的另一端分别连接IC芯片的反馈引脚和第二分压电阻的一端，第二分压电阻的另一端接地。

6.根据权利要求1或权利要求2所述基于太阳能供电的温室环境监测系统，其特征在于：所述太阳能供电系统包括逆变器，所述负载包括交流负载和直流负载，太阳能控制器的输出端分别连接直流负载和逆变器，逆变器的输出端与交流负载建立连接。

7.根据权利要求1所述基于太阳能供电的温室环境监测系统，其特征在于：所述传感器组件包括照度计、空气温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、土壤温度传感器和土壤湿度传感器。