太阳能无线粮情检测分机制造技术

本发明专利技术涉及太阳能无线粮情检测分机，技术方案是，包括分机壳体和装在壳体内的电路板，电路板上装有控制电路，所述的控制电路包括:智能供电模块、传感器接口模块、通信模块、电源电压检测模块、数据处理模块，所述的数据处理模块分别与智能供电模块、传感器接口模块、通信模块和电源电压检测模块相连，本发明专利技术负载能力强、抗干扰能力强、操作简单、适应能力强、通信距离远、延长锂电池使用寿命，功耗低。

Solar energy wireless grain detection extension

The invention relates to a solar energy wireless grain condition detection extension. The technical scheme is that the extension shell and the circuit board installed in the shell are equipped with a control circuit. The control circuit includes an intelligent power supply module, a sensor interface module, a communication module, a power supply voltage detection module and a data processing module. The data processing module is respectively connected with the intelligent power supply module, the sensor interface module, the communication module and the power supply voltage detection module. The invention has strong load capacity, strong anti-interference ability, simple operation, strong adaptability, long communication distance, long service life of lithium battery and low power consumption.

【技术实现步骤摘要】
太阳能无线粮情检测分机
本专利技术涉及粮食仓储检测
，特别是一种太阳能无线粮情检测分机。
技术介绍
以在粮食仓储行业里的粮情测控系统为例，现有的粮情检测分机在实际应用中的不足之处如下：1、通信方式不方便：普通检测分机无线通讯时采用结点连接通信方式，分机与主机之间的通讯必须设置路由路径，例如有A,B,C三个网络节点，主机为A，如果主机想要获取C点数据，必须要提前设置好A-B-C这样的路径，这个的通信方式设置麻烦，且一旦某个节点设备出现故障，与其路径关联的其余设备将无法通信，更换设备后需重新设置无线通信路径才行，灵活性差；2、通讯距离有限：在同一个环境内，由于使用的是网络节点方式无线通信，如果分机与主机距离太远，会导致节点之间通信信号接收不好，通讯异常；3、抗干扰能力差：当外部通信节点发送故障或者某个节点信号产生干扰，传输数据会发生异常；4、环境适应性差：整个供电系统仅有太阳能板和电池两种，太阳能电池板不能获得足够光照时，电池容量又有限，系统供电出现问题使整个检测分机无法工作；5、能源利用率低：太阳能板采用滴胶板，功率一般为0.5W左右，长时间使用之后由于环境材质影响，太阳能电池板工作效率降低，透光率低，对太阳能能源的转换效率降低；6、使用寿命短：一个因素是目前检测分机的太阳能板使用的材质是滴胶板使用年限为3年，另一个因素是整个系统的供电是由太阳能给电池充电，然后电池给其余设备供电，分机工作过程中电池会经常处于充电、放电的过程中，缩短了电池的使用寿命；7、功耗高：粮情检测系统在正常使用过程中，不需要一直给粮温传感器供电，只有在需要采集粮温的时候系统才会供电，所以每台粮情检测分机实际工作的时间基本上30分钟足够，这样98％的时间其实都处于非工作状态。现有的粮情检测产品是一直保持系统电源供电，这造成了能源的极大浪费，功耗也比较高。因此，粮情检测分机的改进和创新势在必行。
技术实现思路
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本专利技术之目的就是提供一种负载能力强、抗干扰能力强、通信距离远、使用寿命长、操作简单的太阳能无线粮情检测分机。本专利技术解决的技术方案是：一种太阳能无线粮情检测分机，包括分机壳体和装在壳体内的电路板，电路板上装有控制电路，所述的控制电路包括:智能供电模块：用于提供3.3V或者5V工作电源；传感器接口模块：包括温湿度传感器接口和粮温传感器接口，用于连接温湿度传感器和粮温；传感器(检测粮食温度的温度传感器)为分机提供仓温仓湿数据(粮仓温度、粮仓湿度数据)和粮温数据(粮食温度数据)；通信模块：用于完成接收主机命令和上传采集到的温湿度数据以及粮温数据；电源电压检测模块：用于电路供电电压检测和输出电压检测；数据处理模块：用于粮温采集数据处理、仓温仓湿检测数据处理、锂电池充电检测、检测分机系统电源监测；所述的数据处理模块分别与智能供电模块、传感器接口模块、通信模块和电源电压检测模块相连。所述的智能供电模块包括分别与数据处理模块相连的锂电池充电管理电路、电源自动切换电路和传感器工作电源电路。所述的锂电池充电管理电路包括充电管理器U3，充电管理器U3的1脚分别接太阳能电池端口P2的2脚、5V电源端口P9的2脚、放电管T7的一端、放电管T1的一端、有极电容C1的负极、充电管理器U3的3脚(接地脚)、电阻R12的一端、有极电容C6的负极和3.7V锂电池端口的2脚，共端接地，充电管理器U3的2脚与电阻R12的另一端相连，电管理器U3的4脚分别接二极管D2的负极、二极管D1的负极和有极电容C1的正极，共端连接有电源输出接头SDC，二极管D2的正极分别与5V电源端口P9的1脚、放电管T7的另一端相连，作为5V电源供电输出端(连接有5V电源接头VCC5V)，二极管D1的正极分别接太阳能电池端口P2的1脚和放电管T1的另一端，作为太阳能电池供电输出端，充电管理器U3的5脚分别接充电管理器U3的8脚、有极电容C6的正极和3.7V锂电池端口的1脚，作为3.7V锂电池供电输出端(连接有3.7V锂电池接头BAT+)，充电管理器U3的6脚与数据处理模块中芯片U4的2脚相连，充电管理器U3的7脚与数据处理模块中芯片U4的3脚相连；所述电源自动切换电路包括三端稳压器U2、PMOS管U8A、U8B和三极管Q1、Q8，三端稳压器U2的2脚(输入脚)分别接有极电容C2的正极、PMOS管U8B的源极、二极管D5的负极、三极管Q1的发射极、电阻R35的一端和PMOS管U8A的源极，共端作为VCC电源输出端口(连接有VCC电源输出接头VCC)，有极电容C2的负极分别接有极电容C7的负极、三端稳压器U2的1脚(接地脚)、电阻R37的一端、三极管Q8的发射极、电阻R34的一端，共端接地(连接有接地接头GND)，PMOS管U8B的漏极与二极管D5的正极相连，PMOS管U8B的栅极分别接三极管Q1的集电极和电阻R37的另一端，三极管Q1的基极经电阻R38分别接三极管Q8的集电极和电阻R36的一端，电阻R36的另一端分别接电阻R35的另一端和PMOS管U8A的栅极，PMOS管U8A的漏极分别接可控精密稳压源Q2的阴极和电阻R42的一端，共端与锂电池充电管理电路中电管理器U3的4脚相连，可控精密稳压源Q2的阳极分别接电阻R41的一端、电阻R34的另一端和电阻R43的一端，电阻R43的另一端分别接电阻R42的另一端和可控精密稳压源Q2的参考极，电阻R41的另一端与三极管Q8的基极，三端稳压器U2的3脚(输出脚)与有极电容C7的正极相连，共端作为3.3V电源输出端VCC3.3V(连接3.3V电源输出VCC3.3V)；所述传感器工作电源电路包括升压器U7、PMOS管U1A、U1B，升压器U7的1脚分别接二极管D3的正极和电感L1的一端，二极管D3的负极分别接电阻R2的一端、有极电容C15的正极、电容C21的一端和熔断器F1的一端，电阻R2的另一端分别接升压器U7的3脚和电阻R3的一端，电阻R3的另一端分别接稳压二极管T4的正极、电容C21的另一端、有极电容C15的负极、电阻R1的一端、升压器U7的2脚、有极电容C3的负极、有极电容C14的一端和三极管Q4的发射极，共端接地，熔断器F1的另一端与稳压二极管T4的负极相连，共端作为VDD电源输出端口(连接有VDD电源输出接头VDD)，电感L1的另一端分别接升压器U7的4脚、5脚、有极电容C3的正极、电容C14的一端和PMOS管U1A的漏极，共端作为升压电路供电电压检测的检测点VEE(连接有升压电路供电电压检测接头VEE)，PMOS管U1A的源极分别接电阻R8的一端、二极管D7的负极和PMOS管U1B的源极，共端VFF与电源自动切换电路中PMOS管U8B的漏极、二极管D5的正极的共端相连，电阻R8的另一端分别接PMOS管U1A的栅极和三极管Q4的集电极，二极管D7的正极分别接电阻R29的一端和PMOS管U1B的栅极，共端PWR_5V与锂电池充电管理电路中二极管D2的正极、5V电源端口P9的1脚、放电管T7的共端相连，PMOS管U1B的漏极作为传感器电源供电端(连接有系统供电接口PSW)，三极管Q4的基极与电阻R5的一端相连，电阻R5的另一端通过接头VDDEN与数据处理模块中芯片U4的14脚相连。本专利技术具有以下有益的技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能无线粮情检测分机，包括分机壳体和装在壳体内的电路板，电路板上装有控制电路，其特征在于，所述的控制电路包括:智能供电模块：用于提供3.3V或者5V工作电源；传感器接口模块：包括温湿度传感器接口和粮温传感器接口，用于连接温湿度传感器和粮温传感器，为分机提供仓温仓湿数据和粮温数据；通信模块：用于完成接收主机命令和上传采集到的温湿度数据以及粮温数据；电源电压检测模块：用于电路供电电压检测和输出电压检测；数据处理模块：用于粮温采集数据处理、仓温仓湿检测数据处理、锂电池充电检测、检测分机系统电源监测；所述的数据处理模块分别与智能供电模块、传感器接口模块、通信模块和电源电压检测模块相连。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能无线粮情检测分机，包括分机壳体和装在壳体内的电路板，电路板上装有控制电路，其特征在于，所述的控制电路包括:智能供电模块：用于提供3.3V或者5V工作电源；传感器接口模块：包括温湿度传感器接口和粮温传感器接口，用于连接温湿度传感器和粮温传感器，为分机提供仓温仓湿数据和粮温数据；通信模块：用于完成接收主机命令和上传采集到的温湿度数据以及粮温数据；电源电压检测模块：用于电路供电电压检测和输出电压检测；数据处理模块：用于粮温采集数据处理、仓温仓湿检测数据处理、锂电池充电检测、检测分机系统电源监测；所述的数据处理模块分别与智能供电模块、传感器接口模块、通信模块和电源电压检测模块相连。2.根据权利要求1所述的太阳能无线粮情检测分机，其特征在于，所述的智能供电模块包括分别与数据处理模块相连的锂电池充电管理电路、电源自动切换电路和传感器工作电源电路。3.根据权利要求2所述的太阳能无线粮情检测分机，其特征在于，所述的锂电池充电管理电路包括充电管理器U3，充电管理器U3的1脚分别接太阳能电池端口P2的2脚、5V电源端口P9的2脚、放电管T7的一端、放电管T1的一端、有极电容C1的负极、充电管理器U3的3脚、电阻R12的一端、有极电容C6的负极和3.7V锂电池端口的2脚，共端接地，充电管理器U3的2脚与电阻R12的另一端相连，电管理器U3的4脚分别接二极管D2的负极、二极管D1的负极和有极电容C1的正极，共端连接有电源输出接头SDC，二极管D2的正极分别与5V电源端口P9的1脚、放电管T7的另一端相连，作为5V电源供电输出端，二极管D1的正极分别接太阳能电池端口P2的1脚和放电管T1的另一端，作为太阳能电池供电输出端，充电管理器U3的5脚分别接充电管理器U3的8脚、有极电容C6的正极和3.7V锂电池端口的1脚，作为3.7V锂电池供电输出端，充电管理器U3的6脚与数据处理模块中芯片U4的2脚相连，充电管理器U3的7脚与数据处理模块中芯片U4的3脚相连；所述电源自动切换电路包括三端稳压器U2、PMOS管U8A、U8B和三极管Q1、Q8，三端稳压器U2的2脚分别接有极电容C2的正极、PMOS管U8B的源极、二极管D5的负极、三极管Q1的发射极、电阻R35的一端和PMOS管U8A的源极，共端作为VCC电源输出端口，有极电容C2的负极分别接有极电容C7的负极、三端稳压器U2的1脚、电阻R37的一端、三极管Q8的发射极、电阻R34的一端，共端接地，PMOS管U8B的漏极与二极管D5的正极相连，PMOS管U8B的栅极分别接三极管Q1的集电极和电阻R37的另一端，三极管Q1的基极经电阻R38分别接三极管Q8的集电极和电阻R36的一端，电阻R36的另一端分别接电阻R35的另一端和PMOS管U8A的栅极，PMOS管U8A的漏极分别接可控精密稳压源Q2的阴极和电阻R42的一端，共端与锂电池充电管理电路中电管理器U3的4脚相连，可控精密稳压源Q2的阳极分别接电阻R41的一端、电阻R34的另一端和电阻R43的一端，电阻R43的另一端分别接电阻R42的另一端和可控精密稳压源Q2的参考极，电阻R41的另一端与三极管Q8的基极，三端稳压器U2的3脚与有极电容C7的正极相连，共端作为3.3V电源输出端VCC3.3V；所述传感器工作电源电路包括升压器U7、PMOS管U1A、U1B，升压器U7的1脚分别接二极管D3的正极和电感L1的一端，二极管D3的负极分别接电阻R2的一端、有极电容C15的正极、电容C21的一端和熔断器F1的一端，电阻R2的另一端分别接升压器U7的3脚和电阻R3的一端，电阻R3的另一端分别接稳压二极管T4的正极、电容C21的另一端、有极电容C15的负极、电阻R1的一端、升压器U7的2脚、有极电容C3的负极、有极电容C14的一端和三极管Q4的发射极，共端接地，熔断器F1的另一端与稳压二极管T4的负极相连，共端作为VDD电源输出端口，电感L1的另一端分别接升压器U7的4脚、5脚、有极电容C3的正极、电容C14的一端和PMOS管U1A的漏极，共端作为升压电路供电电压检测的检测点VEE，PMOS管U1A的源极分别接电阻R8的一端、二极管D7的负极和PMOS管U1B的源极，共端VFF与电源自动切换电路中PMOS管U8B的漏极、二极管D5的正极的共端相连，电阻R8的另一端分别接PMOS管U1A的栅极和三极管Q4的集电极，二极管D7的正极分别接电阻R29的一端和PMOS管U1B的栅极，共端PWR_5V与锂电池充电管理电路中二极管D2的正极、5V电源端口P9的1脚、放电管T7的共端相连，PMOS管U1B的漏极作为传感器电源供电端(连接有系统供电接口PSW)，三极管Q4的基极与电阻R5的一端相连，电阻R5的另一端通过接头VDDEN与数据处理模块中芯片U4的14脚相连。4.根据权利要求3所述的太阳能无线粮情检测分机，其特征在于，所述的数据处理模块包括芯片U4，芯片U4的1脚与电容C13的一端相连，共端与智能供电模块的3.3V电源输出端VCC3.3V相连，电容C13的另一端接地，芯片U4的7脚分别接电阻R14的一端和电容C8的一端，电容C8的另一端接地，电阻R14的另一端与智能供电模块的3.3V电源输出端VCC3.3V相连，芯片U4的13脚分别与芯片U4的19脚、64脚、48脚、32脚、电容C9的一端、电容C10的一端、电容C11的一端和电容C12的一端相连，共端与智能供电模块的3.3V电源输出端VCC3.3V相连，电容C9的另一端分别接电容C10的另一端、电容C11的另一端和电容C12的另一端，共端接地，芯片U4的60脚分别接电阻R20的一端和三极管Q5的集电极，电阻R20的另一端接地，三极管Q5的发射极分别接电阻R23的一端和端口P1的1脚，共端与智能供电模块的3.3V电源输出端VCC3.3V相连，电阻R23的另一端分别接三极管Q5的基极和电阻R22的一端，电阻R22的另一端与端口P1的5脚相连，端口P1的2脚与芯片U4的42脚相连，端口P1的3脚与芯片U4的43脚相连，端口P1的4接地，端口P1的7脚与芯片U4的49脚相连，端口P1的8脚与芯片U4的46脚相连，芯片U4的5脚分别接晶振M2的一端和电容C16的一端，电容C16的另一端与电容C17的一端相连，共端接地，电容C17的另一端分别接晶振M2的另一端和芯片U4的6脚；芯片U4的27脚经电阻R39接三极管Q9的基极，三极管Q9的发射极接地，集电极与传感器接口模块相连，芯片U4的57脚经电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志民，刘文敬，朱鹏飞，
申请(专利权)人：郑州源创智控有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41