一种基于单相光伏发电装置的水体增氧系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种基于单相光伏发电装置的水体增氧系统，其主要技术特点是：包括主控制装置和遥控装置，主控制装置包括单片机、太阳能电池组、DC/DC变换器、蓄电池充放电器、蓄电池、驱动电路和无线遥控模块；太阳能电池组连接到DC/DC变换器上，该DC/DC变换器与蓄电池充放电器相连接，该蓄电池充放电器与直流潜水泵、pH调节装置及蓄电池相连接；单片机与溶解氧传感器、pH值传感器相连接实时监测水体参数，单片机通过驱动电路相连接并驱动直流潜水泵和pH值控制器工作。本实用新型专利技术以太阳能为主、蓄电池为辅的供电方式，自动检测和实时控制养殖水池的溶氧量、pH值等，使系统工作处于最优状态，增强了水体的自净能力，节约了电能，增加了产量。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于新能源应用
，尤其是一种基于单相光伏发电装置的水体增氧系统。
技术介绍
近年来，环境污染造成水体溶解氧减少、富营养化，河流、湖泊发生大面积水质变坏、蓝藻爆发多有发生，尤其是封闭水域，如鱼池、风景点水池等水质恶化更甚。据统计，2009年中国池塘养殖面积有214.47万hm2，产量达到1459.45万吨，占淡水养殖的70.4％。高密度、高产量、集约化是目前池塘水产养殖的主要方式。在这种高密度的池塘养殖环境中，水体处于相对封闭状态，养殖生物密度高，耗氧量大，极易造成水体的富营养化，导致产量下降。因此，如何最大限度地快速提高水体中的溶解氧含量，对污染水体的净化至关重要。目前常用的增氧净化装置主要有深层曝气增氧净化装置和叶轮式水循环增氧净化装置。其中，深层曝气增氧净化装置局部充氧效果好，但结构复杂，效率低；叶轮式水循环增氧净化装置使用时必须通过电缆输送电力，成本高。因此，难以满足实际需要。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种性能稳定、成本低廉且节能环保的基于单相光伏发电装置的水体增氧系统。本技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：一种基于单相光伏发电装置的水体增氧系统，包括主控制装置和遥控装置，所述主控制装置包括单片机、太阳能电池组、DC/DC变换器、蓄电池充放电器、蓄电池、驱动电路、无线遥控模块、直流潜水泵和pH调节装置；所述太阳能电池组连接到单片机上为主控制装置的各个模块供电，太阳能电池组还连接到DC/DC变换器上，该DC/DC变换器与蓄电池充放电器相连接，该蓄电池充放电器与直流潜水泵、pH调节装置及蓄电池相连接；单片机与溶解氧传感器、pH值传感器相连接实时监测水体参数，单片机通过驱动电路相连接并驱动直流潜水泵和pH值控制器工作；单片机通过无线遥控模块与遥控装置通过无线射频方式进行通信。而且，所述单片机通过电流电压检测电路与太阳能电池组相连接，电流电压检测电路对太阳能电池组输出电流和电压进行检测并将检测结果传给单片机，单片机对检测结果进行处理并切换太阳能电池和蓄电池供电方式。而且，所述电流电压检测电路采用电源监视模块LTC4151。而且，所述驱动电路采用TC4422芯片，其输入端与单片机的PWM输出端相连接。而且，所述无线遥控模块采用RF905芯片。而且，所述单片机采用ATMEGA128芯片。而且，所述遥控装置包括单片机、键盘、电源、液晶显示屏、RS232模块和RF无线遥控模块，单片机分别与键盘、电源、液晶显示屏、RS232模块和RF无线遥控模块相连接，所述单片机与RF无线遥控模块相连接并通过无线射频方式与主控制装置进行通信，所述单片机通过RS232模块与上位机相连接完成实时数据曲线显示和存储功能。而且，所述单片机采用ATMEGA128芯片，所述液晶显示屏采用LCD12864R模块；所述RF无线遥控模块采用RF905芯片。本技术的优点和积极效果是：1、本技术采用太阳能为主、蓄电池为辅的供电方式，选用单片机自动检测和实时控制养殖水池的溶氧量、pH值等，通过太阳能光电转换、蓄电池储能方式，为系统提供稳定的电力供应，实现连续驱动潜水泵，高效、低能耗地实现湖泊、鱼池和风景点水池等增氧及水质净化功能，与传统的鱼池增氧方式相比，其充分利用了太阳的清洁能源，不仅节约了能源，而且降低了成本，对于实现封闭水体活性循环、防止富营养化、提高水产养殖水平有着现实的意义。2、本技术通过单片机电路能够根据光照情况自动进行电源切换，实现供电储能的统一，保证系统连续稳定运转，并且通过遥控装置进行远程监控，实现了系统的自动化和智能化。3、本技术通过遥控装置实现了对封闭水体温度、溶氧量、pH值等的实时信息监控功能，使养鱼池中环境因子可长期稳定在适宜生长的条件下，系统工作处于最优状态，增强了水体的自净能力，节约了电能，增加了产量。附图说明图1是本技术的主控装置的电路框图；图2是本技术的电流电压检测电路图；图3是本技术的MOSFET驱动电路图；图4是本技术的遥控装置的电路框图。具体实施方式以下结合附图对本技术实施例做进一步详述：一种基于单相光伏发电装置的水体增氧系统，包括主控制装置和遥控装置两部分。所述主控制装置以单片机为控制核心连续驱动潜水泵，高效、低能耗地实现封闭水体的增氧，并且实时监控净化水体的溶氧量、pH值、温度、亚硝酸盐等参数。所述遥控装置通过无线射频方式与主控制装置进行通讯，实现了水体参数的监测，数据的保存及传输等功能。如图1所示，主控制装置包括单片机、太阳能电池组、DC/DC变换器、蓄电池充放电器、蓄电池、驱动电路、无线遥控模块。主控制装置以太阳能电池组为主电源，太阳能电池组连接到单片机上为主控制装置的各个模块供电，同时太阳能电池组还连接到DC/DC变换器上，该DC/DC变换器与蓄电池充放电器为蓄电池充电，该蓄电池充放电器与直流潜水泵和pH调节装置相连接为其供电。单片机分别与溶解氧传感器、pH值传感器相连接实时监测水体参数，单片机通过驱动电路相连接并驱动直流潜水泵和pH值控制器工作，单片机连接无线遥控模块接收遥控装置的遥控命令实现对主控制装置的遥控功能。在本实施例中，单片机采用AVRATMEGA128芯片，其通过电流电压检测电路与太阳能电池组相连接，电流电压检测电路对太阳能电池组输出电流和电压进行检测并将检测结果传给单片机。电流电压检测电路采用电源监视模块LTC4151，如图2所示。由于太阳能电池输出功率受环境影响而变化，难以跟踪其最大功率点，因此利用LTC4151内部12位ADC可以连续测量高压侧电流和输入电压，较好地实现参数采集的实时性，给系统提供较为及时的功率。单片机通过对最大功率点跟踪，实现太阳能电池的最大功率输出，同时对太阳能电池的电压进行检测，当光照逐渐减弱时，太阳能电池的电压下降并低于蓄电池电压时，切换为蓄电池对直流潜水泵供电；反之，太阳能电池的电压回升并升高到一定电压值时，自动转换为太阳能电池组供电，实现直流潜水泵的供电和蓄电池的充电。与单片机相连接的驱动电路采用TC4422芯片，其输入端与ATMEGA128的PWM输出端相连，输出端连接10Ω电阻与MOSFET的栅极连接并驱动，如图3所示。由于主控制装置在水中工作，需要遥控设备实时监控系统，在本实施例中，选用RF905芯片作为RF本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于单相光伏发电装置的水体增氧系统，其特征在于：包括主控制装置和遥控装置，所述主控制装置包括单片机、太阳能电池组、DC/DC变换器、蓄电池充放电器、蓄电池、驱动电路、无线遥控模块、直流潜水泵和pH调节装置；所述太阳能电池组连接到单片机上为主控制装置的各个模块供电，太阳能电池组还连接到DC/DC变换器上，该DC/DC变换器与蓄电池充放电器相连接，该蓄电池充放电器与直流潜水泵、pH调节装置及蓄电池相连接；单片机与溶解氧传感器、pH值传感器相连接实时监测水体参数，单片机通过驱动电路相连接并驱动直流潜水泵和pH值控制器工作；单片机通过无线遥控模块与遥控装置通过无线射频方式进行通信。

【技术特征摘要】
1.一种基于单相光伏发电装置的水体增氧系统，其特征在于：包括主控制
装置和遥控装置，所述主控制装置包括单片机、太阳能电池组、DC/DC变换器、
蓄电池充放电器、蓄电池、驱动电路、无线遥控模块、直流潜水泵和pH调节装
置；所述太阳能电池组连接到单片机上为主控制装置的各个模块供电，太阳能
电池组还连接到DC/DC变换器上，该DC/DC变换器与蓄电池充放电器相连接，
该蓄电池充放电器与直流潜水泵、pH调节装置及蓄电池相连接；单片机与溶解
氧传感器、pH值传感器相连接实时监测水体参数，单片机通过驱动电路相连接
并驱动直流潜水泵和pH值控制器工作；单片机通过无线遥控模块与遥控装置通
过无线射频方式进行通信。
2.根据权利要求1所述的一种基于单相光伏发电装置的水体增氧系统，其
特征在于：所述单片机通过电流电压检测电路与太阳能电池组相连接，电流电
压检测电路对太阳能电池组输出电流和电压进行检测并将检测结果传给单片
机，单片机对检测结果进行处理并切换太阳能电池和蓄电池供电方式。
3.根据权利要求2所述的一种基于单相光伏发电装置的水体增氧系统，其
特征在于：所述电流电压检测电路采用电源监视模块LTC4151。
4....

【专利技术属性】
技术研发人员：游国栋，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：新型
国别省市：天津;12