基于风光互补的土壤墒情监测系统供能技术方案

一种用于土壤墒情传感器的供能系统，针对传统土壤墒情传感器供能系统充电难、电池循环使用寿命短以及安全性低的问题，发明专利技术了一种供电系统。该系统利用风光互补特性供能，采用超级电容和锂电池组成两级能量存储。直流母线有电压输出时，选择直流母线电压输出作为输入电压，同时给超级电容充电；当直流母线电压无输出时，选择超级电容输出作为输入电压；当直流母线和超级电容均无输出时，且锂电池荷电状态大于等于20％时选择锂电池输出作为输入电压。供电系统通过估计电池SOC和SOH保证充电控制电路和放电控制电路的安全性和可靠性。本发明专利技术较好地解决了土壤墒情传感器供能系统充电难、电池的循环使用寿命短以及安全性低的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于风光互补的土壤墒情监测系统供能
本专利技术涉及的是土壤墒情传感器领域，更具体地，涉及一种以太阳能和风能为能量来源，以超级电容为前级储能并结合锂电池作为后备供能的供电系统。
技术介绍
在土壤墒情传感器领域中，市场上广泛应用的土壤水分传感器大多是以探针式为主，该类传感器只能测土壤表层水分，且探针要与土壤直接接触，需要人工辅助进行测量。随着自动化水平和无线网络通信的提高，以及在偏远农业区域能源供应困难等问题，围绕着土壤墒情传感器系统的低功耗、能量来源的便捷性、长久性和稳定性问题，土壤墒情传感器系统的开发也越来越智能，其中智能管式土壤水分传感器装置技术就逐渐开始出现。智能管式土壤水分传感器装置一般应用于偏远的农业地域，那里地域较广，直接用市电为土壤墒情传感器系统供电十分困难，供电线路铺设难度大，而且耗费人力和物力。而采用电池供电时，由于电池储存能量的局限性，因此需要定期通过人力对电池进行取出充电或更换电池，这样就大大增加了系统的维护成本，对于需要大量土壤墒情传感器系统的广阔区域更加困难。因此，怎样通过土壤墒情传感器系统所应用的区域环境中取得能源并加以有效地处理和应用，为整个土壤墒情传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于土壤墒情传感器的供能系统，所述供能系统包括时间上互补的风光能量采集部分(1)、超级电容(2)、继电器模块I(3)、继电器模块II(4)、继电器模块III(5)、以LTC4070芯片为核心的充电控制电路(6)、1500mA，输出电压为3.7V的锂电池(7)、以CN301芯片和与门为核心的放电控制电路(8)、电池电压电流检测、电池SOC和SOH状态估计(9)、DC/DC变换稳压电路(10)，其特征在于太阳能电池板和风力发电机采集自然环境能量，作为土壤墒情传感器系统的所有能量来源。太阳能或风能充足时，继电器模块I(3)选择直流母线电压输出作为DC/DC变换稳压电路输入电压(10)且对超级电容...

【技术特征摘要】
1.一种用于土壤墒情传感器的供能系统，所述供能系统包括时间上互补的风光能量采集部分(1)、超级电容(2)、继电器模块I(3)、继电器模块II(4)、继电器模块III(5)、以LTC4070芯片为核心的充电控制电路(6)、1500mA，输出电压为3.7V的锂电池(7)、以CN301芯片和与门为核心的放电控制电路(8)、电池电压电流检测、电池SOC和SOH状态估计(9)、DC/DC变换稳压电路(10)，其特征在于太阳能电池板和风力发电机采集自然环境能量，作为土壤墒情传感器系统的所有能量来源。太阳能或风能充足时，继电器模块I(3)选择直流母线电压输出作为DC/DC变换稳压电路输入电压(10)且对超级电容(2)进行充电，同时充电控制电路(6)判断锂电池(7)荷电状态是否小于20％，小于时，直接选择直流母线输出电压通过充电控制电路(6)对锂电池(7)进行充电；不小于时，充电控制电路(6)不对锂电池(7)进行充电。太阳能和风能同时不足或没有而产生无法为DC/DC变换稳压电路(10)提供足够的电压或功率时，继电器模块I(3)断开，继电器模块II(4)切换到超级电容(2)的输出电压作为DC/DC变换稳压电路(10)的输入电压。太阳能和风能同时不足且超级电容(2)储存能量都无法为DC/DC变换稳压电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘庭龙，刘慧，沈艳霞，吴定会，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32