一种新型的低功耗太阳能气象站制造技术

本实用新型专利技术公开了一种新型的低功耗太阳能气象站，包括百叶箱，百叶箱的内部安装有温湿度传感器和大气压传感器，百叶箱的顶部安装有太阳能板和光照强度传感器，百叶箱的底部设置有若干支脚,百叶箱安装有NB_IOT模块、环境检测单元和太阳能供电单元，NB_IOT模块集成了控制单元和通信单元，通信单元、环境检测单元和太阳能供电单元均与控制单元电连接,其中控制单元用于控制整个气象站,通信单元用于与其他设备建立通信连接,太阳能供电单元为气象站供电,环境检测单元用于检测环境的数据，NB_IOT模块集成了控制单元和通信单元，节省了控制芯片,且功耗低,覆盖范围广，信号强度高,能同时与多个设备建立通信连接，能有效地降低气象站的功耗。

【技术实现步骤摘要】
一种新型的低功耗太阳能气象站
本技术涉及一种太阳能气象站，特别是一种新型的低功耗太阳能气象站。
技术介绍
室外气象站长时间工作,需要消耗大量的电能,所以越来越多的室外气象站采用太阳能供电，但是一般的室外气象站的功耗都是比较高的，如果用太阳能供电，续航能力不强,另外,由于室外气象站的太阳能板常采用PWM控制器,充电转换效率低。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术提供一种充电转换效率高的新型的低功耗太阳能气象站。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型的低功耗太阳能气象站，包括百叶箱，所述百叶箱的内部安装有温湿度传感器和大气压传感器，所述百叶箱的顶部安装有太阳能板和光照强度传感器，所述光照强度传感器为半球状，所述百叶箱的底部设置有若干支脚,所述百叶箱安装有NB_IOT模块、环境检测单元和太阳能供电单元，所述NB_IOT模块集成了控制单元和通信单元，所述通信单元、环境检测单元和太阳能供电单元均与所述控制单元电连接。所述环境检测单元包括所述温湿度传感器、大气压传感器和光照强度传感器。所述太阳能供电单元包括MPPT控制器和所述太阳能板,所述MPPT控制器与所述太阳能板电连接。所述MPPT控制器包括半桥驱动器U10、二极管D27、电容C20、电阻R2、电阻R3、MOS管Q1、MOS管Q2、电感L2、电容CT1和供电电池，所述半桥驱动器U10的型号是IR2103，所述半桥驱动器U10的1引脚和二极管D27的正极接作为驱动电源的输入端，所述半桥驱动器U10的2引脚接所述控制单元的第一个PWM脉冲信号输出端，所述半桥驱动器U10的3引脚接所述控制单元的第二个PWM脉冲信号输出端，所述半桥驱动器U10的4引脚接地，所述半桥驱动器U10的5引脚分两路，一路接所述二极管D27的负极，另一路接所述电容C20的一端，所述半桥驱动器U10的6引脚通过所述电阻R2接所述MOS管Q1的栅极，所述半桥驱动器U10的7引脚分两路，一路接所述MOS管Q1的源极，另一路接所述MOS管Q2的漏极，所述半桥驱动器U10的8引脚通过所述电阻R3接所述MOS管Q2的栅极，所述MOS管Q1的漏极接所述太阳能板11的输出端，所述电容C20的另一端接所述半桥驱动器U10的7引脚和MOS管Q1的源极之间的节点，所述电感L2的一端接所述MOS管Q1的源极和MOS管Q2的漏极之间的节点，所述电容CT1的一端分两路，一路接所述电感L2的另一端，另一路接所述供电电池的正极，所述电容CT1的另一端接地，所述MOS管Q2的源极接地。本用新型的有益效果是：本用新型的控制单元用于控制整个气象站,通信单元用于与其他设备建立通信连接,太阳能供电单元为气象站供电,环境检测单元用于检测环境的数据，NB_IOT模块集成了控制单元和通信单元，节省了控制芯片,且功耗低,覆盖范围广，信号强度高,能同时与多个设备建立通信连接，能有效地降低气象站的功耗。附图说明下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。图1是本技术的系统框图；图2是本技术的结构示意图；图3是太阳能供电单元的电路原理图。具体实施方式参照图1至图3，一种新型的低功耗太阳能气象站，包括百叶箱1，所述百叶箱1的内部安装有温湿度传感器和大气压传感器，所述百叶箱1的顶部安装有太阳能板11和光照强度传感器12，所述光照强度传感器12为半球状(通过增大光照强度传感器12的感光面积,更准确地检测光照强度)，所述百叶箱1的底部设置有若干支脚13(比如焊接),所述百叶箱1安装有NB_IOT模块、环境检测单元和太阳能供电单元，所述NB_IOT模块集成了控制单元(选用STM32单片机)和通信单元，所述通信单元、环境检测单元和太阳能供电单元均与所述控制单元电连接,其中控制单元用于控制整个气象站,通信单元用于与其他设备建立通信连接,太阳能供电单元为气象站供电,环境检测单元用于检测环境的数据，所述NB_IOT模块集成了控制单元和通信单元，节省了控制芯片,且功耗低,覆盖范围广，信号强度高,能同时与多个设备建立通信连接，能有效地降低气象站的功耗,温湿度传感器用于检测温度和湿度，大气压传感器用于检测大气压的压强，光照强度传感器用于检测光照强度，结构比较简单,安装方便，不用拉线，待机能力长。所述环境检测单元包括所述温湿度传感器、大气压传感器和光照强度传感器12。所述太阳能供电单元包括MPPT控制器和所述太阳能板11,所述MPPT控制器与所述太阳能板11电连接，MPPT控制器与PWM控制器相比，实时监控太阳能板的发电电压，并追踪最高电压值和电流值，输出最高的电能以最高的效率对供电电池充电,能提高充电转换效率。所述MPPT控制器包括半桥驱动器U10、二极管D27、电容C20、电阻R2、电阻R3、MOS管Q1、MOS管Q2、电感L2、电容CT1和供电电池，所述半桥驱动器U10的型号是IR2103，所述半桥驱动器U10的1引脚和二极管D27的正极接作为驱动电源的输入端，所述半桥驱动器U10的2引脚接所述控制单元的第一个PWM脉冲信号输出端，所述半桥驱动器U10的3引脚接所述控制单元的第二个PWM脉冲信号输出端，所述半桥驱动器U10的4引脚接地，所述半桥驱动器U10的5引脚分两路，一路接所述二极管D27的负极，另一路接所述电容C20的一端，所述半桥驱动器U10的6引脚通过所述电阻R2接所述MOS管Q1的栅极，所述半桥驱动器U10的7引脚分两路，一路接所述MOS管Q1的源极，另一路接所述MOS管Q2的漏极，所述半桥驱动器U10的8引脚通过所述电阻R3接所述MOS管Q2的栅极，所述MOS管Q1的漏极接所述太阳能板11的输出端，所述电容C20的另一端接所述半桥驱动器U10的7引脚和MOS管Q1的源极之间的节点，所述电感L2的一端接所述MOS管Q1的源极和MOS管Q2的漏极之间的节点，所述电容CT1的一端分两路，一路接所述电感L2的另一端，另一路接所述供电电池的正极，所述电容CT1的另一端接地，所述MOS管Q2的源极接地，其中MOS管Q1和MOS管Q2自带有寄生二极管，电容C20为自举电容，MOS管Q2为电容C20充电，以确保在MOS管Q2关闭、MOS管Q21导通时，MOS管Q21管的栅极靠电容C20上足够的储能来驱动，控制单元会根据不同的供电电池类型设置参数，按照特定的充电曲线控制供电电池充电，当电池类型设定为锂电池时，整个充电过程可分为三个阶段：恒流充电阶段，恒压充电阶段和浮充阶段。恒流充电阶段：电池电压尚未充满到设定值，控制单元将会按照最大功率点给电池充电，但电流不会超过设置的最大充电电流，随着恒流充电过程的进行，电池电压会慢慢升高。恒压充电阶段：在达到恒压充电压时，控制单元会将充电的电压钳住在设定的恒压电压，随着充电过程的继续，充电电流会慢慢的变小。当减小到0.01C时，会结束恒压充电阶段。(如电池是1000mAh的容量，1C就是充电电流1000mA。)浮充电阶段：此时电池已经不需要更多电量，但控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型的低功耗太阳能气象站，包括百叶箱（1），所述百叶箱（1）的内部安装有温湿度传感器和大气压传感器，所述百叶箱（1）的顶部安装有太阳能板（11）和光照强度传感器（12），所述光照强度传感器（12）为半球状，所述百叶箱（1）的底部设置有若干支脚（13）,其特征在于所述百叶箱（1）安装有NB_IOT模块、环境检测单元和太阳能供电单元，所述NB_IOT模块集成了控制单元和通信单元，所述通信单元、环境检测单元和太阳能供电单元均与所述控制单元电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型的低功耗太阳能气象站，包括百叶箱（1），所述百叶箱（1）的内部安装有温湿度传感器和大气压传感器，所述百叶箱（1）的顶部安装有太阳能板（11）和光照强度传感器（12），所述光照强度传感器（12）为半球状，所述百叶箱（1）的底部设置有若干支脚（13）,其特征在于所述百叶箱（1）安装有NB_IOT模块、环境检测单元和太阳能供电单元，所述NB_IOT模块集成了控制单元和通信单元，所述通信单元、环境检测单元和太阳能供电单元均与所述控制单元电连接。


2.根据权利要求1所述的新型的低功耗太阳能气象站，其特征在于所述环境检测单元包括所述温湿度传感器、大气压传感器和光照强度传感器（12）。


3.根据权利要求2所述的新型的低功耗太阳能气象站，其特征在于所述太阳能供电单元包括MPPT控制器和所述太阳能板（11）,所述MPPT控制器与所述太阳能板（11）电连接。


4.根据权利要求3所述的新型的低功耗太阳能气象站，其特征在于所述MPPT控制器包括半桥驱动器U10、二极管D27、电容C20、电阻R2、电阻R3、MOS管Q1、MOS管Q2、电感...

【专利技术属性】
技术研发人员：林伟深，潘锐佳，陈廉中，
申请(专利权)人：中山市中泰能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44