[发明专利]面向农业物联网测控节点的光伏电源管理单元

说明书

技术领域

本发明涉及光伏电池管理单元领域，具体为一种面向农业物联网测控节点的光伏电源管理单元。

背景技术

农业物联网是当今世界农业发展的新潮流， 是由信息技术支持的根据空间变异， 定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统。其基本涵义是根据作物生长的性状，调节对作物的投入，确定农作物的生产目标，进行定位的“系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理”，以最少的或最节省的投入达到同等收入或更高的收入，并改善环境， 高效地利用各类农业资源，可以说是物联网技术是与农业生产全面结合的一种新型农业，它将农业带入数字和信息时代，是21 世纪农业的重要发展方向。

传感器网络是物联网的核心部分，传感器网络由分散在农田各地的传感器节点构成，每个节点的供电方式分为有线供电和自供电两种。有线供电方式不仅需要架设供电线，增加了供电网络成本，纵横交错的供电线也会影响农业生产。而能源自供主要依靠太阳能为节点提供能源，不仅降低供电成本，也不影响农业生产。但是在供电过程中需要考虑电池的状况，即，既不能使电池过冲，也不能使电池过放，以影响电池的供电性能和电池寿命。这就需要构建光伏电源管理系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种面向农业物联网测控节点的光伏电源管理单元，以实现农业物联网中光伏电源的管理。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

面向农业物联网测控节点的光伏电源管理单元，其特征在于：包括MC9S12XS128最小系统，以及分别接入MC9S12XS128最小系统的电压采集电路、电流采集电路、温度采集电路、光伏充电电路；

所述MC9S12XS128最小系统由型号为MC9S12XS128的单片机U1构成，单片机U1的VRH引脚与VRL引脚之间接有电容C7，单片机U1上接入有复位电路、AD转换参考电路、时钟电路、插座接口电路、滤波电路、电量显示电路；

所述电压采集电路包括型号为LTC6803-4的电压采集芯片U4，电压采集芯片U4的V+引脚与C12引脚之间接入由电阻R10与电阻R13构成的并联支路一的一个并联端，并联支路一另一个并联端通过电感L1接入光伏电源一路电压信号，并联支路一另一个并联端还连接有由二极管D2、D3、D4构成的并联支路二的一个并联端，并联支路二的另一个并联端通过电容C12与电压采集芯片U4的C12引脚连接，并联支路二的另一个并联端与电容C12之间还接入光伏电源的另一路电压信号，电压采集芯片U4的A0-A3引脚、GPIO1-GPIO2引脚、VOS引脚、NC引脚、V-引脚共接后接地，电压采集芯片U4的VTEMP2引脚通过依次串接的电阻R18、电容C14接地，电压采集芯片U4的VREF引脚接入电阻R18、电容C14之间，电压采集芯片U4的WDTB引脚通过依次串接的电阻R17、电容C13接地，电压采集芯片U4的VREG引脚接入电阻R17、电容C13之间，电压采集芯片U4的SDO引脚通过电阻R16接入电阻R17、电容C13之间，电压采集芯片U4的CSBI引脚通过电阻R11与一个型号为ADuM1401的隔离芯片U3的VOA引脚连接，电压采集芯片U4的SDO引脚通过电阻R12与隔离芯片U3的VID引脚连接、电压采集芯片U4的SDI引脚通过电阻R14与隔离芯片U3的VOB引脚连接，电压采集芯片U4的SCKI引脚通过电阻R15与隔离芯片U3的VOC引脚连接，隔离芯片U3的VE2引脚接入电阻R17、电容C13之间，隔离芯片U3的GND2引脚接地，隔离芯片U3的VDD1引脚接入电压VCC_5，隔离芯片U3的GND1引脚接地，隔离芯片U3的VIA、VIB、VIC分别接入单片机U1，隔离芯片U3的VOD引脚接入一个二极管D1的阴极，二极管D1的阳极接入单片机U1，隔离芯片U3的VE1引脚接入电压VCC_5；