專利名稱：用于森林防火探測器的供電裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電源裝置，特別是涉及一種用于森林防火探測器的供電裝置。
背景技術：
目前國內無線傳感器網絡在森林防火領域逐步開始推廣應用，通過傳感器網絡中的節點探測器探測早期林區火險災害，再通過物聯網預警裝置互聯到預警中心，從而實現分布式的物聯網森林防火，其施工安裝方便，監控范圍廣，無電纜鋪設，使用安全，能夠全天24小時無人值守監控火災，目前森林防火探測器采用單一的大容量電池供電，其在林區監測使用壽命為3年左右，必然存在電池電量使用完，更換電池的維護情況，因此增加了工程運營維護成本，而能量有限是無線傳感器網絡明顯的不足，特別是在自然能量嚴重缺乏環境，如樹陰下和室內環境。因此本領域技術人員致力于開發一種能夠智能選取電源對用電器進行復合供電的用于森林防火探測器的供電裝置。
發明內容
有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠智能選取電源對用電器進行復合供電的用于森林防火探測器的供電裝置。為實現上述目的，本發明提供了一種用于森林防火探測器的供電裝置，包括電源管理電路；還包括太陽能電池、超級電容、可充電鋰電池和一次性鋰電池；所述太陽能電池的輸出端連接所述電源管理電路；所述太陽能電池輸出電能給所述電源管理電路；所述電源管理電路與所述超級電容連接；所述超級電容用于存儲電源管理電路分配的電源和輸出電能給所述電源管理電路；所述電源管理電路與所述可充電鋰電池連接；所述可充電鋰電池用于存儲電源管理電路分配的電源和輸出電能給所述電源管理電路；所述電源管理電路與所述一次性鋰電池連接；所述一次性鋰電池輸出電能給所述電源管理電路；
所述電源管理電路由并聯的P型MOS管、電源監控芯片和穩壓芯片組成；
所述P型MOS管的柵極與所述微處理器的信號輸出端連接；所述電源監控芯片的信號輸出端與所述微處理器的第一信號輸入端連接；所述穩壓芯片的電源輸出端與所述微處理器的電源輸入端連接。較佳的，所述太陽能電池的負極接公共地，所述太陽能電池的正極與第一電阻的一端串接；所述第一電阻的另一端分別與穩壓二極管的負極和第一肖特基二極管的正極連接；所述穩壓二極管的正極接公共地；所述第一肖特基二極管的負極連接所述超級電容的正極；所述超級電容的負極接公共地；第二電阻并聯到所述P型MOS管的柵極和源極兩端；所述P型MOS管的源極連接到所述第一肖特基二極管的負極；所述P型MOS管的柵極與所述微處理器的信號輸出端連接；所述P型MOS管的漏極串接到所述可充電鋰電池的正極；所述可充電鋰電池的負極接公共地；所述一次性鋰電池的負極接公共地；所述一次性鋰電池的正極串連到第二肖特基二極管的正極；所述第二肖特基二極管的負極與所述超級電容的正極連接；所述電源監控芯片的電源端和地端并聯有第一電容，所述電源監控芯片的電源端與所述超級電容的正極連接，所述電源監控芯片的地端接公共地，所述電源監控芯片的輸出端與所述微處理器連接；所述穩壓芯片的輸入端與使能端連接，所述穩壓芯片的輸入端與所述超級電容的正極連接，所述穩壓芯片的GND端和FB反饋端連接接入電路公共地端；所述穩壓芯片的電源輸出端和FB反饋端并聯有第二電容和第三電容，所述第二電容與所述第三電容并聯；所述穩壓芯片的電源輸出端與所述微處理器的電源輸入端連接。
較佳的，所述微處理器的第二信號輸入端連接溫度傳感器的信號輸出端；所述溫度傳感器將檢測到的溫度值傳送給所述微處理器。較佳的，所述太陽能電池由兩塊太陽能電池板并聯組成。較佳的，所述可充電鋰電池為鎳氫電池。較佳的，所述一次性鋰電池為高功率型鋰亞硫酰氯電池。本發明的有益效果是本發明由多種電源通過電源管理電路向負載供電，能夠根據實際情況選擇供電電源，使本發明具有可靠性高、穩定性高利用率高恢復性強的優點，實現了低自然能量環境下系統穩定工作，解決了野外用電器能量受限的問題。
圖I是本發明實施例一的原理框圖。圖2是本發明實施例一的電路圖。圖3是本發明實施例二的原理框圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明
實施例一如圖I、圖2所示，一種用于森林防火探測器的供電裝置，包括電源管理電路I ;還包括太陽能電池2、超級電容3、可充電鋰電池4和一次性鋰電池5 ;所述太陽能電池2的輸出端連接所述電源管理電路I ;所述太陽能電池2輸出電能給所述電源管理電路I ;所述電源管理電路I與所述超級電容3連接；所述超級電容3用于存儲電源管理電路I分配的電源和輸出電能給所述電源管理電路I ;所述電源管理電路I與所述可充電鋰電池4連接；所述可充電鋰電池4用于存儲電源管理電路I分配的電源和輸出電能給所述電源管理電路
I;所述電源管理電路I與所述一次性鋰電池5連接；所述一次性鋰電池5輸出電能給所述電源管理電路I ;所述電源管理電路I由并聯的P型MOS管Tl、電源監控芯片Ul和穩壓芯片U2組成；所述電源監控芯片Ul采用CA809電源監控芯片，所述穩壓芯片U2采用TPS780X芯片，所述P型MOS管Tl的柵極與所述微處理器6的信號輸出端連接；所述電源監控芯片Ul的信號輸出端VTout與所述微處理器6的第一信號輸入端連接；所述穩壓芯片U2的電源輸出端OUT與所述微處理器6的電源輸入端連接，所述微處理器6為森林防火探測器的處理器，所述森林防火探測器采用專利號為2010100420156的森林防火預警系統；所述微處理器6采用MSP430F1232型單片機實現。所述太陽能電池2的負極接公共地，所述太陽能電池2的正極與第一電阻Rl的一端串接；所述第一電阻Rl的另一端分別與穩壓二極管Dl的負極和第一肖特基二極管D2的正極連接；所述穩壓二極管Dl的正極接公共地；所述第一肖特基二極管D2的負極連接所述超級電容3的正極；所述超級電容3的負極接公共地；第二電阻R2并聯到所述P型MOS管Tl的柵極和源極兩端；所述P型MOS管Tl的源極連接到所述第一肖特基二極管D2的負極；所述P型MOS管Tl的柵極與所述微處理器6的信號輸出端連接；所述P型MOS管Tl的漏極串接到所述可充電鋰電池4的正極；所述可充電鋰電池4的負極接公共地；所述一次性鋰電池5的負極接公共地；所述一次性鋰電池5的正極串連到第二肖特基二極管D3的正極；所述第二肖特基二極管D3的負極與所述超級電容3的正極連接；所述電源監控芯片Ul的電源端和地端并聯有第一電容Cl，所述電源監控芯片Ul的電源端與所述超級電容3的正極連接，所述電源監控芯片Ul的地端接公共地，所述電源監控芯片Ul的輸出端VTout與所述微處理器6連接；所述穩壓芯片U2的輸入端IN與使能端EN連接，所述穩壓芯片U2的輸入端IN與所述超級電容3的正極連接，所述穩壓芯片U2的GND端和FB反饋端連接接入電路公共地端；所述穩壓芯片U2的電源輸出端OUT和FB反饋端并聯有第二電容C2和第三電容C3，所述第二電容C2與所述第三電容C3并聯；所述穩壓芯片U2的電源輸出端OUT與所述微處理器6的電源輸入端連接,穩壓芯片U2的電源輸出端OUT輸出持續穩定的3. 3V電源給用電器所述微處理器6的第二信號輸入端連接溫度傳感器7的信號輸出端；所述溫度傳感器7將檢測到的溫度值傳送給所述微處理器6。所述太陽能電池2由第一太陽能電池板BI、第二太陽能電池板B2并聯組成，本實施例采用工作電壓為6V、電池容量為90mAh的太陽能電池板；所述可充電鋰電池4為鎳氫電池，本實施例采用工作電壓為3. 6V、電池容量為65mAh的VARTA鎳氫電池；所述一次性鋰電池5為高功率型鋰亞硫酰氯電池。電源管理電路I監測太陽能電池2、超級電容3、可充電鋰電池4和一次性鋰電池5的電能使用情況并將信息傳給微處理器6，當太陽能電池2的電壓大于超級電容3的電壓時，太陽能電池直接向負載供電同時向超級電容3和可充電鋰電池4充電；當太陽能電池2的電壓值小于超級電容3的電壓時，超級電容3直接向負載供電；當太陽能電池2和超級電容3均無電能輸出時，可充電鋰電池4直接向負載供電；當太陽能電池2、超級電容3和可充電鋰電池4均無電能輸出時,一次性鋰電池5直接向負載供電；當微處理器6通過溫度傳感器7檢測到溫度值為氣溫零攝氏度及以下時，微處理器6通過信號輸出端輸出電平信號給P型MOS管Tl，微處理器6控制可充電鋰電池4停止充電。實施例二 如圖3所示，本實施例的結構與實施例一基本相同，所不同的是電源管理電路I的電源輸出端連接森林防火探測器的通信模塊8，電源管理電路向通信模塊8輸出電能，電源管理電路I的電源輸出端連接森林防火探測器的火焰檢測傳感器9，電源管理電路向火焰檢測傳感器9輸出電能，當無需火焰檢測的情況下，如探測器儲存、運輸過程或長期處于雨季，可通過防火探測器管理基站無線通信配置，使微處理器6發送信號給電源管理電路1，電源管理電路I停止向火焰檢測傳感器9供電，這樣做節約了部分電能，延長了產品電源使用壽命。以上詳細描述了本發明的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術人員無需創造性勞動就可以根據本發明的構思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域中技術人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護范圍內。
權利要求
1.一種用于森林防火探測器的供電裝置，包括電源管理電路(I);其特征在于還包括太陽能電池(2 )、超級電容(3 )、可充電鋰電池(4 )和一次性鋰電池(5 );所述太陽能電池(2 )的輸出端連接所述電源管理電路(I);所述太陽能電池(2)輸出電能給所述電源管理電路(I);所述電源管理電路(I)與所述超級電容(3)連接；所述超級電容(3)用于存儲電源管理電路(I)分配的電源和輸出電能給所述電源管理電路(I);所述電源管理電路(I)與所述可充電鋰電池(4 )連接；所述可充電鋰電池(4 )用于存儲電源管理電路(I)分配的電源和輸出電能給所述電源管理電路(I);所述電源管理電路(I)與所述一次性鋰電池(5 )連接；所述一次性鋰電池(5)輸出電能給所述電源管理電路(I); 所述電源管理電路(I)由并聯的P型MOS管(Tl)、電源監控芯片(Ul)和穩壓芯片(U2)組成； 所述P型MOS管(Tl)的柵極與所述微處理器(6)的信號輸出端連接；所述電源監控芯片(Ul)的信號輸出端(VTout)與所述微處理器(6)的第一信號輸入端連接；所述穩壓芯片(U2)的電源輸出端(OUT)與所述微處理器(6)的電源輸入端連接。
2.如權利要求I所述的用于森林防火探測器的供電裝置，其特征在于所述太陽能電池(2)的負極接公共地，所述太陽能電池(2)的正極與第一電阻(Rl)的一端串接；所述第一電阻(Rl)的另一端分別與穩壓二極管(Dl)的負極和第一肖特基二極管(D2)的正極連接；所述穩壓二極管(Dl)的正極接公共地；所述第一肖特基二極管(D2)的負極連接所述超級電容(3)的正極；所述超級電容(3)的負極接公共地；第二電阻(R2)并聯到所述P型MOS管(Tl)的柵極和源極兩端；所述P型MOS管(Tl)的源極連接到所述第一肖特基二極管(D2)的負極；所述P型MOS管(Tl)的柵極與所述微處理器(6)的信號輸出端連接；所述P型MOS管(Tl)的漏極串接到所述可充電鋰電池(4)的正極；所述可充電鋰電池(4)的負極接公共地；所述一次性鋰電池(5)的負極接公共地；所述一次性鋰電池(5)的正極串連到第二肖特基二極管(D3)的正極；所述第二肖特基二極管(D3)的負極與所述超級電容(3)的正極連接；所述電源監控芯片(Ul)的電源端和地端并聯有第一電容(Cl)，所述電源監控芯片(Ul)的電源端與所述超級電容(3)的正極連接，所述電源監控芯片(Ul)的地端接公共地，所述電源監控芯片(Ul)的信號輸出端(VTout)與所述微處理器(6)的第一信號輸入端連接；所述穩壓芯片(U2)的輸入端(IN)與使能端(EN)連接，所述穩壓芯片(U2)的輸入端(IN)與所述超級電容(3)的正極連接，所述穩壓芯片(U2)的GND端和FB反饋端連接接入電路公共地端；所述穩壓芯片(U2)的電源輸出端(OUT)和FB反饋端并聯有第二電容(C2)和第三電容(C3)，所述第二電容(C2)與所述第三電容(C3)并聯；所述穩壓芯片(U2)的電源輸出端(OUT)與所述微處理器(6)的電源輸入端連接。
3.如權利要求I或2所述的用于森林防火探測器的供電裝置，其特征是所述微處理器(6)的第二信號輸入端連接溫度傳感器(7)的信號輸出端；所述溫度傳感器(7)將檢測到的溫度值傳送給所述微處理器(6 )。
4.如權利要求I或2所述的用于森林防火探測器的供電裝置，其特征是所述太陽能電池(2)由兩塊太陽能電池板并聯組成。
5.如權利要求I或2所述的用于森林防火探測器的供電裝置，其特征是所述可充電鋰電池(4)為鎳氫電池。
6.如權利要求I或2所述的用于森林防火探測器的供電裝置，其特征是所述一次性鋰電池(5)為高功 率型鋰亞硫酰氯電池。
全文摘要
本發明公開了一種用于森林防火探測器的供電裝置，涉及一種電源裝置，利用太陽能電池將光能轉換為電能，陽光充足時由太陽能電池向負載提供電源，并將多余電能存儲到超級電容和可充電鋰電池中，在陽光不充足時，根據情況按照所述超級電容、可充電鋰電池、一次性鋰電池的電源優先順序向該森林防火探測器提供電源，本發明由多種電源通過電源管理電路向負載供電，能夠根據實際情況選擇供電電源，使本發明具有可靠性高、穩定性高利用率高、恢復性強的優點，實現了低自然能量環境下系統穩定工作，解決了野外用電器能量受限的問題。
文檔編號G08B17/00GK102624071SQ201210080919
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月26日 優先權日2012年3月26日
發明者何超, 彭鵬, 曹曉莉, 江朝元 申請人:重慶英卡電子有限公司