一种基于微光取电的电力监测传感器的制作方法

本发明主要用于电力传感器采集检测技术方面领域，主要涉及一种基于微光取电的电力监测传感器。

背景技术：

在电力监测领域，传统上大部分是通过温度计对待测环境的温度进行测量，难以对待测环境的进行有效的测量和监控，现阶段对于检测传感器的供电方面都是通过外部供电、或电池供电等实现，但是在高压线线夹测温传感器的要求上难以满足上时间的稳定供电，现阶段的锂亚电池供电，由于传感器的体积较小，因此会导致对锂亚电池的大小进行限制，难以满足行业标准的5年持续工作使用寿命的需求，而且在很大程度上降低了采样频率，导致检测采样的精度收到很大的影响，且后期的增容和更换难度较大，在很大程度上增加了后期运行和维护的成本。

因此，提供一种基于微光取电的电力监测传感器，通过对传统的温度采集检测系统的供电方式及供电系统进行有效的改进，通过采用微光取电太阳能板、超低功耗能量采集模块和备份电源在微控制的控制下构成微光取电电力传感器系统，以有效的实现微光取电供电，能够有效的解决原来电池容量较低的问题，多种能量配合供电，能够大大延长使用年限，能够有效的实现全天候供电，同时，本申请所采用的微光取电系统结构简单，体积小巧，能够适应不同电压等级的线夹进行安装，适应程度较高，安装方便，更加方便后期的维护和更换，在很大程度上降低安装和使用成本，有效的解决了本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于微光取电的电力监测传感器，通过对传统的温度采集检测系统的供电方式及供电系统进行有效的改进，通过采用微光取电太阳能板、超低功耗能量采集模块和备份电源在微控制的控制下构成微光取电电力传感器系统，以有效的实现微光取电供电，能够有效的解决原来电池容量较低的问题，多种能量配合供电，能够大大延长使用年限，能够有效的实现全天候供电，同时，本申请所采用的微光取电系统结构简单，体积小巧，能够适应不同电压等级的线夹进行安装，适应程度较高，安装方便，更加方便后期的维护和更换，在很大程度上降低安装和使用成本。

为解决背景技术中所述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种基于微光取电的电力监测传感器，包括传感器外壳、温度采样模块和微处理器，所述的传感器外壳包括上盖、中框和后盖，所述的中框两端分别于上盖和后盖连接构成封闭体结构，所述的传感器外壳内的后盖上通过弹片与主板连接，所述的主板上设有电池支架，所述的电池支架上设有备份电源，所述的备份电源上的天线支架上设有用于检测传感器供电的微光取电装置，所述的主板上垂直设有多组温度采样模块。

优选地，所述的微光取电装置包括微光取电太阳能板、天线pcb板和天线支架，所述的天线pcb板贴合固定在天线支架上，所述的微光取电太阳能板固定在上盖内部顶端处的采光口处，所述的主板上的微处理器与温度采样模块之间组合构成检测传感器的微光取电系统。

优选地，所述的微光取电系统包括微光取电太阳能板、能量储存模块和电压检测模块，所述的微光取电太阳能板的电能输出端与微光取电电力传感器的电信号输入端连接，所述的微光取电电力传感器输出端通过能量储存模块直接与微处理器连接，微处理器的输出端分别于温度采样模块和2.4g无线通讯模块连接，所述的电压检测模块的输出端与微处理器连接，所述的微处理器的电源接口上还与备份电源连接，通过采用微光取电太阳能板、超低功耗能量采集模块和备份电源在微控制的控制下构成微光取电电力传感器系统，以有效的实现微光取电供电，能够有效的解决原来电池容量较低的问题，多种能量配合供电，能够大大延长使用年限，能够有效的实现全天候供电。

优选地，所述的微处理器电源接口上的备份电源为500mah的锂亚电池，本申请中采用500mah的锂亚电池，既能够有效的对传感器进行备份供电，同时结构体积较小，能够便于安装和更换。

优选地，所述的2.4g无线通讯模块的输出端还分别于显示终端和巡视终端连接，通过2.4g无线模块进行数据传输，能够有效的提高信息传递的安全性能，安装方便，通信距离更远。

优选地，所述的电压检测模块的检测储能装置的电压启动阈值设定为3.0v，电压大于3.0v时启动能量储存模块给温度采样模块供电，能够有效的对天阳能供电的基础电压进行限定，能够有效的保证供电电压能够达到对应标准，以有效的提高传感器的温度采集精度和效率。

优选地，所述的后盖上与主板之间的弹片为接地弹片。

优选地，本申请中的微处理器上还设有超低功耗的外部看门狗电路，能够大大提高工作的稳定性的同时减少采用内部看门狗是的功耗，能够大大降低后续的维护成本，提高经济效益。

优选地，本申请中的微处理器的型号为sm32l412芯片，所述的外部看门狗使用的是tpl5010,所述的温度采样模块中的温度传感器采用的是sts35型号。

本发明的有益效果是：

1)、以有效的实现微光取电供电，能够有效的解决原来电池容量较低的问题，多种能量配合供电，能够大大延长使用年限，能够有效的实现全天候供电。

2)、同时，本申请所采用的微光取电系统结构简单，体积小巧，能够适应不同电压等级的线夹进行安装，适应程度较高，安装方便，更加方便后期的维护和更换，在很大程度上降低安装和使用成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种基于微光取电的电力监测传感器的结构示意图；

图2为本发明一种基于微光取电的电力监测传感器的结构拆分示意图；

图3为本发明一种基于微光取电的电力监测传感器的系统示意图；

图4为本发明一种基于微光取电的电力监测传感器的系统示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将对本发明作进一步的详细介绍。

请参考图1、图2、图3，一种基于微光取电的电力监测传感器，包括传感器外壳、温度采样模块和微处理器，所述的传感器外壳包括上盖8、中框1和后盖2，所述的中框1两端分别于上盖8和后盖2连接构成封闭体结构，所述的传感器外壳内的后盖上通过弹片3与主板4连接，所述的主板4上设有电池支架5，所述的电池支架5上设有备份电源6，所述的备份电源6上的天线支架11上设有用于检测传感器供电的微光取电装置，所述的主板4上垂直设有多组温度采样模块。

进一步的，所述的微光取电装置包括微光取电太阳能板9、天线pcb板12和天线支架11，所述的天线pcb板12贴合固定在天线支架11上，所述的微光取电太阳能板9固定在上盖8内部顶端处的采光口7处，所述的主板4上的微处理器与温度采样模块之间组合构成检测传感器的微光取电系统。

进一步的，所述的微光取电系统包括微光取电太阳能板9、能量储存模块和电压检测模块，所述的微光取电太阳能板9的电能输出端与微光取电电力传感器的电信号输入端连接，所述的微光取电电力传感器输出端通过能量储存模块直接与微处理器连接，微处理器的输出端分别于温度采样模块和2.4g无线通讯模块连接，所述的电压检测模块的输出端与微处理器连接，所述的微处理器的电源接口上还与备份电源连接，通过采用微光取电太阳能板9、超低功耗能量采集模块和备份电源6在微控制的控制下构成微光取电电力传感器系统，以有效的实现微光取电供电，能够有效的解决原来电池容量较低的问题，多种能量配合供电，能够大大延长使用年限，能够有效的实现全天候供电。

进一步的，所述的微处理器电源接口上的备份电源6为500mah的锂亚电池，本申请中采用500mah的锂亚电池，既能够有效的对传感器进行备份供电，同时结构体积较小，能够便于安装和更换。

进一步的，所述的2.4g无线通讯模块的输出端还分别于显示终端和巡视终端连接，通过2.4g无线模块进行数据传输，能够有效的提高信息传递的安全性能，安装方便，通信距离更远。

进一步的，所述的电压检测模块的检测储能装置的电压启动阈值设定为3.0v，电压大于3.0v时启动能量储存模块给温度采样模块供电，能够有效的对天阳能供电的基础电压进行限定，能够有效的保证供电电压能够达到对应标准，以有效的提高传感器的温度采集精度和效率。

进一步的，所述的后盖上2与主板4之间的弹片3为接地弹片。

进一步的，本申请中的微处理器上还设有超低功耗的外部看门狗电路，能够大大提高工作的稳定性的同时减少采用内部看门狗是的功耗，能够大大降低后续的维护成本，提高经济效益。

在具体实施例一，根据图3可知，本申请发明传感器安装在导线或线夹上，通过太阳能电池板adp5092、锂亚电池供电，自动采集线夹温度数据，通过2.4ghz无线通信，将数据上传至数据接收巡视终端，微光取电电力传感器包括以下几个主要部分：①微光取电太阳能板，能将周末环境中的微弱的光线搜集，即使多云或者阴天的环境；②超低功耗能量采集模块，能将太阳能搜集到的电能进行转换成合适的电压，并具有太阳能最大功率点跟踪功能；③能量存储装置，考虑到传感器的体积，本发明采用两颗1000uf的钽电容进行储能；④备份电源，采用一颗500mah的锂亚电池作为备用电源，当夜晚时段，没有光线，太阳能板不能搜集到光线是，此时会将电源自动无缝切换到备份电源进行供电；⑤电压监测模块，用于监测储能装置的电压，当电压达到设定的值3.0v时，打开电源使能，对电路进行供电；⑥2.4g无线通讯模块，将传感器采集到的温度数据，发送出去。

在具体实施例二，根据图4可知，本申请发明的太能能板采用非晶硅作为能量搜集设备，非晶硅具有弱光能输出比较高的电压的特性，当太阳能板输出电压大于能量搜集模块(adp5092)的冷启动电压380mv，能量搜集模块开始能量转换，将电能存储在两颗钽电容中，当钽电容的电量没有达到输出阈值时，电路3.0v电压输出端是由备份的锂亚电池供电，当钽电容的电量达到设定的输出阈值2.8v时，能量搜集模块自动将供电切换到储能装置进行输出，当储能装置的电压继续升高，达到电压监测模块的触发电压3.0v，给微处理器(stm32l421)的供电开关被打开，电路开始工作，外部看门狗电路(tpl5010)，考虑到功耗，将喂狗时间设定为2小时，当设定的时间一到，假如系统跑死不能正常响应外部看门狗的喂狗动作，系统会被外部看门狗自动复位，保证系统的正常运行，微处理器将温度传感器(sts35)采集到的温度，发送给无线收发模块(si24r1)，在通过无线收发模块发出温度数据。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。