[实用新型]一种自动切换供电模式的漂流浮标控制系统

说明书

技术领域

本实用新型属于新能源供电技术领域，涉及一种自动切换供电模式的漂流浮标控制系统。

背景技术

漂流浮标是目前应用较为广泛的海洋水文气象监测平台，它是在海面或一定深度随海流漂动的浮标，用卫星或声学方法获得其位置信息，用拉格朗日法由浮标流动轨迹得到海流。随着科技发展，利用海上自然资源发电的技术越来越成熟。漂流浮标也开始应用了太阳能、波浪能等发电技术实现自供电。但无论哪种新能源的发电技术的应用都受到了天气的局限。

如专利号CN 205643749 U公布的一种海洋气象监测漂流浮标，其采用的供电模式是太阳能电池板供电。通过太阳能电池板输出的电压接到太阳能转换电路，通过一系列转换得到系统所需的工作电压，实现了漂流浮标的自供电。但这种漂流浮标的工作环境受到天气的限制，只能在太阳能充足的天气环境下使用，在风雨天气就失去了作用。

如专利号CN 204805026 U公布的一种海洋浮标的波浪发电系统，主要包括浮标、动子线圈、定子永磁体磁极、弹簧以及锚。波浪的上下起伏使海洋浮标上下直线运动，带动动子线圈直线运动，使动子线圈相对于与锚相连接的永磁直线发电机的定子永磁体磁极作相对的上下直线往复运动，从而切割线圈绕组产生感应电动势，转化为海洋浮标的运动的电能。这种发电系统同样受到天气的局限，只能在有波浪的情况下工作。

如专利号CN 205842475 U公布的基于波浪能、太阳能和风能的自供电发光航标，包括标身和设在标身底部的底盘，标身内部设有航标灯和与航标灯连接的蓄电池，标身外部设有风轮和太阳能电池板，底盘侧面设有若干个进水通道、中部设有与进水通道连通的空腔，空腔内设有水轮，风轮和水轮分别通过发电机与蓄电池连接，太阳能电池板与蓄电池连接。该发光航标以波浪能发电为主并结合风能和太阳能发电达到了自供电的效果，降低了维护成本。该航标利用了风能、太阳能以及波浪能三者结合，互补供电，相对而言受到天气局限的范围较小。但航标在无风无光时，工作效果就会受到影响。同时，由于蓄电池的容量有限，如果一直与发电机构相连，当电池容量满时，会造成电能的浪费。该系统应用到漂流浮标上，也会受到一定的天气局限，无法实现漂流浮标的长期供电。因此，设计一种能根据天气状况切换供电模式的漂流浮标控制系统尤为重要。

发明内容

为了解决漂流浮标长期供电的技术难题以及现有技术受天气的局限性，本实用新型提供了一种自动切换供电模式的漂流浮标控制系统。该系统能根据天气状况切换供电模式，实现了漂流浮标的长期供电，能源利用更高。

上述目的通过如下技术方案实现：

一种自动切换供电模式的漂流浮标控制系统，为漂流浮标供电的供电系统包括波浪能发电模块、太阳能发电模块和蓄电池，太阳能发电模块包括太阳能电池板，波浪能发电模块包括永磁直线发电机；调节控制所述供电系统的控制系统包括STM32单片机、电压传感器以及多个继电器；所述波浪能发电模块、太阳能发电模块和蓄电池分别通过STM32单片机和多个继电器与漂流浮标的电能输入端连接；其中：

所述蓄电池正极DY+引脚接K1继电器的5号引脚，负极接漂流浮标的负极FB-；K1继电器的控制引脚接STM32单片机的PA7引脚，K1继电器的2号引脚接漂流浮标的正极FB+，K1继电器的3号引脚悬空；

所述太阳能电池板输出端的正极接K2继电器的5号引脚，负极接漂流浮标的负极FB-；电压传感器1采用3.3V供电，输入端分别接太阳能电池板输出端的正负极，输出引脚接STM32单片机的PC0端口；K2继电器的控制引脚接STM32单片机的PB0端口；K2继电器的2号引脚接蓄电池的正极，3号引脚接K3继电器的5号引脚；K3继电器的控制引脚接STM32单片机的PB3端口；K3继电器的2号引脚悬空，3号引脚接漂流浮标的正极FB+；

所述永磁直线发电机经整流滤波电路转换输出，整流滤波电路输出端的正极接K4继电器的5号引脚，负极接漂流浮标的负极FB-；电压传感器2采用3.3V供电，输入端分别接整流滤波电路输出端的正负极，输出引脚接STM32单片机的PC1端口；K4继电器的控制引脚接STM32单片机的PB4端口；K4继电器的2号引脚接蓄电池正极，3号引脚接K5继电器的5号引脚；K5继电器的控制引脚接STM32单片机的PB5端口；K5继电器的2号引脚悬空，3号引脚接漂流浮标的正极FB+。

优选地，所述STM32单片机使用3.3V供电，采用低速和高速两种外围晶振。

优选地，所述永磁直线发电机为圆筒型永磁直线发电机。