[发明专利]一种基于细菌发电的气象监测装置

说明书

本发明公开了一种基于细菌发电的气象监测装置，包括：细菌发电池、稳压模块、气象传感器模块、主控模块和无线传输模块；本发明能够自动利用细菌在污水发电，对气象传感器模块进行供电，减少了供电及人工的成本，使得传感器能够长时间不需要外部管理，同时供电能够受天气等外部因素影响小，另外，利用污水发电同时还能够净化污水，对环境友好，减少环境污染。

技术领域

本发明涉及气象监测技术领域，具体涉及一种基于细菌发电的气象监测装置。

背景技术

自上个世纪，科学家就发现了细菌发电的现象，并且很快认识到其产生的电流来自细菌体内新陈代谢产生的电子。但是，细菌电池产生的电量很微弱。如何让细菌体内的电子尽可能多地跑到电极上去，这个问题长期找不到理想的答案。开发细菌电池成为一项“孤独的研究”。而现在，通过科学家的不断开掘，细菌电池每平方米电极材料产生电量已达数千毫瓦，提高了5个数量级，越来越多的科学家看到了细菌燃料电池的曙光，细菌发电技术逐渐成熟。

目前的气象监测装置供电方式有太阳能、电池和市电三种，其主要问题和缺陷：

a、在太阳能匮乏的区域，采用市电或电池供电较为耗电；

b、太阳能供电不能保证全天监测。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种基于细菌发电的气象监测装置解决了气象装置不能全天实时监测和耗电的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种基于细菌发电的气象监测装置，包括：细菌发电池、稳压模块、气象传感器模块、主控模块和无线传输模块；

所述细菌发电池的正输出端与稳压模块的输入端Vin电连接；所述稳压模块的输出端VCC分别与气象传感器模块、主控模块和无线传输模块的供电端电连接；所述主控模块分别与气象传感器模块和无线传输模块通信连接；所述气象传感器模块用于采集温度数据、湿度数据、风向数据、风速数据、雨量数据和气压数据；所述温度数据、湿度数据、风向数据、风速数据、雨量数据和气压数据通过无线传输模块传输至监测端。

进一步地，细菌发电池包括：杂质阻挡板、阳极室、阴极室、多个阳极微生物活性物载台、多个阴极微生物活性物载台、电池正极、电池阴极和折流板；

所述杂质阻挡板位于阳极室的进水口的前端；所述阳极室与阴极室固定连接；所述折流板位于阳极室和阴极室之间；所述多个阳极微生物活性物载台位于阳极室内，通过导线相互连接，并与电池正极连接；所述多个阴极微生物活性物载台位于阴极室内，通过导线相互连接，并与电池阴极连接；所述电池正极作为细菌发电池的正输出端。

进一步地，稳压模块包括：接地电容C1、接地电容C2、电容C3、电容C4、电阻R1、电阻R2、接地电阻R3、接地电阻R4、电阻R5、电阻R6、接地电阻R7、三极管VT1、三极管VT2、稳压芯片TL1、稳压二极管VD1、电感L1和滑动变阻器RP；

所述三极管VT1的发射极分别与电阻R1的一端、电阻R2的一端、接地电容C1和电阻R5的一端连接，并作为稳压模块的输入端Vin，其基极分别与电阻R1的另一端和三极管VT2的集电极连接，其集电极分别与电阻R6的一端、稳压二极管VD1的负极和电感L1的一端连接；所述三极管VT2的发射极分别与电阻R2的另一端、接地电容C2和接地电阻R3连接，其基极分别与电阻R5的另一端和稳压芯片TL1的负极连接；所述稳压芯片TL1的正极分别与接地电阻R4和电阻R6的另一端连接，其参考端分别与电容C3的一端、接地电阻R7、滑动变阻器RP的第一不动端和动端连接；所述稳压二极管VD1的正极接地；所述电感L1的另一端分别与电容C3的另一端、滑动变阻器RP的第二不动端和电容C4的正极连接，并作为稳压模块的输出端VCC；所述电容C4的负极接地。

上述进一步方案的有益效果为：稳压芯片TL1可采用TL431，电压输出为5V，电路输出纹波小，变化效率可达82％。