本發(fā)明涉及閥門控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種太陽能無線智能電動(dòng)閥門控制器。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，智能灌溉技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用越加廣泛。電磁閥是農(nóng)業(yè)智能灌溉系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。要實(shí)現(xiàn)農(nóng)田的智能灌溉，離不開合適的電動(dòng)閥門控制器。在某些灌溉場(chǎng)合，對(duì)閥門的控制不僅僅是簡(jiǎn)單的開關(guān)控制，還涉及到精確的開度控制。因此設(shè)計(jì)出一種可對(duì)閥門開度狀態(tài)檢測(cè)并實(shí)現(xiàn)對(duì)各類電動(dòng)閥門開度控制是十分有必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述不足，本發(fā)明目的在于，提供一種操作方便，采用太陽能供電，可對(duì)閥門開度狀態(tài)檢測(cè)并實(shí)現(xiàn)對(duì)各類電動(dòng)閥門開度控制的太陽能無線智能閥門控制方法。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，所提供的技術(shù)方案是：

一種太陽能無線智能電動(dòng)閥門控制器，其包括單片機(jī)控制電路、太陽能充電電路、穩(wěn)壓電路、無線傳輸電路、H橋換相驅(qū)動(dòng)電路、編碼器電路、電流采集電路、電動(dòng)閥門、第一數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和第二數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，所述電動(dòng)閥門通過H橋換相驅(qū)動(dòng)電路與單片機(jī)控制電路相連接，電動(dòng)閥門的驅(qū)動(dòng)電機(jī)上安裝有編碼器電路，該編碼器電路與單片機(jī)控制電路相連接，所述單片機(jī)控制電路、第二數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、電流采集電路和電動(dòng)閥門依次相連接，太陽能充電電路分別通過第一數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和穩(wěn)壓電路與單片機(jī)控制電路相連接，該單片機(jī)控制電路與無線傳輸電路相連接。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述太陽能充電電路包括太陽能電池板、鋰離子電池和充電管理模塊，所述太陽能電池板通過充電管理模塊與鋰離子電池相連接。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述電流采集電路包括電流采集芯片和與該電流采集芯片相連接采樣電阻。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述電流采集電路采用型號(hào)為MAX471的芯片進(jìn)行采集電流，采用型號(hào)為PCF8591的芯片進(jìn)行采集電壓。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述第一數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和第二數(shù)模轉(zhuǎn)換電路為同一數(shù)模轉(zhuǎn)換電路。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述編碼器電路中采用霍爾編碼器。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述無線傳輸電路采用頻段為433MHz、發(fā)射功率≤100mW、發(fā)送距離＞5Km的無線通訊模塊。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述單片機(jī)控制電路采用型號(hào)為STM32F103的微控制器。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述單片機(jī)控制電路的數(shù)據(jù)傳輸采用ModBus-RTU協(xié)議。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明能智能檢測(cè)電動(dòng)閥門在線狀態(tài)，并自動(dòng)控制電動(dòng)閥門的開關(guān)行程，通過無線傳輸電路遠(yuǎn)程接收電動(dòng)閥門的控制信息，按照規(guī)定的協(xié)議執(zhí)行相應(yīng)的控制命令并將無線傳輸電路的工作狀態(tài)通過無線傳輸電路回傳至控制端，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各閥門的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)人們無需到現(xiàn)場(chǎng)便可得知相關(guān)情況，為農(nóng)田中閥門的控制管理提供方便，有效減少了工作人員巡檢的次數(shù)，同時(shí)降低了工作人員的工作量，統(tǒng)一調(diào)度管理，提高農(nóng)田灌溉的工作效率；另外整體系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便、信號(hào)傳輸穩(wěn)定、可靠性高，利于廣泛推廣應(yīng)用于農(nóng)業(yè)灌溉中。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的模塊示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例：參見圖1，本實(shí)施例提供一種太陽能無線智能電動(dòng)閥門控制器，其包括單片機(jī)控制電路、太陽能充電電路、穩(wěn)壓電路、無線傳輸電路、H橋換相驅(qū)動(dòng)電路、編碼器電路、電流采集電路、電動(dòng)閥門、第一數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和第二數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，所述電動(dòng)閥門通過H橋換相驅(qū)動(dòng)電路與單片機(jī)控制電路相連接，H橋換相驅(qū)動(dòng)電路與單片機(jī)控制電路中的單片機(jī)的IO口相連，用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)閥門的驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。通過單片機(jī)的控制來實(shí)現(xiàn)電動(dòng)閥門的開啟和關(guān)閉。

電動(dòng)閥門的驅(qū)動(dòng)電機(jī)上安裝有編碼器電路，該編碼器電路與單片機(jī)控制電路相連接，所述單片機(jī)控制電路、第二數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、電流采集電路和電動(dòng)閥門依次相連接，太陽能充電電路分別通過第一數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和穩(wěn)壓電路與單片機(jī)控制電路相連接，該單片機(jī)控制電路與無線傳輸電路相連接。

具體的，所述太陽能充電電路包括太陽能電池板、鋰離子電池和充電管理模塊，所述太陽能電池板通過充電管理模塊與鋰離子電池相連接。太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能為鋰離子電池充電。通過充電管理模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰離子電池的自動(dòng)充放電。

所述電流采集電路包括電流采集芯片和與該電流采集芯片相連接采樣電阻。較佳的，所述電流采集電路采用型號(hào)為MAX471的芯片進(jìn)行采集電流，采用型號(hào)為PCF8591的芯片進(jìn)行采集電壓。

所述第一數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和第二數(shù)模轉(zhuǎn)換電路為同一數(shù)模轉(zhuǎn)換電路。數(shù)模轉(zhuǎn)換電路采集4路電壓信號(hào)，可同時(shí)獲取兩路電動(dòng)閥門驅(qū)動(dòng)電機(jī)、太陽能電池板和鋰離子電池的電壓數(shù)據(jù)。數(shù)模轉(zhuǎn)換電路通過IIC總線與單片機(jī)相連接。用于采集太陽能電池板和蓄電池的電壓數(shù)據(jù)。采集到的電壓數(shù)據(jù)存放在單片機(jī)的內(nèi)部寄存器中，并通過無線傳輸電路將電壓數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機(jī)。

所述編碼器電路中采用霍爾編碼器，以電動(dòng)閥門完全關(guān)閉為零點(diǎn)開始編碼，自動(dòng)確定電動(dòng)閥門的開關(guān)行程，即能根據(jù)上位機(jī)發(fā)送的命令實(shí)現(xiàn)任意開度的閥門控制。

較佳的，所述無線傳輸電路采用頻段為433MHz、發(fā)射功率≤100mW、發(fā)送距離＞5Km的無線通訊模塊。所述單片機(jī)控制電路采用型號(hào)為STM32F103的微控制器。所述單片機(jī)控制電路的數(shù)據(jù)傳輸采用ModBus-RTU協(xié)議。無線傳輸電路用于遠(yuǎn)程接收上位機(jī)的控制命令?？刂茀f(xié)議選用ModBoss-Rtu協(xié)議。單片機(jī)控制電路與無線傳輸電路通過串行數(shù)據(jù)口相連接。單片機(jī)控制電路接收到控制指令后先進(jìn)行數(shù)據(jù)的校驗(yàn)在對(duì)數(shù)據(jù)地址比對(duì)。若都符合協(xié)議要求，則執(zhí)行相應(yīng)的命令；若不符合協(xié)議要求，則舍棄改貞控制指令。

本發(fā)明太陽能無線智能電動(dòng)閥門控制器在啟動(dòng)時(shí)會(huì)自動(dòng)檢測(cè)電動(dòng)閥門的在線信息。并通過無線傳輸電路向上位機(jī)反饋電動(dòng)閥門的在線信息。通過電流采集電路獲取電動(dòng)閥門的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電流數(shù)據(jù)，經(jīng)過第一數(shù)模轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后將電流信息傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)控制電路。電動(dòng)閥門在完全關(guān)閉和完全開啟的位置因驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)閥門所需的扭力增大而引起電流突變。單片機(jī)控制電路通過采集到的電流信息確定電動(dòng)閥門在完全開啟狀態(tài)和完全關(guān)閉狀態(tài)之間驅(qū)動(dòng)電機(jī)所運(yùn)行的行程，并將電動(dòng)閥門完全關(guān)閉的狀態(tài)定位閥門的零點(diǎn)位置。其中編碼器電路與單片機(jī)控制電路的外部中斷相連。通過單片機(jī)控制電路的外部中斷實(shí)時(shí)檢測(cè)電動(dòng)閥門的驅(qū)動(dòng)電機(jī)所旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)。當(dāng)單片機(jī)控制電路收到控制指令后通過H橋換相驅(qū)動(dòng)電路控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的圈數(shù)從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)閥門的開度控制。電動(dòng)閥門的開度數(shù)據(jù)通過無線傳輸電路發(fā)送至上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)人們無需到現(xiàn)場(chǎng)便可得知相關(guān)情況，為農(nóng)田中閥門的控制管理提供方便，有效減少了工作人員巡檢的次數(shù)，同時(shí)降低了工作人員的工作量，統(tǒng)一調(diào)度管理，提高農(nóng)田灌溉的工作效率。

上述實(shí)施例僅為本發(fā)明較好的實(shí)施方式，本發(fā)明不能一一列舉出全部的實(shí)施方式，凡采用上述實(shí)施例之一的技術(shù)方案，或根據(jù)上述實(shí)施例所做的等同變化，均在本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)。

根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行變更和修改。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何限制。如本發(fā)明上述實(shí)施例所述，采用與其相同或相似的步驟或結(jié)構(gòu)而得到的其它控制器，均在本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)。