CN101772743A - 灌溉装置的控制单元之间的通信系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了灌溉装置的主控制单元(100)与灌溉装置的至少一个次控制单元(A1...An)之间的通信系统,特别用于电池供电的控制单元,每个控制单元(100,A1...An)包括用于将数据发送给其它控制单元和从其它控制单元接收数据的模块(10,20)。所述主控制单元(100)和所述至少一个次控制单元(A1...An)包括机构(4),该机构(4)用于只在所述主控制单元(100)与至少一个次控制单元(A1...An)之间的数据交换所需要的时间段(T,T1...Tn)内向所述数据发送和接收模块供电。

Description

灌溉装置的控制单元之间的通信系统
技术领域
本发明涉及灌溉装置的控制单元之间的通信系统。
背景技术
现有技术中用设置在易于从灌溉区域接近的位置的控制单元来控制灌溉装置。用于可对控制单元进行编程,以设定当月不同天数和当年每月中的灌溉时间周期。灌溉时间周期的设定可根据环境条件或其它事件修改。
每个控制单元可以控制给定数量的灌溉装置;因此非常大的灌溉空间需要更大数量的灌溉装置和若干个控制单元。在有些情形下,灌溉系统包括主控制单元和次控制单元以及位于该主、次控制单元之间的通信装置,该通信装置用于传递与灌溉时间周期和控制单元的状态有关的数据。当控制单元是电池供电的时,控制单元之间的通信可能需要过多地消耗能量、损害电池的寿命。
发明内容
根据现有技术的状况,本发明的目的是提供一种灌溉装置控制单元之间的通信系统,该通信系统可在控制单元、尤其是电池供电的控制单元之间进行数据交换。
根据本发明,上述目的通过灌溉装置的主控制单元和灌溉装置的至少一个次控制单元之间的通信系统来实现,所述控制单元特别是电池供电的控制单元,每个控制单元包括用于将数据发送给其它控制单元和从其它控制单元接收数据的模块,其中,所述主控制单元和所述至少一个次控制单元包括供电机构,该供电机构只允许在主控制单元和至少一个次控制单元之间的数据交换所需要的时间段内对所述数据发送和接收模块进行供电。
附图说明
下面以非限制性方式、结合附图和具体实施例来对本发明的特征进行详细描述,其中:
图1为根据本发明第一实施方式的灌溉装置控制单元之间的通信系统图示;
图2为根据本发明第二实施方式的灌溉装置控制单元之间的通信系统图示。
具体实施方式
图1展示了根据本发明第一实施方式的灌溉装置控制单元之间的通信系统。该图展示了主控制单元或主模块100和至少一个次控制单元或扩展模块A1...An,优选具有多个次控制单元A1...An;所述控制单元是电池供电的,因此随着时间的推移具有受限的电力供应。控制单元100包括用于数据的发送和接收的模块10,每个控制单元A1...An包括用于数据的发送和接收的模块20。
在图1中,模块10和20具有终端A和B和C,终端A和B用于通过连接线30(例如标准的RS-485线)的连接,终端C用于连接至地线GND的连接。
主控制单元100和每个次控制单元A1...An具有终端W,该终端W用于通过线40的另一连接。通过线40的连接使控制单元之间通信时的能量消耗最小化;线40为双向唤醒线。
所述控制单元100和每个控制单元A1...An均包括各自的数据处理装置4、8,这些数据处理装置4、8具有存储器,该存储器上安装并运行着应用软件。所述装置4和8用于控制所述模块10和20。
当主控制单元100必须与一个或多个次控制单元A1...An通信时,装置4激活线40,以便发送与主控制单元100和次控制单元A1...An之间的通信请求有关的信息,信息通过线30发送至所述次控制单元,接着,所述装置4通过信号En激活用于发送数据的模块10。
接收到来自控制单元100的信息请求的所有次控制单元A1...An的装置8通过激活信号En激活用于接收数据的模块20,通信开始。通信结束时,所述唤醒线在主控制单元100的机构4的作用下再次失去作用,所述系统回到低能量状态。因此,模块10和20只在主控制单元100和已接收到请求信息的次控制单元A1...An之间的数据交换所需的时间T内处于激活状态。
也可能发生的是,所述次控制单元A1...An中的一个必须与主控制单元100通信时,请求通信的控制单元A1...An的装置8激活线40,以便通过线30发出关于请求与主控制单元100通信的请求信息,接着所述装置8通过信号En激活其自身的装置20,以便发送数据。主控制单元100的装置4通过激活信号En激活用于接收数据的模块10,从而开始通信。当通信结束时,所述唤醒线失去作用,所述系统回到低能量状态。因此,模块10和20只在时间T内被激活,所述时间T为主控制单元100与已经请求通信的次控制单元A1...An之间的数据交换所需要的时间。
当所述灌溉装置的状态发生变化时,当单个控制单元需要初始化时,当单个控制单元的操作需要被设定或者单个控制单元的固件需要更新时,主控制单元100和次控制单元A1...An之间的通信可由主控制单元100提出请求。
当传感器的状态变化导致需要通知控制单元100、从而使其工作时,主控制单元100和次控制单元A1...An之间的通信可由其中一个次控制单元A1...An提出请求。
图2展示了根据本发明第二种实施方式的灌溉装置控制单元之间的通信系统。该通信系统与图1中通信系统的不同之处在于通信方式不同,即,不通过连接线、而是通过由空中射频进行的数据传输来通信。
所述主控制单元或主模块100和所述多个次控制单元A1...An通常为电池供电类型。主控制单元100通常包括用于发送和接收数据的模块10,每个次控制单元A1...An包括用于发送和接收数据的模块20;通常,模块10和20是受控的,以便发送和接收来自处理装置4和8的数据。在本实施例中,模块10和20一般具有2个射频收发器101和200,优选为433MHz射频,所述射频收发器101、200具有相应的用于在空中发送和接收数据的天线;所述收发器101通常设在包括模块10和处理装置4的控制单元100的主体外,但该收发器101也可以设置在所述控制单元100的主体内。收发器101和200也可允许与蓝牙或无线局域网系统有关的数据传输。
主控制单元100以预定的时间间隔Tp(例如1分钟)给所有次控制单元A1...An发送全球命令,从而使主控制单元100和次控制单元A1...An互相同步。这样,尽管模块200每分钟被激活一次,同时通过信号En激活所有的次控制单元A1...An、以便对被传输数据的存在性进行校验,次控制单元A1...An的装置8仍使收发器200始终保持失活状态。
当所述灌溉装置的状态发生变化时,当单个控制单元需要初始化和同步化时,当单个控制单元的操作需要被设定或者单个控制单元的固件需要更新时,主控制单元100和次控制单元A1...An之间的通信可由控制单元1提出请求。当传感器的状态变化导致需要通知变化的控制单元100时,主控制单元100和次控制单元A1...An之间的通信可由其中一个次控制单元A1...An提出请求。
当同步化发生时,所述灌溉装置的状态可每隔一分钟由次控制单元A1...An发送给主控制单元100。这种通信每隔一段时间发生一次,所述一段时间为分配给每个次控制单元的时间T1...Tn,与其识别号码有关。
这样,当需要发送传感器的状态时,而且只有在这种情形下,次控制单元A1...An才会使其发射模块200起作用。由于发射功率高于接收所需的功率,因此该项技术也大大限制了能源消耗。
例如,可将1分钟细分为20个3秒的时间窗口,每个窗口具有3秒的持续时间。
在第一个时间窗口T0=3秒期间,主控制单元发送阀的状态和对所有次控制单元A1...An的通知命令,告诉这些次控制单元在接下来的时间窗口T1...T9内如何运转。
通常,在第一个时间窗口之后,主控制单元100开始接收信息,而次控制单元A1...An只有在分配给它的时间窗口内一次发送一个信息。主控制单元100在第一个时间窗口T0内发送的命令可以要求次控制单元A1...An不要在接下来的一分钟内发送或者不要在分配给它的时间窗口内再次接收、以用于可能的操作参数更新功能。另一命令可以是例如对所有次控制单元A1...An的固件进行重新编程。在第一个时间窗口内接收命令的可能性允许其它可能性或未来需求。
可以根据上述实施方式提供控制单元与灌溉装置之间的通信系统,所述通信系统的主控制单元100既具有模块10,还具有射频收发器101,所述模块10具有用于与一些控制单元线连接的终端A和B,如图1所示,所述射频收发器101用于与其它控制单元进行空中通信,如图2所示。
对于图1中的系统,当不存在能量消耗问题时,例如当控制单元100和A1...An为电网供电或者具有充电电池时,可以通过省去线40并使每个控制单元直接接地来减少电线的数量。

Claims (9)

1.灌溉装置的主控制单元(100)与灌溉装置的至少一个次控制单元(A1...An)之间的通信系统,特别用于电池供电的控制单元,每个控制单元(100,A1...An)包括用于将数据发送给其它控制单元和从其它控制单元接收数据的模块(10,20),其特征在于:所述主控制单元(100)和所述至少一个次控制单元(A1...An)包括机构(4),该机构(4)用于只在所述主控制单元(100)与至少一个次控制单元(A1...An)之间的数据交换所需要的时间段(T,T1...Tn)内向所述数据发送和接收模块供电。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于:所述系统包括线(30),该线(30)连接在主控制单元(100)的用于接收和发送数据的模块(10)和至少一个次控制单元(A1...An)的用于接收和发送数据的模块(20)之间。
3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于:所述系统还包括另一根线(40),该另一根线(40)连接在所述主控制单元(100)和所述至少一个次控制单元(A1...An)之间,所述主控制单元(100)或所述至少一个次控制单元(A1...An)通过在另一根线(40)上发送有关所述主控制单元(100)和所述至少一个次控制单元(A1...An)之间数据交换请求的信息来激活所述另一根线(40),并在数据交换结束后使所述另一根线(40)失活。
4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于:所述系统包括多个次控制单元(A1...An),该多个次控制单元中的控制单元连接至所述线(30)和所述另一根线(40),所述主控制单元(100)通过在所述另一根线(40)上发送有关所述主控制单元(100)和所述多个次控制单元(A1...An)中的一些次控制单元之间数据交换请求的信息来激活所述另一根线(40),并在数据交换结束后使所述另一根线(40)失活。
5.根据权利要求3或4所述的系统,其特征在于:所述另一根线(40)被激活后,所述主控制单元(100)和所述至少一个次控制单元(A1...An)激活各自的用于接收和发送数据的模块(10,20)。
6.根据权利要求1所述的系统,其特征在于:所述主控制单元(100)和所述至少一个次控制单元(A1...An)均具有收发器(101,200),该收发器通过空气与各自的模块(10,20)相连,所述模块(10,20)用于在所述主控制单元(100)和所述至少一个次控制单元(A1...An)之间接收和发送数据。
7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于:所述主控制单元(100)通过每隔预定的时间间隔(Tp)发送命令的方式使所述至少一个次控制单元(A1...An)同步化,所述至少一个次控制单元(A1...An)在所述命令被发出的时候激活其自身的收发器(200)。
8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于:所述系统包括多个次控制单元(A1...An),每一个所述预定的时间间隔(Tp)包括多个顺序排列的时间窗口(T1...Tn),这些时间窗口的数目相当于所述多个次控制单元(A1...An)的次控制单元(A1...An)数目,每个所述时间窗口(T1...Tn)均被分配给单个次控制单元,因此所述次控制单元只有在所分配的用于与所述主控制单元进行数据发送和接收的所述时间窗口内才激活其自身的收发器(200)。
9.根据权利要求1所述的系统,其特征在于:所述主控制单元(100)和所述至少一个次控制单元(A1...An)的用于给所述数据发送和接收模块(10,20)供电的所述机构(4)包括带存储器的数据处理装置(4,8),所述存储器上安装并运行着应用软件。
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