CN104247655A - 一种自动滴灌控制器 - Google Patents
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Abstract
一种自动滴灌控制器，属于自动控制装置领域。包括控制器部分和供电部分；包括传感器、A/D转换电路、电磁阀、主控制芯片和看门狗；传感器与A/D转换电路相连接；电磁阀与电磁阀驱动电路相连接；A/D转换电路、电磁阀驱动电路和看门狗均与主控芯片相连接；包括电源管理芯片、超级电容、锂电池、电源转换电路和太阳能电池板；其中超级电容、锂电池和太阳能板均与电源管理芯片相连接；超级电容、锂电池均与电源转换电路相连接；电源转换电路与主控芯片相连接。通过太阳能作为主要能量来源、以超级电容作为主要储能和供电元件，具有很好的环境适应能力和较长的使用时间，将无线智能控制技术与滴灌技术相结合，可有效节约管理成本与生产成本，适合大面积推广。
Description
技术领域
本发明属于自动控制装置领域，尤其涉及一种自动滴灌控制器。
背景技术
随着经济的快速发展，能源危机日益突出，伴随着环境问题也越来越严重。对于西北地区，大量的农作物土地在种植的过程中需要灌溉，然而由于电力及水利设施的限制，使得上述地区的农业发展也受到了影响。目前，滴灌控制系统有靠人力控制的半自动化控制系统和高级程序化的智能化滴灌控制系统。对自动滴灌系统而言，在田间地区布设有线线路，既增加了系统成本，同时也给维护带来了巨大的困难。因此，采用无线智能控制手段对滴灌系统进行管理，已成为国内外农业自动灌溉系统发展的趋势，现有无线滴灌控制器存在功耗大、电池使用寿命较短。而目前的自动控制技术已趋于成熟，但功耗方面也没有特别的限制，国内外比较成熟的滴灌控制器设备多采用外接220V 电源，长期大田灌溉耗电量很大，大大提升了自动滴灌的成本。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，提供一种利用太阳能进行供电的自动滴灌控制器。
一种自动滴灌控制器，包括控制器部分和供电部分；其特征在于：其中控制器部分包括传感器、A/D转换电路、电磁阀、电磁阀驱动电路、主控制芯片和看门狗电路；传感器与A/D转换电路相连接；电磁阀与电磁阀驱动电路相连接；A/D转换电路、电磁阀驱动电路和看门狗电路均与主控芯片相连接；供电部分部分包括电源管理芯片、超级电容、锂电池、电源转换电路和太阳能电池板；其中超级电容、锂电池和太阳能板均与电源管理芯片相连接；超级电容与电源转换电路相连接；锂电池与电源转换电路相连接；电源转换电路与主控芯片相连接。
本发明所述的自动滴灌控制器，其特征在于所述主控芯片选用无线网络通信模块ZICM2410。
本发明所述的自动滴灌控制器，其特征在于所述无线网络通信方式为ZigBee通信技术。
本发明所述的自动滴灌控制器，其特征在于所述超级电容的规格为60F、2.7V，最低放电电压为1.8V。
本发明所述的自动滴灌控制器，其特征在于所述超级电容设置为四组。
本发明所述的自动滴灌控制器，其特征在于所述电源管理芯片为SM72441。
本发明所述的自动滴灌控制器，其特征在于所述A/D转换电路采用芯片为TLC1543。
本发明所述的自动滴灌控制器，其特征在于所述超级电容和锂电池后端设置三个DC/DC电源转换芯片。
本发明所述自动滴灌控制器，通过太阳能作为主要能量来源、以超级电容作为主要储能和供电元件的低功耗无线自动滴灌控制器具有很好的环境适应能力和较长的使用时间，将无线智能控制技术与滴灌技术相结合，尤其适合在太阳能资源丰富的地区使用，可以有效节约管理成本与生产成本，适合大面积推广。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
一种自动滴灌控制器，包括控制器部分和供电部分；其特征在于：其中控制器部分包括传感器、A/D转换电路、电磁阀、电磁阀驱动电路、主控制芯片和看门狗电路；传感器与A/D转换电路相连接；电磁阀与电磁阀驱动电路相连接；A/D转换电路、电磁阀驱动电路和看门狗电路均与主控芯片相连接；供电部分部分包括电源管理芯片、超级电容、锂电池、电源转换电路和太阳能电池板；其中超级电容、锂电池和太阳能板均与电源管理芯片相连接；超级电容与电源转换电路相连接；锂电池与电源转换电路相连接；电源转换电路与主控芯片相连接。
本发明所述的自动滴灌控制器，所述主控芯片选用无线网络通信模块ZICM2410，核心芯片电路完成对电源管理芯片、电源转换芯片的电源功耗管理与充放电管理，控制AD 转换芯片与相应传感器的工作，接收主控计算机指令，对电磁阀控制与驱动电路进行控制。设置独立的看门狗电路，防止控制电路出现死机状态。AD 转换部分及传感器电路受控于主芯片，并通过低功耗的AD 转换芯片TLC1543 向主控芯片发送传感器数据。电磁阀控制与驱动电路则完成对电磁阀的控制功能，电磁阀采用节能型的门闩式电磁阀，该电磁阀利用永久磁石产生的磁力来保持通断的状态，在掉电时保持原有状态，无须电流维持；通过对电磁阀正向或反向通电，来控制电磁阀的通断状态。所述无线网络通信方式为ZigBee通信技术。所述超级电容的规格为60F、2.7V，最低放电电压为1.8V。所述超级电容设置为四组，由于传统的蓄电池存在可充电次数少、不适合大电流放电、受环境影响较大等缺点，因此在本文中的供电系统设计中主要采用超级电容组作为主要的储能和供电元件。超级电容作为一种绿色的、可反复充电次数几乎没有限制、适应能力更强的储能元件，越来越受到业内界瞩目。所述电源管理芯片为SM72441，此芯片专为便携式太阳能充电设备所设计，内部集成了一个8 通道，12位的AD 转换器，可实现自动浮充管理，也可采用PWM 可编程控制浮充管理，转换效率最高可达98.5%，工作电流典型值为10mA, 静态电流小于1μA，可通过外围硬件设置芯片的最大输出电压、最大输出电流、更新速率。锂电池，过放电保护电压为3V，容量为500mAh，同样由一块SM72441 控制太阳能充电，当检测为后备电源，通常在超级电容无法为整个系统供电时启用，规格采用过充保护电压为4.2V 到锂电池已充满后由主控芯片切断充电。在光照充足的情况下，系统供电依靠超级电容的放电；当光照条件较差，主控芯片切换到锂电池供电。为防止锂电池在启用时给超级电容反向充电，增加系统不必要的损耗，两种供电模式在硬件设计上被相互隔断。所述A/D转换电路采用芯片为TLC1543。所述超级电容和锂电池后端设置三个DC/DC电源转换芯片。
Claims (8)
1.一种自动滴灌控制器，包括控制器部分和供电部分；其特征在于：其中控制器部分包括传感器、A/D转换电路、电磁阀、电磁阀驱动电路、主控制芯片和看门狗电路；传感器与A/D转换电路相连接；电磁阀与电磁阀驱动电路相连接；A/D转换电路、电磁阀驱动电路和看门狗电路均与主控芯片相连接；供电部分部分包括电源管理芯片、超级电容、锂电池、电源转换电路和太阳能电池板；其中超级电容、锂电池和太阳能板均与电源管理芯片相连接；超级电容与电源转换电路相连接；锂电池与电源转换电路相连接；电源转换电路与主控芯片相连接。
2.如权利要求1所述的自动滴灌控制器，其特征在于所述主控芯片选用无线网络通信模块ZICM2410。
3.如权利要求2所述的自动滴灌控制器，其特征在于所述无线网络通信方式为ZigBee通信技术。
4.如权利要求1所述的自动滴灌控制器，其特征在于所述超级电容的规格为60F、2.7V，最低放电电压为1.8V。
5.如权利要求1或4所述的自动滴灌控制器，其特征在于所述超级电容设置为四组。
6.如权利要求1所述的自动滴灌控制器，其特征在于所述电源管理芯片为SM72441。
7.如权利要求1所述的自动滴灌控制器，其特征在于所述A/D转换电路采用芯片为TLC1543。
8.如权利要求1所述的自动滴灌控制器，其特征在于所述超级电容和锂电池后端设置三个DC/DC电源转换芯片。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201410496374.7A CN104247655A (zh) | 2014-09-25 | 2014-09-25 | 一种自动滴灌控制器 |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104247655A true CN104247655A (zh) | 2014-12-31 |
Family
ID=52183163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN201410496374.7A Pending CN104247655A (zh) | 2014-09-25 | 2014-09-25 | 一种自动滴灌控制器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107242107A (zh) * | 2017-07-24 | 2017-10-13 | 苏州普兆农业科技有限公司 | 一种光伏扬水灌溉系统 |
| CN110161912A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-08-23 | 上海交通大学 | 用于大型变量喷灌机的单阀脉宽调制控制器 |
| CN110235757A (zh) * | 2019-07-17 | 2019-09-17 | 腾色智能科技(南京)有限公司 | 一种智能控制器 |
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2014
- 2014-09-25 CN CN201410496374.7A patent/CN104247655A/zh active Pending
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|---|---|---|---|---|
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20141231 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |