CN104712811A - 基于北斗系统的自动阀门控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于北斗系统的自动阀门控制系统，其特征在于：主要由监控终端（1），通过无线网络和卫星信号远程与监控终端（1）相连接的服务平台（2）组成；所述监控终端（1）由自动阀门（11），与自动阀门（11）相连接的传感器（12），与传感器（12）相连接的北斗RDSS模块（13），以及与自动阀门（11）相连接的控制单元（14）组成；而服务平台（2）则由服务器（22），均与服务器（22）相连接的无线通信模块（23）和北斗卫星系统（21）组成，本发明通过北斗系统的数据输输功能将监测数据发送到服务平台，因其采用卫星通信，可以全天候无盲点的工作。同时，控制单元设置有双稳态触发电路，其反应迅速，准确度高，在很大程度上保障生产安全。
Description
技术领域
本发明涉及无线控制领域，具体是指基于北斗系统的自动阀门控制系统。
背景技术
随着现代工业的发展，自动阀门越来越普及，因其具有结构简单、价格便宜等特点被广泛应用于风、水、汽等的输送系统中，给工业生产和生活带来了很大的便利。
然而，在使用自动阀门时，传统的自动阀门控制系统无法精准的对自动阀门进行控制，给安全生产带来了很大的局限性。
发明内容
本发明的目的在于克服目前所使用的自动阀门控制系统无法精准的对自动阀门进行控制的缺陷，提供一种基于北斗系统的自动阀门控制系统。
本发明的目的用以下技术方案实现：基于北斗系统的自动阀门控制系统，主要由监控终端，通过无线网络和卫星信号远程与监控终端相连接的服务平台组成；所述监控终端由自动阀门，与自动阀门相连接的传感器，与传感器相连接的北斗RDSS模块，以及与自动阀门相连接的控制单元组成；而服务平台则由服务器，均与服务器相连接的无线通信模块和北斗卫星系统组成，该无线通信模块通过无线网络与控制单元相连接，而北斗卫星系统则通过卫星信号与北斗RDSS模块相连接；所述控制单元由信号接收器，与信号接收器相连接的信号滤波电路，与信号滤波电路相连接的信号筛选电路，与信号筛选电路相连接的信号放大电路，与信号筛选电路相连接的与非门振荡电路，和与非门振荡电路相连接的双稳态触发电路，以及同时与信号放大电路和双稳态触发电路相连接的信号缓冲电路组成。
进一步的，所述的信号滤波电路由三极管VT1，正极和负极均与信号接收器相连接的极性电容C1，一端与极性电容C1的正极相连接、另一端与三极管VT1的集电极相连接的电阻R1，正极与三极管VT1的集电极相连接、负极与极性电容C1的负极相连接的极性电容C2，P极与极性电容C1的负极相连接、N极与信号放大电路相连接的二极管D1，以及一端与三极管VT1的基极相连接、另一端与信号筛选电路相连接的电阻R2组成；所述三极管VT1的发射极与信号筛选电路相连接。
所述的信号筛选电路由三极管VT2，三极管VT3，三极管VT4，N极与三极管VT1的发射极相连接、P极经极性电容C3后与三极管VT4的基极相连接的二极管D2，一端与三极管VT2的发射极相连接、另一端与信号放大电路相连接的电阻R3，正极与三极管VT3的基极相连接、负极与信号放大电路相连接的极性电容C4，N极与二极管D2的N极相连接、P极与三极管VT3的集电极相连接的二极管D4，正极与三极管VT4的发射极相连接、负极与信号放大电路相连接的极性电容C6，一端与极性电容C6的正极相连接、另一端与信号放大电路相连接的电阻R5组成；所述三极管VT2的基极与电阻R2相连接、集电极与二极管D2的P极相连接，三极管VT3的基极与三极管VT4的基极相连接、发射极与信号放大电路相连接，三极管VT4的集电极同时与二极管D2的N极以及与非门振荡电路相连接、其发射极与信号放大电路相连接。
所述的信号放大电路由场效应管T，三极管VT5，三极管VT6，N极与极性电容C4的负极相连接、P极经电阻R4后同时与二极管D1的N极以及电阻R3相连接的二极管D3，一端与电阻R5相连接、另一端与场效应管T的漏极相连接的电阻R6，一端与极性电容C6的负极相连接、另一端与三极管VT5的发射极相连接的电阻R7，P极与三极管VT4的发射极相连接、N极则与三极管VT6的集电极相连接的二极管D5， P极经极性电容C5后与三极管VT3的发射极相连接、N极则与信号缓冲电路相连接、控制极与三极管VT6的基极相连接的晶闸管D6，以及正极与三极管VT6发射极相连接、负极则与晶闸管D6的N极相连接的极性电容C7组成；所述场效应管T的栅极与二极管D3的P极相连接、漏极还与三极管VT5的发射极相连接、源极与晶闸管D6的P极相连接，三极管VT5的集电极与三极管VT6的基极相连接、基极则与三极管VT6的集电极相连接。
所述与非门振荡电路由与非门Q1，与非门Q2，三极管VT7，正极经电阻R8后和与非门Q1的正相输入端相连接、负极则与三极管VT7的集电极相连接的极性电容C8，一端和与非门Q1的输出端相连接、另一端与三极管VT7的基极相连接的电阻R9，以及负极与三极管VT7的集电极相连接、正极则做为电路一输出端的极性电容C9组成；所述与非门Q1的正相输入端与二极管D4的N极相连接、反相输入端则和与非门Q2的输出端相连接，与非门Q2的正相输入端和与非门Q1的输出端相连接、其反相输入端和输出端均与双稳态触发电路相连接，三极管VT7的发射极接地。
所述的双稳态触发电路包括电阻R10，电阻R11，电阻R12，电阻R13，三极管VT8，三极管VT9，三极管VT10，二极管D8，二极管D7以及继电器K；三极管VT9的基极顺次经电阻R11以及电阻R10后和与非门Q2的反相输入端相连接、其发射极与信号缓冲电路相连接、集电极则经电阻R13后和与非门Q2的输出端相连接，三极管VT8的集电极与电阻R10和电阻R11的连接点相连接、发射极与信号缓冲电路相连接、基极则顺次经电阻R12和二极管D8后与三极管VT10的基极相连接，三极管VT10的集电极经继电器K后与极性电容C9的正极相连接、发射极则与信号缓冲电路相连接，二极管D7与继电器K相并联。
所述的信号缓冲电路由放大器P，N极经电阻R14后与三极管VT10的发射极相连接、P极则与晶闸管D6的N极相连接的稳压二极管D9，一端与稳压二极管D9的P极相连接、另一端与三极管VT8的发射极相连接的电阻R15，一端与三极管VT9的发射极相连接、另一端与三极管VT8的发射极相连接的电阻R16，一端与三极管VT8的发射极相连接、另一端与放大器P的反相输入端相连接的电阻R17，正极与三极管VT9的发射极相连接、负极则经极性电容C11后与稳压二极管D9的P极相连接的极性电容C10，一端与放大器P的正相输入端相连接、另一端与放大器P的输出端相连接的电阻R18组成；放大器P的输出端经继电器K的常闭触点K-1后做为电路的另一输出端。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
（1）本发明通过北斗系统的数据输送功能将监测数据发送到服务平台，因其采用卫星通信，可以全天候无盲点的工作。
（2）本发明中的控制单元设置有双稳态触发电路，其反应迅速，准确度高，在很大程度上保障生产安全。
附图说明
图1为本发明的整体结构框图；
图2为本发明控制单元的电路结构图。
以上附图中的附图标记为：
1—监控终端，2—服务平台，3—信号接收器，4—信号滤波电路，5—信号筛选电路，6—信号放大电路，7—与非门振荡电路，8—双稳态触发电路，9—信号缓冲电路，11—自动阀门，12—传感器，13—北斗RDSS模块，14—控制单元，21—北斗卫星系统，22—服务器，23—无线通信模块。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示，本发明主要由监控终端1和服务平台2组成。为了可以全天候无盲点的了解监控终端1的工作情况，服务平台2通过无线网络和卫星信号远程与监控终端1相连接。
该监控终端1由自动阀门11，与自动阀门11相连接的传感器12，与传感器12相连接的北斗RDSS模块13，以及与自动阀门11相连接的控制单元14组成。而该服务平台2由服务器22，均与服务器22相连接的无线通信模块23和北斗卫星系统21组成。北斗卫星系统21通过卫星信号与北斗RDSS模块13相连接，而该无线通信模块23则通过无线网络与控制单元14相连接。人们可以通过服务器22远程对自动阀门11进行控制。当本发明应用于气体输送系统中，如气体流量不合理或有气体泄露时，传感器12检测到相应的信号并传输给北斗RDSS模块，而北斗RDSS模块则通过卫星通信把检测信号传输给北斗卫星系统21，北斗卫星系统21把检测信号传输给服务器22，管理人员通过服务器22可以了解到自动阀门11的工作状态，并发出指令信号。该指令信号由无线通信模块23通过无线网络传输到控制单元14，由控制单元14对自动阀门11做出控制。为了更好的实施本发明，该传感器12优选为SS20.400型传感器，其灵敏度高，且适用于腐蚀环境中。而北斗RDSS模块13则优选为GYM2003B模块，其集成度高、功耗低。无线通信模块23则采用挪威NordicVLsl公司的NRF905无线收发模块。
如图2所示，该控制单元14由信号接收器3，与信号接收器3相连接的信号滤波电路4，与信号滤波电路4相连接的信号筛选电路5，与信号筛选电路5相连接的信号放大电路6，与信号筛选电路5相连接的与非门振荡电路7，和与非门振荡电路7相连接的双稳态触发电路8，以及同时与信号放大电路6和双稳态触发电路8相连接的信号缓冲电路9组成。为了更好的实施本发明，该信号接收器3采用 DATA-6123低功耗GPRS模块。
其中，信号滤波电路4可以对信号接收器3接收到的指令信号进行滤波处理，使信号更加平顺。其由三极管VT1，正极和负极均与信号接收器3相连接的极性电容C1，一端与极性电容C1的正极相连接、另一端与三极管VT1的集电极相连接的电阻R1，正极与三极管VT1的集电极相连接、负极与极性电容C1的负极相连接的极性电容C2，P极与极性电容C1的负极相连接、N极与信号放大电路6相连接的二极管D1，以及一端与三极管VT1的基极相连接、另一端与信号筛选电路5相连接的电阻R2组成；所述三极管VT1的发射极与信号筛选电路5相连接。
信号筛选电路5可以对信号做进一步筛选。其由三极管VT2，三极管VT3，三极管VT4，N极与三极管VT1的发射极相连接、P极经极性电容C3后与三极管VT4的基极相连接的二极管D2，一端与三极管VT2的发射极相连接、另一端与信号放大电路6相连接的电阻R3，正极与三极管VT3的基极相连接、负极与信号放大电路6相连接的极性电容C4，N极与二极管D2的N极相连接、P极与三极管VT3的集电极相连接的二极管D4，正极与三极管VT4的发射极相连接、负极与信号放大电路6相连接的极性电容C6，一端与极性电容C6的正极相连接、另一端与信号放大电路6相连接的电阻R5组成；所述三极管VT2的基极与电阻R2相连接、集电极与二极管D2的P极相连接，三极管VT3的基极与三极管VT4的基极相连接、发射极与信号放大电路6相连接，三极管VT4的集电极同时与二极管D2的N极以及与非门振荡电路7相连接、其发射极与信号放大电路6相连接。
信号放大电路6由场效应管T，三极管VT5，三极管VT6，N极与极性电容C4的负极相连接、P极经电阻R4后同时与二极管D1的N极以及电阻R3相连接的二极管D3，一端与电阻R5相连接、另一端与场效应管T的漏极相连接的电阻R6，一端与极性电容C6的负极相连接、另一端与三极管VT5的发射极相连接的电阻R7，P极与三极管VT4的发射极相连接、N极则与三极管VT6的集电极相连接的二极管D5， P极经极性电容C5后与三极管VT3的发射极相连接、N极则与信号缓冲电路9相连接、控制极与三极管VT6的基极相连接的晶闸管D6，以及正极与三极管VT6发射极相连接、负极则与晶闸管D6的N极相连接的极性电容C7组成；所述场效应管T的栅极与二极管D3的P极相连接、漏极还与三极管VT5的发射极相连接、源极与晶闸管D6的P极相连接，三极管VT5的集电极与三极管VT6的基极相连接、基极则与三极管VT6的集电极相连接。
所述与非门振荡电路7由与非门Q1，与非门Q2，三极管VT7，正极经电阻R8后和与非门Q1的正相输入端相连接、负极则与三极管VT7的集电极相连接的极性电容C8，一端和与非门Q1的输出端相连接、另一端与三极管VT7的基极相连接的电阻R9，以及负极与三极管VT7的集电极相连接、正极则做为电路一输出端的极性电容C9组成；所述与非门Q1的正相输入端与二极管D4的N极相连接、反相输入端则和与非门Q2的输出端相连接，与非门Q2的正相输入端和与非门Q1的输出端相连接、其反相输入端和输出端均与双稳态触发电路8相连接，三极管VT7的发射极接地。
所述的双稳态触发电路8包括电阻R10，电阻R11，电阻R12，电阻R13，三极管VT8，三极管VT9，三极管VT10，二极管D8，二极管D7以及继电器K；三极管VT9的基极顺次经电阻R11以及电阻R10后和与非门Q2的反相输入端相连接、其发射极与信号缓冲电路9相连接、集电极则经电阻R13后和与非门Q2的输出端相连接，三极管VT8的集电极与电阻R10和电阻R11的连接点相连接、发射极与信号缓冲电路9相连接、基极则顺次经电阻R12和二极管D8后与三极管VT10的基极相连接，三极管VT10的集电极经继电器K后与极性电容C9的正极相连接、发射极则与信号缓冲电路9相连接，二极管D7与继电器K相并联。
信号缓冲电路9由放大器P，N极经电阻R14后与三极管VT10的发射极相连接、P极则与晶闸管D6的N极相连接的稳压二极管D9，一端与稳压二极管D9的P极相连接、另一端与三极管VT8的发射极相连接的电阻R15，一端与三极管VT9的发射极相连接、另一端与三极管VT8的发射极相连接的电阻R16，一端与三极管VT8的发射极相连接、另一端与放大器P的反相输入端相连接的电阻R17，正极与三极管VT9的发射极相连接、负极则经极性电容C11后与稳压二极管D9的P极相连接的极性电容C10，一端与放大器P的正相输入端相连接、另一端与放大器P的输出端相连接的电阻R18组成；放大器P的输出端经继电器K的常闭触点K-1后做为电路的另一输出端。两个输出端与自动阀门11相连接。当振荡电路7起振后三极管VT8导通，进而使三极管VT10导通，这时继电器K得电其常闭触点K-1断开，从而使自动阀门11关闭，以保护生产现场。
如上所述，便可很好的实现本发明。
Claims (7)
1.基于北斗系统的自动阀门控制系统，其特征在于：主要由监控终端（1），通过无线网络和卫星信号远程与监控终端（1）相连接的服务平台（2）组成；所述监控终端（1）由自动阀门（11），与自动阀门（11）相连接的传感器（12），与传感器（12）相连接的北斗RDSS模块（13），以及与自动阀门（11）相连接的控制单元（14）组成；而服务平台（2）则由服务器（22），均与服务器（22）相连接的无线通信模块（23）和北斗卫星系统（21）组成，该无线通信模块（23）通过无线网络与控制单元（14）相连接，而北斗卫星系统（21）则通过卫星信号与北斗RDSS模块（13）相连接；所述控制单元（14）由信号接收器（3），与信号接收器（3）相连接的信号滤波电路（4），与信号滤波电路（4）相连接的信号筛选电路（5），与信号筛选电路（5）相连接的信号放大电路（6），与信号筛选电路（5）相连接的与非门振荡电路（7），和与非门振荡电路（7）相连接的双稳态触发电路（8），以及同时与信号放大电路（6）和双稳态触发电路（8）相连接的信号缓冲电路（9）组成。
2.根据权利要求1所述的基于北斗系统的自动阀门控制系统，其特征在于：所述的信号滤波电路（4）由三极管VT1，正极和负极均与信号接收器（3）相连接的极性电容C1，一端与极性电容C1的正极相连接、另一端与三极管VT1的集电极相连接的电阻R1，正极与三极管VT1的集电极相连接、负极与极性电容C1的负极相连接的极性电容C2，P极与极性电容C1的负极相连接、N极与信号放大电路（6）相连接的二极管D1，以及一端与三极管VT1的基极相连接、另一端与信号筛选电路（5）相连接的电阻R2组成；所述三极管VT1的发射极与信号筛选电路（5）相连接。
3.根据权利要求2所述的基于北斗系统的自动阀门控制系统，其特征在于：所述的信号筛选电路（5）由三极管VT2，三极管VT3，三极管VT4，N极与三极管VT1的发射极相连接、P极经极性电容C3后与三极管VT4的基极相连接的二极管D2，一端与三极管VT2的发射极相连接、另一端与信号放大电路（6）相连接的电阻R3，正极与三极管VT3的基极相连接、负极与信号放大电路（6）相连接的极性电容C4，N极与二极管D2的N极相连接、P极与三极管VT3的集电极相连接的二极管D4，正极与三极管VT4的发射极相连接、负极与信号放大电路（6）相连接的极性电容C6，一端与极性电容C6的正极相连接、另一端与信号放大电路（6）相连接的电阻R5组成；所述三极管VT2的基极与电阻R2相连接、集电极与二极管D2的P极相连接，三极管VT3的基极与三极管VT4的基极相连接、发射极与信号放大电路（6）相连接，三极管VT4的集电极同时与二极管D2的N极以及与非门振荡电路（7）相连接、其发射极与信号放大电路（6）相连接。
4.根据权利要求3所述的基于北斗系统的自动阀门控制系统，其特征在于：所述的信号放大电路（6）由场效应管T，三极管VT5，三极管VT6，N极与极性电容C4的负极相连接、P极经电阻R4后同时与二极管D1的N极以及电阻R3相连接的二极管D3，一端与电阻R5相连接、另一端与场效应管T的漏极相连接的电阻R6，一端与极性电容C6的负极相连接、另一端与三极管VT5的发射极相连接的电阻R7，P极与三极管VT4的发射极相连接、N极则与三极管VT6的集电极相连接的二极管D5， P极经极性电容C5后与三极管VT3的发射极相连接、N极则与信号缓冲电路（9）相连接、控制极与三极管VT6的基极相连接的晶闸管D6，以及正极与三极管VT6发射极相连接、负极则与晶闸管D6的N极相连接的极性电容C7组成；所述场效应管T的栅极与二极管D3的P极相连接、漏极还与三极管VT5的发射极相连接、源极与晶闸管D6的P极相连接，三极管VT5的集电极与三极管VT6的基极相连接、基极则与三极管VT6的集电极相连接。
5.根据权利要求4所述的基于北斗系统的自动阀门控制系统，其特征在于：所述与非门振荡电路（7）由与非门Q1，与非门Q2，三极管VT7，正极经电阻R8后和与非门Q1的正相输入端相连接、负极则与三极管VT7的集电极相连接的极性电容C8，一端和与非门Q1的输出端相连接、另一端与三极管VT7的基极相连接的电阻R9，以及负极与三极管VT7的集电极相连接、正极则做为电路一输出端的极性电容C9组成；所述与非门Q1的正相输入端与二极管D4的N极相连接、反相输入端则和与非门Q2的输出端相连接，与非门Q2的正相输入端和与非门Q1的输出端相连接、其反相输入端和输出端均与双稳态触发电路（8）相连接，三极管VT7的发射极接地。
6.根据权利要求5所述的基于北斗系统的自动阀门控制系统，其特征在于：所述的双稳态触发电路（8）包括电阻R10，电阻R11，电阻R12，电阻R13，三极管VT8，三极管VT9，三极管VT10，二极管D8，二极管D7以及继电器K；三极管VT9的基极顺次经电阻R11以及电阻R10后和与非门Q2的反相输入端相连接、其发射极与信号缓冲电路（9）相连接、集电极则经电阻R13后和与非门Q2的输出端相连接，三极管VT8的集电极与电阻R10和电阻R11的连接点相连接、发射极与信号缓冲电路（9）相连接、基极则顺次经电阻R12和二极管D8后与三极管VT10的基极相连接，三极管VT10的集电极经继电器K后与极性电容C9的正极相连接、发射极则与信号缓冲电路（9）相连接，二极管D7与继电器K相并联。
7.根据权利要求6所述的基于北斗系统的自动阀门控制系统，其特征在于：所述的信号缓冲电路（9）由放大器P，N极经电阻R14后与三极管VT10的发射极相连接、P极则与晶闸管D6的N极相连接的稳压二极管D9，一端与稳压二极管D9的P极相连接、另一端与三极管VT8的发射极相连接的电阻R15，一端与三极管VT9的发射极相连接、另一端与三极管VT8的发射极相连接的电阻R16，一端与三极管VT8的发射极相连接、另一端与放大器P的反相输入端相连接的电阻R17，正极与三极管VT9的发射极相连接、负极则经极性电容C11后与稳压二极管D9的P极相连接的极性电容C10，一端与放大器P的正相输入端相连接、另一端与放大器P的输出端相连接的电阻R18组成；放大器P的输出端经继电器K的常闭触点K-1后做为电路的另一输出端。
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| US4755943A (en) * | 1985-06-11 | 1988-07-05 | Societe Nationale Elf Aquitaine (Production) | Communications system between a station on the surface of a liquid medium and submerged control and monitoring means of a group of submerged well head valves |
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2015
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