CN105404214B - 一种太阳能增氧机智能控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能增氧机智能控制系统及方法,该系统包括主控模块、太阳能电池板、蓄电池和增氧泵,该系统还包括:设置在太阳能电池板上充电管理模块,通过设置在蓄电池上的电池电压采集模块与主控模块相连的电源管理模块,与主控模块相连的ID设置模块、雨滴传感器、温度传感器和短信控制模块,在短信控制模式下接收向所述主控模块发送的控制信号,并当系统检测到故障时通过短信的形式将报警信息发送到指定的电话号码。本发明能够对增氧泵的工作状态进行智能的控制,并且能够监测系统的故障状态;提高增氧泵的工作效率,实现了增氧泵的远程控制和智能化控制。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能利用领域,尤其涉及一种太阳能增氧机智能控制系统及方法。
背景技术
目前市面上的增氧机装置,大多功能简单,使用时存在许多问题。例如,同类产品使用的电源都是市电交流电,在一些偏远地区尤其是山区显得尤为不方便,甚至可以说是使用不了;普通的太阳能增氧机,存在电压不配套,功耗较高,安装体积较大,后期维护较为复杂等问题。另一方面,目前的增氧机设备缺乏远程控制的功能,所以当将增氧机设置在偏远地区,大面积水域等地方时,难以对已经投放使用的增氧机设备进行更改设置和控制,所以需要对增氧机加强远程控制的功能和方法;并且在增氧机的投放时间较长,且投放数量较大的时候,难以人为的对其进行控制,对它们一个个的进行设置修改是一件费时费力的工作,所以需要增加增氧机自身对外界环境情况进行判断,并根据不同的情况进行智能调整工作状态的功能,这样一来可以大大提高现有装置的工作效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中增氧机装置功能单一,缺乏远程控制和智能控制功能的缺陷,提供一种能够使用短信对增氧机进行远程控制,并配合多种传感器采集外界数据进行智能控制的太阳能增氧机智能控制系统及方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
本发明提供一种太阳能增氧机智能控制系统,包括主控模块、太阳能电池板、蓄电池和增氧泵,该系统还包括:
充电管理模块,设置在所述太阳能电池板上,所述充电管理模块通过太阳能电压采集模块与所述主控模块相连;用于将采集到的蓄电池电压发送给所述主控模块,并根据不同的电压状态采取不同的充电模式;
电源管理模块,通过设置在蓄电池上的电池电压采集模块与所述主控模块相连;所述电源管理模块包括大电压稳压模块和低电压稳压模块,所述大电压稳压模块用于将蓄电池输出的电压转换为增氧泵使用的稳定的工作电压,所述低电压稳压模块用于将蓄电池输出的电压转换为较低的电压值,为所述主控模块提供工作电压;
ID设置模块,与所述主控模块相连,用于对系统中的不同增氧泵设置ID,并将设置的结果发送给所述主控模块;
雨滴传感器,与所述主控模块相连,用于判断天气状况是否为下雨,并将判断结果的信号发送给所述主控模块;
温度传感器,与所述主控模块相连,用于采集环境的温度信号,并将温度信号发送给所述主控模块;
短信控制模块,与所述主控模块相连,用于在短信控制模式下接收向所述主控模块发送的控制信号,并当系统检测到故障时通过短信的形式将报警信息发送到指定的电话号码,该报警信息包括故障发生的增氧泵对应的ID和发生的故障状态,该故障状态由所述主控模块根据采集到的温度信号、是否下雨的判断结果、增氧泵的工作电流和工作电压进行综合判断。
进一步地,本发明的该系统还包括红外遥控模块,该模块与所述主控模块相连,用于接收来自红外遥控发送的增氧泵控制信号,并将其发送给所述主控模块。
进一步地,本发明的该系统还包括增氧泵工作电流采集模块,该模块设置在增氧泵和所述主控模块之间,将采集到的增氧泵的工作电流信号发送给所述主控模块。
进一步地,本发明的该系统还包括LED报警模块,该模块与所述主控模块相连,用于在系统发生故障时发出报警信号。
进一步地,本发明的该系统还包括增氧泵通断控制电路,设置在增氧泵和所述主控模块之间,用于根据所述主控模块发送的控制信号对增氧泵的工作状态进行控制。
本发明提供一种太阳能增氧机智能控制方法,包括以下步骤:
S1、获取蓄电池的电压信息,太阳能电池板的电压信息,雨滴传感器判断天气是否下雨状态,温度传感器采集外部温度信号,主控模块获取采集到的各种工作信号,并对其进行校准;
S2、将校准的工作信号与各自的正常工作状态的标准值进行比较,若外部温度、天气、电池电压和太阳能电池板电压都满足标准值,则进入增氧泵工作状态;
若外部温度、天气、电池电压和太阳能电池板电压存在不满足标准值的项,则发出故障报警信号;
S3、当进入增氧泵工作状态时,判断是否为短信控制模式,若为短信控制模式,则一直检测是否收到控制短信,直到收到控制短信后根据短信内容对增氧泵的工作状态和蓄电池的充电状态进行控制;
若不是短信控制模式,则进行人工操作,对增氧泵的工作状态和蓄电池的充电状态进行控制;
S4、主控模块根据采集到的外部温度所属区间,对增氧泵的工作状态进行控制;根据蓄电池电压和太阳能电池板电压,对蓄电池的充电状态进行控制。
进一步地,本发明的步骤S1中采集到的工作信号进行校准的方法具体为:
蓄电池电压采集模块实时采集蓄电池的电压信息,并对蓄电池电压进行分压处理,进而对其增加校准值,校准后的实际电压的计算公式为:
(float)adc1*(3.3/4096)*8.5*(1+B_adjust*0.01)
其中,adc1为采集到的电压原始值,B_adjust为校准值;
太阳能电池板电压采集模块实时采集太阳能电池板的电压信息,并对其进行校准,校准后的实际电压的计算公式为:
V_ba*2-9.5*(float)adc2*(3.3/4096)+S_adjust*0.01
其中,S_adjust为校准值,adc2为采集到的电压原始值,V_ba为电池电压值。
进一步地,本发明的步骤S2中将校准的工作信号与各自的正常工作状态的标准值进行比较的具体方法为:
在采集到外部温度后,设立温度标志位,该标志位初始值为1,当温度小于15℃时,标志位置为0;当温度大于等于15℃时,标志位重置为1;
在采集到外部是否下雨的信号之后,设立下雨标志位,该标志位初始值为1,当下雨时该标志位置为0;当不下雨时,计时一小时后再将该标志位置为1;
在采集到蓄电池电压信号之后,设立电池电压标志位,该标志位初始值为1,当采集到电池电压小于11.2V时,将标志位置为0;当电池电压恢复到11.6V时将标志位恢复为1;
在采集到太阳能电池板电压之后,设立太阳能电池板标志位,该标志位初始值为1,当采集到太阳能板电池电压小于5V时,该标志位置为0;计时两小时之后再将该标志位置为1。
进一步地,本发明的步骤S4中主控模块根据采集到的外部温度所属区间,对增氧泵的工作状态进行控制的具体方法为:
若温度<15℃,增氧泵停止工作;
若15℃≤温度<18℃,设置工作状态1为每工作2分钟,停止7分钟;设置工作状态2为每工作2分钟,停止8分钟;
若18℃≤温度<22℃,设置工作状态1为每工作3分钟,停止7分钟;设置工作状态2为每工作2分钟,停止6分钟;
若22℃≤温度<28℃,设置工作状态1为每工作3分钟,停止5分钟;设置工作状态2为每工作2分钟,停止5分钟;
若28℃≤温度,设置工作状态1为每工作3分钟,停止4分钟;设置工作状态2为每工作2分钟,停止4分钟。
进一步地,本发明的步骤S4中根据蓄电池电压和太阳能电池板电压,对蓄电池的充电状态进行控制的具体方法为:
若蓄电池电压>13.2V,蓄电池为正常状态;
若10.2V<蓄电池电压<13.2V,蓄电池为欠压状态,则对其先进行直充,再进行浮充;
若蓄电池电压<10.2V,蓄电池为过放状态,则对其依次进行提升充、直充和浮充。
本发明产生的有益效果是:本发明的太阳能增氧机智能控制系统,通过充电管理模块和电源管理模块对增氧泵的充电状态进行智能控制,达到不同电压状态下的充电控制的功能;通过系统的多种传感器对外界环境信号进行采集,由主控模块进行处理分析,对增氧泵的工作状态进行智能的控制,并且能够监测系统的故障状态;通过短信控制的方式,可以对多个增氧泵进行远程控制,并能够接收增氧泵的故障信息,实现远程监控;本发明可以提高增氧泵的工作效率,实现了增氧泵的远程控制和智能化控制。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1是本发明实施例的太阳能增氧机智能控制系统的结构框图;
图2是本发明实施例的太阳能增氧机智能控制系统的STM32主控模块的原理图;
图3是本发明实施例的太阳能增氧机智能控制系统的ID设置模块的原理图;
图4是本发明实施例的太阳能增氧机智能控制系统的太阳能充电管理模块的原理图;
图5是本发明实施例的太阳能增氧机智能控制系统的增氧泵通断控制模块的原理图;
图6(a)是本发明实施例的太阳能增氧机智能控制系统的电池电压采集模块的原理图;
图6(b)是本发明实施例的太阳能增氧机智能控制系统的太阳能电压采集模块的原理图;
图7是本发明实施例的太阳能增氧机智能控制方法的流程图;
图8是本发明实施例的太阳能增氧机智能控制方法的报警程序流程图;
图9是本发明实施例的太阳能增氧机智能控制方法的增氧泵工作流程图;
图10是本发明实施例的太阳能增氧机智能控制方法的太阳能充电流程图;
图中,1-主控模块,2-充电管理模块,21-太阳能电压采集模块,3-电源管理模块,31-电池电压采集模块,4-ID设置模块,5-雨滴传感器,6-温度传感器,7-红外遥控模块,8-短信控制模块,9-LCD显示模块,10-LED报警模块,11-增氧泵工作电流采集模块,12-增氧泵通断控制电路。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1所示,本发明实施例的太阳能增氧机智能控制系统,包括主控模块1、太阳能电池板、蓄电池和增氧泵,该系统还包括:
充电管理模块2,设置在所述太阳能电池板上,充电管理模块2通过太阳能电压采集模块21与主控模块1相连;用于将采集到的蓄电池电压发送给主控模块1,并根据不同的电压状态采取不同的充电模式;
电源管理模块3,通过设置在蓄电池上的电池电压采集模块31与主控模块1相连;电源管理模块3包括大电压稳压模块和低电压稳压模块,大电压稳压模块用于将蓄电池输出的电压转换为增氧泵使用的稳定的工作电压,低电压稳压模块用于将蓄电池输出的电压转换为较低的电压值,为所述主控模块1提供工作电压;
ID设置模块4,与主控模块1相连,用于对系统中的不同增氧泵设置ID,并将设置的结果发送给主控模块1;
雨滴传感器5,与主控模块1相连,用于判断天气状况是否为下雨,并将判断结果的信号发送给主控模块1;
温度传感器6,与主控模块1相连,用于采集环境的温度信号,并将温度信号发送给主控模块1;
短信控制模块8,与主控模块1相连,用于在短信控制模式下接收向主控模块1发送的控制信号,并当系统检测到故障时通过短信的形式将报警信息发送到指定的电话号码,该报警信息包括故障发生的增氧泵对应的ID和发生的故障状态,该故障状态由主控模块1根据采集到的温度信号、是否下雨的判断结果、增氧泵的工作电流和工作电压进行综合判断。
系统还包括:红外遥控模块7,该模块与主控模块1相连,用于接收来自红外遥控发送的增氧泵控制信号,并将其发送给主控模块1;增氧泵工作电流采集模块11,该模块设置在增氧泵和主控模块1之间,将采集到的增氧泵的工作电流信号发送给主控模块1;LED报警模块10,该模块与主控模块1相连,用于在系统发生故障时发出报警信号;增氧泵通断控制电路12,设置在增氧泵和主控模块1之间,用于根据主控模块1发送的控制信号对增氧泵的工作状态进行控制。
如图2所示,本发明实施例的主控模块1采用STM32单片机,STM32主控模块以STM32F103RCT6芯片为主控芯片。
如图3所示,本发明实施例的ID设置模块4以拨码开关设置,实质就是拨码开关电路。当某一路开关打开时向对应IO口输出低电平,关闭时输出高电平。
如图4所示,本发明实施例的充电管理模块2中,电池的VCC与太阳能电池板的VCC一直连通,通过三极管、MOS管的通断来控制电池和太阳能电池板GND的通断从而控制太阳能充电的状态。
如图5所示,本发明实施例的增氧泵通断控制电路12中,对应的单片机IO口输出高低电平控制三极管的通断从而控制MOS管的通断。当单片机IO口输出低电平“0”时,增氧泵工作;当输出高电平“1”时,增氧泵停止工作。
如图6(a)、图6(b)所示,本发明实施例中的电池电压采集模块31和太阳能电压采集模块21,由于电池与太阳能板的输出电流均较大,因此直接采用大电阻分压的电路采集两者的电压。
在增氧泵电流采集模块11中,通过一个高精度采样电阻将电流信号转换为电压信号,再经过一个LM358运放电路输入单片机AD采集口中。
短信控制模块8采用SIM900A模块,采用GSM的模式。
电源管理模块3分为大电压稳压模块、低电压稳压模块以及电源指示灯。由于蓄电池输出电压不稳定以及系统需要较为稳定的工作电压,因此需要大电压稳压模块,该模块以LM2576-5.0V芯片为核心,配以电容滤波。STM32核心板有一个固定的工作电压,因此需要低电压稳压模块,该模块以ASM1117-3.3V芯片为核心。
LED报警模块10分为高亮LED报警模块以及普通LED报警模块。由于高亮LED功耗较大,电流较大,所以直接用电源供电,通过三极管控制其亮或灭。而普通LED电流较小,因此直接接入单片机IO口,控制其亮灭。
该系统还带有LCD显示模块9,用于显示功能设置的内容和报警信息等内容。
本发明利用太阳能供电,通过太阳能充电模块将太阳能电池板产生的电能储存进蓄电池中,蓄电池通过电源管理模块对整个系统进行供电,其中STM32主控模块通过太阳能电池板电压采集模块21以及电池电压采集模块获取到太阳能板的电压信息。雨滴传感器5给主控板提供天气状况是否下雨的信息,温度传感器6提供外界的温度,产品ID设置模块设置ID号,红外遥控模块7对系统的参数进行设置,增氧泵工作电流采集模块11可以获取到增氧泵工作时的电流大小。STM32主控模块在获取到以上的信息之后,对太阳能充电状态以及增氧泵的工作状态进行控制,并且在系统检测到某些故障时可以发出报警信号。
如图7所示,本发明实施例的太阳能增氧机智能控制方法,用于实现本发明实施例的太阳能增氧机智能控制系统,包括以下步骤:
S1、获取蓄电池的电压信息,太阳能电池板的电压信息,雨滴传感器判断天气是否下雨状态,温度传感器采集外部温度信号,主控模块获取采集到的各种工作信号,并对其进行校准;
S2、将校准的工作信号与各自的正常工作状态的标准值进行比较,若外部温度、天气、电池电压和太阳能电池板电压都满足标准值,则进入增氧泵工作状态;
若外部温度、天气、电池电压和太阳能电池板电压存在不满足标准值的项,则发出故障报警信号;
S3、当进入增氧泵工作状态时,判断是否为短信控制模式,若为短信控制模式,则一直检测是否收到控制短信,直到收到控制短信后根据短信内容对增氧泵的工作状态和蓄电池的充电状态进行控制;
若不是短信控制模式,则进行人工操作,对增氧泵的工作状态和蓄电池的充电状态进行控制;
S4、主控模块根据采集到的外部温度所属区间,对增氧泵的工作状态进行控制;根据蓄电池电压和太阳能电池板电压,对蓄电池的充电状态进行控制。
雨滴传感器4采集天气是否下雨的信号,具体的数据是电压信号,当该模块输出的电压信号为3.3V时,则天气为晴朗。经过几次实际测试之后,在该模块输出的电压信号在2.2V以下时,则应判断为天气为下雨状态。
温度传感器5采集外部温度信号,由于每一个传感器都可能存在误差,因此需要对温度测量值进行校准,以T_adjust为校准值,为Temp为采集值,则主控模块1测得的最后温度为:
Temp+T_adjust
电池电压采集模块31采集电池的实时电压值,由于电池电压较高,而主控板的AD最高只能采集3.3V的电压,因此对电池电压进行了分压处理。由于元器件存在一定的误差,因此对采集到的电压值增加了校准值。以adc1为采集到的电压原始值,B_adjust为校准值,则最后的实际电压值为
(float)adc1*(3.3/4096)*8.5*(1+B_adjust*0.01)
其中校准值由技术人员通过红外遥控器输入。
太阳能电池板电压采集模块采集太阳能电池板的实时电压值,其原理与电池电压采集模块相似,由于太阳能电池板与电池共VCC而不共GND,因此主控板最后实际测得的太阳能电池板电压与电池电压有关系。以S_adjust为校准值,adc2为采集到的电压原始值,V_ba为电池电压值,则最后的实际电压值为:
V_ba*2-9.5*(float)adc2*(3.3/4096)+S_adjust*0.01
其中校准值也是由技术人员通过红外遥控器输入。
增氧泵工作电流采集模块11采集增氧泵的实时工作电流,该模块将电流信号转换为电压信号,通过主控板的AD直接采集该电压信号,将该电压值与增氧泵正常工作时所对应的的电压相比较以判断增氧泵是否出现故障。
在采集到外界温度之后,设立温度标志位,该标志位初始值为1,当温度小于15时,标志位置为0;当温度大于等于15时,标志位重置为1。
在采集到外界是否下雨的信号之后,设立下雨标志位,该标志位初始值为1,当下雨时该标志位置为0;当不下雨时,计时一小时后再将该标志位置为1。
在采集到电池电压信号之后,设立电池电压标志位,该标志位初始值为1,当采集到电池电压小于11.2V时,将标志位置为0;由于电池电压在增氧泵开启和未开启的情况下,会相差0.2V左右,因此只有当电池电压恢复到11.6V时才将标志位恢复为1。
在采集到太阳能电池板电压之后,设立太阳能电池板标志位,该标志位初始值为1,当采集到太阳能板电池电压小于5V时,该标志位置为0;计时两小时之后再将该标志位置为1。
在采集到增氧泵工作电流转换而来的电压之后,设立增氧泵工作状态标志位,该标志位初始值为1。首先在确认任意一型工作正常工作电流小于5A的增氧泵正常工作的情况下,采集到其对应的电压,并将该电压值作为增氧泵工作的标准,而后将采集到的实时电压与该标准进行比较,在增氧泵应当开启的条件下,当大于或下于其超过30%时,将增氧泵工作状态标志位置为0;当采集到的电压与标准值之差恢复到30%以内时,将标志位重置为1。
在工作模式选择功能中,主要是检测IO口的电平状态,当为低电平时,工作时间为一组状态,IO口电平为高电平时,工作时间为另一组状态,由此实现了两组工作模式的选择功能。
增氧泵的工作条件为外界温度、天气、电池电压以及太阳能板电池电压都满足。这四个条件以温度标志位、下雨标志位、电池电压标志位、太阳能电池板标志位为标准,当四个标志位都为1时,程序才进入增氧泵工作状态。
在系统的报警功能中,实现两种报警方式,一种是指示灯报警方式,通过三个LED灯的不同工作状态来指示出现哪种故障。当一号LED闪烁并且高亮LED灯低频率闪烁时时,系统进入了工作状态;当二号LED灯闪烁时,电池为低电压状态;当三号LED灯闪烁时,外界为下雨;当二、三号LED灯常亮时,增氧泵出现了故障。在出现了以上三种的任意一种故障时,高亮LED灯高频率闪烁,以提醒技术人员查看故障状态。这三种故障是以电池电压标志位、雨标志位以及增氧泵工作状态标志位为标准判断。
另一种为短信报警方式,在技术人员将系统设置为短信控制模式之后,出现故障时会以短信方式通知技术人员。首先系统读取到ID设置模块设置的ID号,在出现三种故障状态中的任意一种时,进入报警功能,其后系统判断三种故障标志位中哪一种为1,当下雨标志位为0时,短信内容设置为0;电池电压标志位为0时,短信内容设置为1;增氧泵工作状态标志位为0时,短信内容设置为2。然后将ID号和短信内容发送到设定的电话号码上。
系统开机之后进入系统初始化程序,初始化完成之后进入工作程序。
如图8所示,首先是判定是否为短信控制模式,如果选择的是短信控制模式则进入短信控制模式程序,否则进入非短信控制程序。在短信控制程序中,一直检测系统是否收到短信,在收到短信的时候对短信进行分析,将短信的电话号码与设置的电话号码进行比对,以及短信内容是否“1”,两个都满足时进入太阳能电池板状态判断程序,当短信内容为“0”且号码符合时则增氧泵停止工作,当号码不符合设定的号码或短信内容不符合要求时系统将自动略去此条信息。在非短信控制程序中,直接进入太阳能电池板状态检测程序。
在太阳能电池板状态检测程序中,当太阳能电池板电压某一限定值时,进入电池状态检测程序,当太阳能电池板电压不大于某一限定值时则在计时一固定时间之后进入电池状态检测程序。
在电池状态检测程序中,首先检测电池电压是否大于某一电池限定电压值,当大于此值时,进入下一步判断程序;当不大于此值时,触发报警程序,并且判断是否大于另一个限定值,当大于此值时进入下一步判断程序,若不大于此值是则增氧泵停止工作直至电池电压恢复正常。
在天气状况判断程序中,当检测到天气下雨时则增氧泵不工作并且触发报警程序,当天气不下雨时则进入增氧泵工作程序。
如图9所示,主控模块根据采集到的外部温度所属区间,对增氧泵的工作状态进行控制的具体方法为:
若温度<15℃,增氧泵停止工作;
若15℃≤温度<18℃,设置工作状态1为每工作2分钟,停止7分钟;设置工作状态2为每工作2分钟,停止8分钟;
若18℃≤温度<22℃,设置工作状态1为每工作3分钟,停止7分钟;设置工作状态2为每工作2分钟,停止6分钟;
若22℃≤温度<28℃,设置工作状态1为每工作3分钟,停止5分钟;设置工作状态2为每工作2分钟,停止5分钟;
若28℃≤温度,设置工作状态1为每工作3分钟,停止4分钟;设置工作状态2为每工作2分钟,停止4分钟。
如图10所示,根据蓄电池电压和太阳能电池板电压,对蓄电池的充电状态进行控制的具体方法为:
若蓄电池电压>13.2V,蓄电池为正常状态;
若10.2V<蓄电池电压<13.2V,蓄电池为欠压状态,则对其先进行直充,再进行浮充;
若蓄电池电压<10.2V,蓄电池为过放状态,则对其依次进行提升充、直充和浮充。
在本发明的太阳能充电功能中:首先采样太阳能极板两端电压,再判断蓄电池电压,根据蓄电池的电压状态(过放、欠压、正常)来采取不同的充电措施。充电过程采用PWM方式,如果发生过放动作,充电先要达到提升充电电压,并保持十分钟,然后降到直充电压保持十分钟,以激活蓄电池,避免硫化结晶,最后降到浮充电压并保持。如果没有发生过放,就不会有提升充电方式,以免蓄电池失水,这些自动控制过程将使蓄电池达到最佳充电效果并保持或延长蓄电池使用寿命。
应当理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种太阳能增氧机智能控制系统,包括主控模块(1)、太阳能电池板、蓄电池和增氧泵,其特征在于,该系统还包括:
充电管理模块(2),设置在所述太阳能电池板上,所述充电管理模块(2)通过电压采集模块(21)与所述主控模块(1)相连;用于将采集到的蓄电池电压发送给所述主控模块(1),并根据不同的电压状态采取不同的充电模式;
电源管理模块(3),通过设置在蓄电池上的电池电压采集模块(31)与所述主控模块(1)相连;所述电源管理模块(3)包括大电压稳压模块和低电压稳压模块,所述大电压稳压模块用于将蓄电池输出的电压转换为增氧泵使用的稳定的工作电压,所述低电压稳压模块用于将蓄电池输出的电压转换为较低的电压值,为所述主控模块(1)提供工作电压;
ID设置模块(4),与所述主控模块(1)相连,用于对系统中的不同增氧泵设置ID,并将设置的结果发送给所述主控模块(1);
雨滴传感器(5),与所述主控模块(1)相连,用于判断天气状况是否为下雨,并将判断结果的信号发送给所述主控模块(1);
温度传感器(6),与所述主控模块(1)相连,用于采集环境的温度信号,并将温度信号发送给所述主控模块(1);
短信控制模块(8),与所述主控模块(1)相连,用于在短信控制模式下接收向所述主控模块(1)发送的控制信号,并当系统检测到故障时通过短信的形式将报警信息发送到指定的电话号码,该报警信息包括故障发生的增氧泵对应的ID和发生的故障状态,该故障状态由所述主控模块(1)根据采集到的温度信号、是否下雨的判断结果、增氧泵的工作电流和工作电压进行综合判断;
该系统还包括红外遥控模块(7),该模块与所述主控模块(1)相连,用于接收来自红外遥控发送的增氧泵控制信号,并将其发送给所述主控模块(1)。
2.根据权利要求1所述的太阳能增氧机智能控制系统,其特征在于,该系统还包括增氧泵工作电流采集模块(11),该模块设置在增氧泵和所述主控模块(1)之间,将采集到的增氧泵的工作电流信号发送给所述主控模块(1)。
3.根据权利要求1所述的太阳能增氧机智能控制系统,其特征在于,该系统还包括LED报警模块(10),该模块与所述主控模块(1)相连,用于在系统发生故障时发出报警信号。
4.根据权利要求1所述的太阳能增氧机智能控制系统,其特征在于,该系统还包括增氧泵通断控制电路(12),设置在增氧泵和所述主控模块(1)之间,用于根据所述主控模块(1)发送的控制信号对增氧泵的工作状态进行控制。
5.一种太阳能增氧机智能控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、获取蓄电池的电压信息,太阳能电池板的电压信息,雨滴传感器判断天气是否下雨状态,温度传感器采集外部温度信号,主控模块获取采集到的各种工作信号,并对其进行校准;
采集到的工作信号进行校准的方法具体为:
蓄电池电压采集模块实时采集蓄电池的电压信息,并对蓄电池电压进行分压处理,进而对其增加校准值,校准后的实际电压的计算公式为:
(float)adc1*(3.3/4096)*8.5*(1+B_adjust*0.01)
其中,adc1为采集到的电压原始值,B_adjust为校准值;
太阳能电池板电压采集模块实时采集太阳能电池板的电压信息,并对其进行校准,校准后的实际电压的计算公式为:
V_ba*2-9.5*(float)adc2*(3.3/4096)+S_adjust*0.01
其中,S_adjust为校准值,adc2为采集到的电压原始值,V_ba为电池电压值;
S2、将校准的工作信号与各自的正常工作状态的标准值进行比较,若外部温度、天气、电池电压和太阳能电池板电压都满足标准值,则进入增氧泵工作状态;
若外部温度、天气、电池电压和太阳能电池板电压存在不满足标准值的项,则发出故障报警信号;
S3、当进入增氧泵工作状态时,判断是否为短信控制模式,若为短信控制模式,则一直检测是否收到控制短信,直到收到控制短信后根据短信内容对增 氧泵的工作状态和蓄电池的充电状态进行控制;
若不是短信控制模式,则进行人工操作,对增氧泵的工作状态和蓄电池的充电状态进行控制;
S4、主控模块根据采集到的外部温度所属区间,对增氧泵的工作状态进行控制;根据蓄电池电压和太阳能电池板电压,对蓄电池的充电状态进行控制。
6.根据权利要求5所述的太阳能增氧机智能控制方法,其特征在于,步骤S2中将校准的工作信号与各自的正常工作状态的标准值进行比较的具体方法为:
在采集到外部温度后,设立温度标志位,该标志位初始值为1,当温度小于15℃时,标志位置为0;当温度大于等于15℃时,标志位重置为1;
在采集到外部是否下雨的信号之后,设立下雨标志位,该标志位初始值为1,当下雨时该标志位置为0;当不下雨时,计时一小时后再将该标志位置为1;
在采集到蓄电池电压信号之后,设立电池电压标志位,该标志位初始值为1,当采集到电池电压小于11.2V时,将标志位置为0;当电池电压恢复到11.6V时将标志位恢复为1;
在采集到太阳能电池板电压之后,设立太阳能电池板标志位,该标志位初始值为1,当采集到太阳能板电池电压小于5V时,该标志位置为0;计时两小时之后再将该标志位置为1。
7.根据权利要求5所述的太阳能增氧机智能控制方法,其特征在于,步骤S4中主控模块根据采集到的外部温度所属区间,对增氧泵的工作状态进行控制的具体方法为:
若温度<15℃,增氧泵停止工作;
若15℃≤温度<18℃,设置工作状态1为每工作2分钟,停止7分钟;设置工作状态2为每工作2分钟,停止8分钟;
若18℃≤温度<22℃,设置工作状态1为每工作3分钟,停止7分钟;设置工作状态2为每工作2分钟,停止6分钟;
若22℃≤温度<28℃,设置工作状态1为每工作3分钟,停止5分钟;设置工作状态2为每工作2分钟,停止5分钟;
若28℃≤温度,设置工作状态1为每工作3分钟,停止4分钟;设置工作状态2为每工作2分钟,停止4分钟。
8.根据权利要求5所述的太阳能增氧机智能控制方法,其特征在于,步骤S4中根据蓄电池电压和太阳能电池板电压,对蓄电池的充电状态进行控制的具体方法为:
若蓄电池电压>13.2V,蓄电池为正常状态;
若10.2V<蓄电池电压<13.2V,蓄电池为欠压状态,则对其先进行直充,再进行浮充;
若蓄电池电压<10.2V,蓄电池为过放状态,则对其依次进行提升充、直充和浮充。
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