CN108547996A - 基于无线光伏的电磁阀控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无线光伏的电磁阀控制器，包含太阳能板、锂电池、充电电路；所述太阳能板、充电电路、锂电池依次连接；所述基于无线光伏的电磁阀控制器还包含处理器、无线通讯模块、电磁阀升压电路；所述处理器分别与无线通讯模块、电磁阀升压电路相连。通过本发明，解决了电磁阀控制的安装挖沟、穿线、埋线以及庞大能源问题，降低了成本，增强了系统的稳定性。

Description

基于无线光伏的电磁阀控制器

技术领域

本发明涉及农业监控领域，尤其涉及一种基于无线光伏的电磁阀控制器。

背景技术

随着农业现代化和规模化的加大，在大田灌溉方面使用自动化操作的需求越来越强烈。而现有电磁阀控制均采用有线的控制方式，即在控制中心的控制柜里对每个电磁阀引一根两芯的电源线，而且该线因大田里面不能布36V以上的电线，故线都比较粗，同时最远距离不能超过2Km（采用进口电磁阀才能达到的效果，如果国产电磁阀因电流消耗大距离还要缩减一半以上），故线材成本高，铺设距离有限。

同时，大田里有耗子等、也要耕作，损坏的可能性较大，布线的时候要尽量避免被损坏，故要大范围挖沟、埋线、穿管、修线井。导致布线成本很高、增加灌溉区域麻烦（施工量大、周期长、花钱多）、出现故障线路很不好维修。

现在还有一种减少布线成本的电磁阀控制方案，就是采用总线式的控制方案。即所有电磁阀每个配个一个控制器在旁边，或者几个电磁阀配有一个控制器，线路采用220V供电和有线信号传输，控制是的主控制器与每个分控制器通信，从而实现控制每个电磁阀的目的。

这个实现方案一样的回存在挖沟、穿线、埋线等问题，只是布线量少了很多。同时，该方案会存在一个问题，采用低压呢线路长了电磁阀一多就没法用了，故绝大部分采用的是220V交流电供电，这样就会存在很严重的安全问题。

另外这种总线是的实现方式，如果中间某一根线被耗子咬断或者耕作者挖断，后面所有的电磁阀均不能操作，且如果是弄断的地方短路，整个系统将处于瘫痪。而线路是埋在地线并穿管，故障点找起来也很麻烦。非专业人员是找不到故障点。

为了解决上述问题，本发明提出一种基于无线光伏的电磁阀控制器。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种基于无线光伏的电磁阀控制器，所述基于无线光伏的电磁阀控制器包含太阳能板、锂电池、充电电路；所述太阳能板、充电电路、锂电池依次连接；

所述基于无线光伏的电磁阀控制器还包含处理器、无线通讯模块、电磁阀升压电路；所述处理器分别与无线通讯模块、电磁阀升压电路相连；

所述无线通信模块为GPRS无线通信模块、433M无线模块、蓝牙通信模块、ZIGBEE无线通信模块、红外通信模块中的一种；

所述充电电路包括依次连接接的整流电路、稳压芯片，所述太阳能板、整流电路、稳压芯片依次连接，所述太能板的正输出端与整流电路的正输入端相连，所述整流电路的正输出端与所述稳压芯片的正输入端相连，所述稳压芯片的正输出端与所述处理器、无线通讯模块的电源输入端相连，为所述处理器、无线通讯模块供电。

优选的，所述一体化光伏无线气象站还包含太阳能板；

所述太阳能板的正极、第一二极管的负极、第一电阻的第一端、第一二极管的正极相连；所述太阳能板的负极接地；

第一电阻的第二端通过第一发光二极管D1连接第二MOS管的漏极，第二MOS管的源极接地；

第一二极管的第二端分别与第二电阻的第一端、第三电阻的第二端、第一MOS管的源极相连，第二电阻的第二端分别与第四电阻的第二端、第二MOS管的栅极相连，第四电阻的第一端与处理器相连；

所述第二MOS管的漏极与第五电阻的第一端相连，第五电阻的第二端与第三电阻的第一端、第一MOS管的栅极相连；

所述第一MOS管的漏极与HT7350的第二脚、HT7350的第四脚相连，HT7350的第一脚接地，HT7350的第三脚分别与蓄电池的正极、第一电容的正极、HT7333的第二脚、HT7333的第四脚、第十三电容的第一端相连；

所述HT7333的第三脚分别与处理器的电源引脚、第十二电容的第一端、第十四电容的第一端、第十五电容的第一端相连，

第十二电容的第二端、第十四电容的第二端、第十五电容的第二端、第十三电容的第二端、第一电容的第二端、蓄电池的负极、HT7333的第1脚相连并接地。

优选的，所述蓄电池的正极连接至电磁阀升压电路的电源输入端，电磁阀升压电路的电源输出端与电磁阀驱动电路的电源输入端相连，用于为电磁阀供电；

所述电磁阀升压电路包含控制输入端、电源输入端、电源输出端，所述电源输入端分别与第十一电阻的第一端、第九电容的第一端、第三MOS管的源极相连，所述第十一电阻的第二端分别与第九电容的第二端、第三MOS管的栅极相连；

所述控制输入端与第十七电阻的第一端相连，第十七电阻的第二端分别与第十八电阻的第一端、第十MOS管的栅极相连，

第十八电阻的第二端、第十MOS管的源极相连并接地；

第十MOS管的漏极通过第十九电阻与第三MOS管的栅极相连；

第三MOS管的漏极分别与第十电阻的第一端、MP1542的第六脚、MP1542的第七脚、第一电感的第一端、第五电容的第一端、第三电容的第一端相连，所述第十电阻的第二端与第九电阻的第一端和MP1542的第三脚相连，

MP1542的第八脚与所述第八电容的第一端相连；

第九电阻的第二脚分别与第八电容的第二端、MP1542的第四脚相连并接地；

第一电感的第二端与MP1542的第五脚、第二二极管的正极相连，

第二二极管的负极相连通过第六电阻与MP1542的第二脚相连，

所述MP1542的第二脚通过第七电阻接地；

所述MP1542的第一脚通过第七电容、第八电阻接地；

所述MP1542的第六脚通过第五电容接地；所述MP1542的第六脚通过第三电容接地；

所述第二二极管的负极分别通过第二电容、第四电容、第六电容、第十电容接地；

所述第二二极管的负极作为电磁阀升压电路的电源输出端，所述电源输出端连接电磁阀驱动电路的电源输入端；

所述电磁阀驱动电路的第一控制信号输入端与所述处理器相连，所述第一控制信号输入端通过第十三电阻接地，所述第一控制信号输入端分别与第六MOS管的栅极、第八MOS管的栅极相连，第六MOS管的漏极与第四MOS管的栅极相连，第四MOS管的漏极与第五MOS管的漏极、第十二电阻的第一端、第十一电容的第一端，第十二电阻的第二端、第十一电容的第二端均与第七MOS管的漏极相连，第七MOS管的漏极分别与第八MOS管的漏极相连，第七MOS管的栅极与第十五电阻的第二端、第九MOS管的漏极相连，第九MOS管的栅极作为第二控制信号输入端，分别与所述第五MOS管的栅极、处理器、第十四电阻的第一端相连，所述第十四电阻的第二端、第九MOS管的源极、第八MOS管的源极、第五MOS管的源极、第六MOS管的源极接地；

第六MOS管的漏极通过第十六电阻与电磁阀驱动电路的电源输入端相连；

第四MOS管的源极、第七MOS管的源极、第十五电阻的第一端均与电源输入端相连；

所述第一电容的两端作为电磁阀驱动电路的输出端，与电磁阀并联。

优选的，所述基于无线光伏的电磁阀控制器还包含电池电压检测电路，所述电池电压检测电路的输入端与蓄电池的正极相连，蓄电池的正极通过第二十四电阻连接至SGM8521的第三脚和第二十三电阻的第一脚，所述第二十三电阻的第二脚接地，所述SGM8521的第一脚和第四脚相连，所述SGM8521的第二脚接地，所述SGM8521的第五脚与HT7333的第三脚相连，所述SGM8521的第四脚通过第二十二电阻连接至处理器，HT7333的第三脚通过第十八电容接地。

由此可见，本发明的有益效果在于：该系统的相对于目前所有控制系统有如下优势：A）最远稳定通讯距离>5KM，基本可以实现国内所有园区的集中控制需求。B）精准故障判定功能，让园区设备维护和使用人员清晰明了系统各点的运行情况，和故障处理。C）该设备让工程的安装省去了大量的挖沟、穿线、埋线等工作，省去了大量的线材、穿线管使用，不用布线也就不用做线井解决了很大的工程成本。D）使用该控制器，可以很方便的将现在使用的灌溉管网改成电磁阀控制，以便采用远程控制等物联网控制途径。E）在已有系统上增加控制区域数量也变的很方便，成本很低。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的工作流程图；

图3为充电电路的电路图；

图4为升压电路的原理图；

图5是电磁阀驱动电路的原理图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，一种基于无线光伏的电磁阀控制器，所述基于无线光伏的电磁阀控制器包含太阳能板、锂电池、充电电路；所述太阳能板、充电电路、锂电池依次连接；

所述基于无线光伏的电磁阀控制器还包含处理器、无线通讯模块、电磁阀升压电路；所述处理器分别与无线通讯模块、电磁阀升压电路相连；

所述无线通信模块为GPRS无线通信模块、433M无线模块、蓝牙通信模块、ZIGBEE无线通信模块、红外通信模块中的一种；

所述充电电路包括依次连接接的整流电路、稳压芯片，所述太阳能板、整流电路、稳压芯片依次连接，所述太能板的正输出端与整流电路的正输入端相连，所述整流电路的正输出端与所述稳压芯片的正输入端相连，所述稳压芯片的正输出端与所述处理器、无线通讯模块的电源输入端相连，为所述处理器、无线通讯模块供电。

如图2所示，系统上电CPU将初始化系统时钟、各种信号检测端口初始化、升压电路初始化并判断是否能正常工作、查看电池阀电压方向控制能否正常工作，将所有硬件的功能状态在通讯的过程中发送给控制中心，如果有异常控制中心很快可以看出系统问题，工作人员方便做相应处理。

系统初始化完成之后，CPU不断检测电池电量情况，太阳能能量情况最大限度的将能量收集起来。同时通过无线收到的控制中心相关命令，读取命令则直接将系统当前状态发送回控制中心，如果是控制电磁阀开关命令，则控制电磁阀打开关闭之后将系统最新的各个硬件状态发送回控制中心。

优选的，如图3所示，所述一体化光伏无线气象站还包含太阳能板；

所述太阳能板的正极、第一二极管的负极、第一电阻的第一端、第一二极管的正极相连；所述太阳能板的负极接地；

第一电阻的第二端通过第一发光二极管D1连接第二MOS管的漏极，第二MOS管的源极接地；

第一二极管的第二端分别与第二电阻的第一端、第三电阻的第二端、第一MOS管的源极相连，第二电阻的第二端分别与第四电阻的第二端、第二MOS管的栅极相连，第四电阻的第一端与处理器相连；

所述第二MOS管的漏极与第五电阻的第一端相连，第五电阻的第二端与第三电阻的第一端、第一MOS管的栅极相连；

所述第一MOS管的漏极与HT7350的第二脚、HT7350的第四脚相连，HT7350的第一脚接地，HT7350的第三脚分别与蓄电池的正极、第一电容的正极、HT7333的第二脚、HT7333的第四脚、第十三电容的第一端相连；

所述HT7333的第三脚分别与处理器的电源引脚、第十二电容的第一端、第十四电容的第一端、第十五电容的第一端相连，

第十二电容的第二端、第十四电容的第二端、第十五电容的第二端、第十三电容的第二端、第一电容的第二端、蓄电池的负极、HT7333的第1脚相连并接地。

优选的，所述蓄电池的正极连接至电磁阀升压电路的电源输入端，电磁阀升压电路的电源输出端与电磁阀驱动电路的电源输入端相连，用于为电磁阀供电；

如图4所示，所述电磁阀升压电路包含控制输入端、电源输入端、电源输出端，所述电源输入端分别与第十一电阻的第一端、第九电容的第一端、第三MOS管的源极相连，所述第十一电阻的第二端分别与第九电容的第二端、第三MOS管的栅极相连；

所述控制输入端与第十七电阻的第一端相连，第十七电阻的第二端分别与第十八电阻的第一端、第十MOS管的栅极相连，

第十八电阻的第二端、第十MOS管的源极相连并接地；

第十MOS管的漏极通过第十九电阻与第三MOS管的栅极相连；

第三MOS管的漏极分别与第十电阻的第一端、MP1542的第六脚、MP1542的第七脚、第一电感的第一端、第五电容的第一端、第三电容的第一端相连，所述第十电阻的第二端与第九电阻的第一端和MP1542的第三脚相连，

MP1542的第八脚与所述第八电容的第一端相连；

第九电阻的第二脚分别与第八电容的第二端、MP1542的第四脚相连并接地；

第一电感的第二端与MP1542的第五脚、第二二极管的正极相连，

第二二极管的负极相连通过第六电阻与MP1542的第二脚相连，

所述MP1542的第二脚通过第七电阻接地；

所述MP1542的第一脚通过第七电容、第八电阻接地；

所述MP1542的第六脚通过第五电容接地；所述MP1542的第六脚通过第三电容接地；

所述第二二极管的负极分别通过第二电容、第四电容、第六电容、第十电容接地；

所述第二二极管的负极作为电磁阀升压电路的电源输出端，所述电源输出端连接电磁阀驱动电路的电源输入端，如图5所示。

所述电磁阀驱动电路的第一控制信号输入端与所述处理器相连，所述第一控制信号输入端通过第十三电阻接地，所述第一控制信号输入端分别与第六MOS管的栅极、第八MOS管的栅极相连，第六MOS管的漏极与第四MOS管的栅极相连，第四MOS管的漏极与第五MOS管的漏极、第十二电阻的第一端、第十一电容的第一端，第十二电阻的第二端、第十一电容的第二端均与第七MOS管的漏极相连，第七MOS管的漏极分别与第八MOS管的漏极相连，第七MOS管的栅极与第十五电阻的第二端、第九MOS管的漏极相连，第九MOS管的栅极作为第二控制信号输入端，分别与所述第五MOS管的栅极、处理器、第十四电阻的第一端相连，所述第十四电阻的第二端、第九MOS管的源极、第八MOS管的源极、第五MOS管的源极、第六MOS管的源极接地；

第六MOS管的漏极通过第十六电阻与电磁阀驱动电路的电源输入端相连；

第四MOS管的源极、第七MOS管的源极、第十五电阻的第一端均与电源输入端相连；

所述第一电容的两端作为电磁阀驱动电路的输出端，与电磁阀并联。

优选的，所述基于无线光伏的电磁阀控制器还包含电池电压检测电路，所述电池电压检测电路的输入端与蓄电池的正极相连，蓄电池的正极通过第二十四电阻连接至SGM8521的第三脚和第二十三电阻的第一脚，所述第二十三电阻的第二脚接地，所述SGM8521的第一脚和第四脚相连，所述SGM8521的第二脚接地，所述SGM8521的第五脚与HT7333的第三脚相连，所述SGM8521的第四脚通过第二十二电阻连接至处理器，HT7333的第三脚通过第十八电容接地。

需要说明的是，对于前述的各个方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某一些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和单元并不一定是本申请所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、ROM、RAM等。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.基于无线光伏的电磁阀控制器，其特征在于，所述基于无线光伏的电磁阀控制器包含太阳能板、锂电池、充电电路；所述太阳能板、充电电路、锂电池依次连接；

所述基于无线光伏的电磁阀控制器还包含处理器、无线通讯模块、电磁阀升压电路；所述处理器分别与无线通讯模块、电磁阀升压电路相连；

所述无线通信模块为GPRS无线通信模块、433M无线模块、蓝牙通信模块、ZIGBEE无线通信模块、红外通信模块中的一种；

所述充电电路包括依次连接接的整流电路、稳压芯片，所述太阳能板、整流电路、稳压芯片依次连接，所述太能板的正输出端与整流电路的正输入端相连，所述整流电路的正输出端与所述稳压芯片的正输入端相连，所述稳压芯片的正输出端与所述处理器、无线通讯模块的电源输入端相连，为所述处理器、无线通讯模块供电。

2.如权利要求1所述的基于无线光伏的电磁阀控制器，其特征在于，所述一体化光伏无线气象站还包含太阳能板和充电电路，具体连接关系为；

所述太阳能板的正极、第一二极管的负极、第一电阻的第一端、第一二极管的正极相连；所述太阳能板的负极接地；

第一电阻的第二端通过第一发光二极管D1连接第二MOS管的漏极，第二MOS管的源极接地；

第一二极管的第二端分别与第二电阻的第一端、第三电阻的第二端、第一MOS管的源极相连，第二电阻的第二端分别与第四电阻的第二端、第二MOS管的栅极相连，第四电阻的第一端与处理器相连；

所述第二MOS管的漏极与第五电阻的第一端相连，第五电阻的第二端与第三电阻的第一端、第一MOS管的栅极相连；

所述第一MOS管的漏极与HT7350的第二脚、HT7350的第四脚相连，HT7350的第一脚接地，HT7350的第三脚分别与蓄电池的正极、第一电容的正极、HT7333的第二脚、HT7333的第四脚、第十三电容的第一端相连；

所述HT7333的第三脚分别与处理器的电源引脚、第十二电容的第一端、第十四电容的第一端、第十五电容的第一端相连，

第十二电容的第二端、第十四电容的第二端、第十五电容的第二端、第十三电容的第二端、第一电容的第二端、蓄电池的负极、HT7333的第1脚相连并接地。

3.如权利要求1所述的基于无线光伏的电磁阀控制器，其特征在于，所述蓄电池的正极连接至电磁阀升压电路的电源输入端，电磁阀升压电路的电源输出端与电磁阀驱动电路的电源输入端相连，用于为电磁阀供电；

所述电磁阀升压电路包含控制输入端、电源输入端、电源输出端，所述电源输入端分别与第十一电阻的第一端、第九电容的第一端、第三MOS管的源极相连，所述第十一电阻的第二端分别与第九电容的第二端、第三MOS管的栅极相连；

所述控制输入端与第十七电阻的第一端相连，第十七电阻的第二端分别与第十八电阻的第一端、第十MOS管的栅极相连，

第十八电阻的第二端、第十MOS管的源极相连并接地；

第十MOS管的漏极通过第十九电阻与第三MOS管的栅极相连；

第三MOS管的漏极分别与第十电阻的第一端、MP1542的第六脚、MP1542的第七脚、第一电感的第一端、第五电容的第一端、第三电容的第一端相连，所述第十电阻的第二端与第九电阻的第一端和MP1542的第三脚相连，

MP1542的第八脚与所述第八电容的第一端相连；

第九电阻的第二脚分别与第八电容的第二端、MP1542的第四脚相连并接地；

第一电感的第二端与MP1542的第五脚、第二二极管的正极相连，

第二二极管的负极相连通过第六电阻与MP1542的第二脚相连，

所述MP1542的第二脚通过第七电阻接地；

所述MP1542的第一脚通过第七电容、第八电阻接地；

所述MP1542的第六脚通过第五电容接地；所述MP1542的第六脚通过第三电容接地；

所述第二二极管的负极分别通过第二电容、第四电容、第六电容、第十电容接地；

所述第二二极管的负极作为电磁阀升压电路的电源输出端，所述电源输出端连接电磁阀驱动电路的电源输入端；

所述电磁阀驱动电路的第一控制信号输入端与所述处理器相连，所述第一控制信号输入端通过第十三电阻接地，所述第一控制信号输入端分别与第六MOS管的栅极、第八MOS管的栅极相连，第六MOS管的漏极与第四MOS管的栅极相连，第四MOS管的漏极与第五MOS管的漏极、第十二电阻的第一端、第十一电容的第一端，第十二电阻的第二端、第十一电容的第二端均与第七MOS管的漏极相连，第七MOS管的漏极分别与第八MOS管的漏极相连，第七MOS管的栅极与第十五电阻的第二端、第九MOS管的漏极相连，第九MOS管的栅极作为第二控制信号输入端，分别与所述第五MOS管的栅极、处理器、第十四电阻的第一端相连，所述第十四电阻的第二端、第九MOS管的源极、第八MOS管的源极、第五MOS管的源极、第六MOS管的源极接地；

第六MOS管的漏极通过第十六电阻与电磁阀驱动电路的电源输入端相连；

第四MOS管的源极、第七MOS管的源极、第十五电阻的第一端均与电源输入端相连；

所述第一电容的两端作为电磁阀驱动电路的输出端，与电磁阀并联。

4.如权利要求3所述的基于无线光伏的电磁阀控制器，其特征在于，所述基于无线光伏的电磁阀控制器还包含电池电压检测电路，所述电池电压检测电路的输入端与蓄电池的正极相连，蓄电池的正极通过第二十四电阻连接至SGM8521的第三脚和第二十三电阻的第一脚，所述第二十三电阻的第二脚接地，所述SGM8521的第一脚和第四脚相连，所述SGM8521的第二脚接地，所述SGM8521的第五脚与HT7333的第三脚相连，所述SGM8521的第四脚通过第二十二电阻连接至处理器，HT7333的第三脚通过第十八电容接地。

5.如权利要求4所述的基于无线光伏的电磁阀控制器，其特征在于，所述处理器为MSP430F2132。

6.如权利要求5所述的基于无线光伏的电磁阀控制器，其特征在于，所述第一MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第七MOS管为AO3401，第五MOS管、第六MOS管、第八MOS管、第九MOS管、第十MOS管为AO3400。