CN109798386A - 一种电动阀控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种电动阀控制系统及其控制方法，涉及无线控制装置技术领域。所述控制系统包括电源、处理器、控制器、通信装置和电动阀，所述电源为处理器、控制器、通信装置和电动阀供电，所述处理器分别与通信装置和控制器相连，所述控制器连接至电动阀。本发明实施例能够解决现有电动阀控制系统施工维护成本高、功耗高以及控制信号不稳定的问题。

Description

一种电动阀控制系统及其控制方法

技术领域

本发明实施例涉及无线控制装置技术领域，具体涉及一种电动阀控制系统及其控制方法。

背景技术

农业是最古老的产业，随着农业水平的提高，农业规模化趋势得到加强。在大规模种植农作物的情况下，如何选择合适的电动阀控制系统，根据农作物的生长情况实现精准化灌溉成为重中之重。

目前的电动阀控制包括有线电动阀控制系统和GPRS方式电动阀控制系统，但是有线电动阀控制系统依靠布设电线，利用集中控制的方式进行控制。要依靠成本较高的电缆以及电缆的防护套管进行保护电缆。人工布设成本较高，在地形复杂的地方需要人工开沟，其成本有时候要远超设备成本，给生产带来经济负担。

GPRS方式电动阀控制系统利用GPRS的方式进行远程控制，由于GPRS功耗高，需要单独布设太阳能供电系统方可解决供电问题，个别区域GPRS信号覆盖不理想会导致控制不稳定的因素出现。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种电动阀控制系统及其控制方法，以解决现有电动阀控制系统施工维护成本高、功耗高以及控制信号不稳定的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，

提供一种电动阀控制系统，所述控制系统包括电源、处理器、控制器、通信装置和电动阀，所述电源为处理器、控制器、通信装置和电动阀供电，所述处理器分别与通信装置和控制器相连，所述控制器连接至电动阀。

进一步地，所述电源连接有电源变换器，所述电源变换器连接至通信装置和处理器。

进一步地，所述系统还设置有电源电压监测器，所述电源电压监测器分别连接电源和处理器。

进一步地，所述系统还设置有信号反馈装置，所述信号反馈装置的两端分别连接电动阀和处理器。

进一步地，所述通信装置包括LoRa集中器。

进一步地，所述系统还包括报警器，所述报警器与电压监测器相连。

根据本发明实施例的第二方面，

提供一种电动阀控制系统的控制方法，所述方法包括：用户使用移动终端将操作指令发送至云端服务器；云端服务器与通信装置建立连接，并将所述操作指令发送给通信装置；处理器从通信装置获取操作指令，并触发控制器控制电动阀执行所述操作指令的操作；信号反馈装置将电动阀的操作结果反馈至处理器；处理器再通过通信装置将所述操作结果回传至用户的移动终端。

进一步地，所述方法还包括：当电源电压监测器检测到电源电压低于电源的初始电压值时，处理器自动对电磁阀进行校准；当电源电压监测器检测到电源电压低于电源的预设下限值时，将报警信号发送至报警器，报警器发出警报。

本发明实施例具有如下优点：

本发明实施例采用电池式电源的供电方式，功耗低，节约资源；采用LoRa集中器无线通信装置，达到远程控制能够节约成本；通过电源电压监测器对电源进行实时监控，通过处理器对电动阀进行校准，实现电动阀的多角度灵活精准控制，具有极大的应用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例1提供的一种电动阀控制系统的结构示意图；

图2为本发明实施例2提供的一种电动阀控制系统的控制方法的流程图；

图中：电源01、处理器02、控制器03、通信装置04、电动阀05、电源变换器06、电源电压监测器07、信号反馈装置08、报警器09。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种电动阀控制系统，主要由电源01、处理器02、控制器03、通信装置04和电动阀05组成，所述电源01为处理器02、控制器03、通信装置04和电动阀05供电，所述处理器02分别与通信装置04和控制器03相连，所述控制器03连接至电动阀05。

参考图1，一种电动阀控制系统包括：

电源01，使用三节ER18505电池并联，以达到足够的电流输出能力，带动电动阀05电机的启动和运行，同时给电动阀控制系统的用电装置供电。其中，控制器03和电动阀05由电源01直接供电，供电电压为3.6V，以达到足够的电流输出能力。而通信装置04和处理器02需要经过电源变换器06对电源电压进行转换，所述电源变换器06连接至通信装置04和处理器02，采用DC-DC电源变换器06进行稳压变换使供电电压稳定在3.3V。另外，电动阀05在启动的时候电机需要的驱动电流较大，会使电池放电过大，电池的放电变化太大会对电池的使用寿命产生影响，所以需要在并联电池后端增加一个电池电容，通过此能够缓解电池放电过激，达到保护电池，延长电池使用寿命的目的。

处理器02，可以采用51等型号的单片机来实现其功能，主要用于处理用户发送的操作指令，并给控制器03下发指令触发电动阀05执行操作，并对信号反馈装置反馈的电动阀05动作信号进行处理。

控制器03，主要包括控制电路，控制电路主要由隔离电路、驱动电路、电机接口等常用电路组成，此控制电路只要能实现对电动阀05的控制即可，现有技术均有记载，在此不作详细描述。

通信装置04，用于实现电动阀05的远程控制，使用433MHz的通信频率，包括LoRa集中器。LoRa是LPWAN通信技术中的一种，是一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。这一方案改变了以往关于传输距离与功耗的折衷考虑方式，为用户提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量的系统，进而扩展传感网络。基于应用程序APP或PC客户端或设置好的控制逻辑，通过智能网关下发指令到LoRa集中器，再通过节点处理发送给处理器02进行指令的执行。

电动阀05，是用电动执行器控制阀门从而实现阀门的开和关的一种装置，本实施例的电动阀05优选地为角行程电动阀05：由角行程的电动执行器配合角行程的阀使用，实现阀门90度以内旋控制管道流体通断。

一种电动阀控制系统还包括：

电源电压监测器07，电源电压监测器07分别连接电源01和处理器02，用于对电源电压进行监督检测，保证电源电压的稳定性。在电动阀05开启的瞬间，因为电动阀05咬合橡胶圈以达到密封的目的，所以会需要很大的电流驱动，电机运行的速度也会比较慢，尤其是在电池电量下降之后，电动阀05的咬合时间会变长，导致在控制电动阀05开启15°或者30°等多角度的时候，达不到实际的角度，一般是小于要开启的角度。因此本实施例设置电源电压监测器07来监测电源电压，当电池的电压在启动的时候偏低，处理器02会计算电压的偏值，然后延长电动阀05的开启时间，以达到精准的控制角度开启。

信号反馈装置08，信号反馈装置08的两端分别连接电动阀05和处理器02，用于将电动阀05的操作结果反馈至处理器02。如：实际操作中，可以利用位置传感器获取电动阀05的开启角度。以达到对电动阀05的执行精准控制。

报警器09，报警器09与电压监测器相连，当电源电压监测器07检测到电源电压低于电源01的预设下限值时，将报警信号发送至报警器09，报警器09发出警报，提示用户更换电池，使系统能够正常运行。

参考图2，本实施例还提供一种电动阀控制系统的控制方法，所述方法包括：

用户使用移动终端将操作指令发送至云端服务器；操作指令包括阀门的开启角度和开启时间等。

云端服务器与通信装置04建立连接，并将所述操作指令发送给通信装置04；具体地：云端服务器通过智能网关将操作指令发送给LoRa集中器，以实现远程无线控制。

处理器02从通信装置04获取操作指令，并触发控制器03控制电动阀05执行所述操作指令的操作；处理器02根据操作指令触发控制器03的控制电路，启动电动阀05电机，实现对电动阀05门的开启控制。

信号反馈装置08将电动阀05的操作结果反馈至处理器02；包括电动阀05的阀门开启角度和开启时间。

处理器02再通过通信装置04将所述操作结果回传至用户的移动终端，使用户可以及时的对电动阀05的状态进行监控。

其中，当电源电压监测器07检测到电源电压低于电源01的初始电压即3.6V值时，处理器02自动对电磁阀进行校准；校准的过程包括：记录电动阀05从闭合到完全开启的时间以及每一个阀门开启角度所需要的时间，形成新的控制指令，当处理器02接收到用户的操作指令时，按照新的控制指令控制电动阀05所需要开启的角度打开或关闭电动阀05。且在实际操作中，只要电动阀05有从闭合到完全开启，或者从完全开启到闭合的过程，就自动实现一次校准。

另外，当电源电压监测器07检测到电源电压低于电源01的预设下限值时，将报警信号发送至报警器09，报警器09发出警报。

本发明实施例采用电池式电源01的供电方式，功耗低，节约资源，且采用无线通信装置04，达到远程控制能够节约成本，对电源01进行实时监控并能够实时校准，实现电动阀05的多角度灵活精准控制，具有极大的应用价值。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种电动阀控制系统，其特征在于，所述控制系统包括电源、处理器、控制器、通信装置和电动阀，所述电源为处理器、控制器、通信装置和电动阀供电，所述处理器分别与通信装置和控制器相连，所述控制器连接至电动阀。

2.如权利要求1所述的一种电动阀控制系统，其特征在于，所述电源连接有电源变换器，所述电源变换器连接至通信装置和处理器。

3.如权利要求1所述的一种电动阀控制系统，其特征在于，所述系统还设置有电源电压监测器，所述电源电压监测器分别连接电源和处理器。

4.如权利要求1所述的一种电动阀控制系统，其特征在于，所述系统还设置有信号反馈装置，所述信号反馈装置的两端分别连接电动阀和处理器。

5.如权利要求1所述的一种电动阀控制系统，其特征在于，所述通信装置包括LoRa集中器。

6.如权利要求1所述的一种电动阀控制系统，其特征在于，所述系统还包括报警器，所述报警器与电压监测器相连。

7.如权利要求1-6任一所述的一种电动阀控制系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

用户使用移动终端将操作指令发送至云端服务器；

云端服务器与通信装置建立连接，并将所述操作指令发送给通信装置；

处理器从通信装置获取操作指令，并触发控制器控制电动阀执行所述操作指令的操作；

信号反馈装置将电动阀的操作结果反馈至处理器；

处理器再通过通信装置将所述操作结果回传至用户的移动终端。

8.如权利要求7所述的一种电动阀控制系统的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：当电源电压监测器检测到电源电压低于电源的初始电压值时，处理器自动对电磁阀进行校准；当电源电压监测器检测到电源电压低于电源的预设下限值时，将报警信号发送至报警器，报警器发出警报。