CN110139553A - 灌溉控制装置 - Google Patents

Abstract

提供一种灌溉控制装置(104)，用于在灌溉系统(100)中判断至少一个阀(114)的连接状态。该灌溉控制装置(104)耦接到至少一个阀(114)。该灌溉控制装置(104)包括：开关(222)，被配置以选择性地将至少一个阀(114)连接到电源供应器(106)。该灌溉控制装置(104)进一步包括：至少一个发射器(224)和至少一个接收器(228)，其中至少一个发射器(224)被配置以将侦测讯号发送到至少一个阀(114)，且至少一个接收器(228)被配置以接收来自至少一个阀(114)的侦测讯号。该灌溉控制装置(104)还包括：处理器(232)，被配置以控制开关(222)以选择性地将至少一个阀(114)连接到电源供应器(106)。该处理器(232)进一步被配置以基于至少一个接收器(228)是否接收到侦测讯号判断至少一个阀(114)的连接状态。

Description

灌溉控制装置

技术领域

本发明涉及一种灌溉控制装置，尤其涉及一种用于判断阀的连接状态的灌溉控制装置。

背景技术

灌溉控制装置是一种用于控制一个或多个阀的装置，其控制灌溉系统中喷洒头和滴灌管线的流量。典型的阀控制水流到一特定地形区域的流量；这些特定地区通常被称为灌溉区。通过依据不同地形区域的特殊需求以提供不同水量的方式，控制水供应到每一个灌溉区以使供应可用水的使用更有效率。

用于自动灌溉系统的灌溉控制装置通常允许用户对于与灌溉系统相关的一个或多个参数进行程序设计。例如，灌溉控制装置可以允许用户配置特定灌溉周期和每个喷洒器的开始时间。日历程序可以提供选择特定日期以进行灌溉的能力。不幸的是，随着灌溉区的数量、重复灌溉周期的选项、选择灌溉时间的选单等的增加，此种灌溉控制装置很快变得不符合需求。

由于灌溉控制装置通常具有多个输出端口使阀可以连通，所以用于实施灌溉方案的选单往往变得复杂。而且，即使只有一些输出端口实际连接阀，用户也需要详细检查显示在用户界面上的所有输出端口。此外，该用户接口还可能提供选项以配置由于阀与灌溉控制装置的接线故障而断开的阀的操作，因此浪费使用者的时间。

发明内容

鉴于以上所述，本发明的目的在于解决或至少减少以上所述的缺失。根据本发明的一实施例，通过将灌溉控制装置配置以判断灌溉系统中至少一个阀的连接状态以至少部分地实现该目的。该灌溉控制装置包括：一第一阀门，电性耦接该至少一个阀。该灌溉控制装置包括：一第二阀门，电性耦接该至少一个阀。该灌溉控制装置包括：一开关，电性耦接该第一阀门与该第二阀门中的至少一个，该开关被配置以选择性地经由该第一阀门与该第二阀门中的至少一个将该至少一个阀连接至一电源供应器。该灌溉控制装置进一步包括：至少一个发射器，电性耦接该第一阀门，其中，该至少一个发射器被配置以传送一侦测讯号到该至少一个阀。该灌溉控制装置还包括：至少一个接收器，电性耦接该第二阀门，其中，该至少一个接收器被配置以接收来自该至少一个阀的该侦测讯号。在该第一阀门与该第二阀门之间的连通通过每一个普通的阀固有地包含连接两个端口的阻抗的事实而成为可能。该灌溉控制装置还包括：一处理器，与该至少一个发射器与该至少一个接收器电性耦接；该处理器被配置以控制该开关以选择性地将该至少一个阀连接到该电源供应器。该处理器还被配置以基于该侦测讯号是否被该至少一个接收器接收到判断该至少一个阀的该连接状态。所判断的该连接状态有助于配置该灌溉控制装置的用户界面，使其不显示没有阀的输出端口。

根据本发明的一实施例，与该电源供应器的电压相比，该侦测讯号是一低电压讯号。该低电压侦测讯号的使用有助于防止来自该电源供应器的干扰。

根据本发明的一实施例，与该电源供应器的频率相比，该侦测讯号是一高频讯号。该高频侦测讯号的使用有助于防止来自该电源供应器的干扰。

根据本发明的一实施例，该至少一个阀的该连接状态为连接或未连接。该连接状态有助于识别未连接的阀并据此调整该灌溉控制装置的用户界面。

根据本发明的一实施例，该灌溉控制装置的该处理器被配置以当该接收器接收到该侦测讯号时判断该连接状态为连接。在该接收器所接收到该侦测讯号表示该阀连通该灌溉控制装置。

根据本发明的一实施例，该灌溉控制装置的该处理器被配置以控制该开关，使得当该至少一个阀的该连接状态为连接时，该电源供应器连接到该至少一个阀。因此，只有当该阀的该连接状态为连接时，该阀才开启。

根据本发明的一实施例，该灌溉控制装置的该处理器被配置以当该接收器未接收到该侦测讯号时，判断该连接状态为未连接。因此，如果接收器没有接收到该侦测讯号，则可以理解为该阀未连接/未正确地连接，或者，在该阀中、或在连接该灌溉控制装置与该阀的控制线路中可能存在故障。

根据本发明的一实施例，该灌溉控制装置的该处理器被设置以控制该开关，使得当该至少一个阀的连接状态为未连接时，该电源供应器未连接到该至少一个阀。因此该灌溉控制装置不允许打开未连接的阀。

根据本发明的一实施例，在该至少一个发射器与该电源供应器之间设置一第一高通滤波器。该第一高通滤波器有助于保护该发射器免受该电源供应器讯号的影响。

根据本发明的一实施例，在该至少一个接收器和该电源供应器之间设置一第二高通滤波器。该第二高通滤波器有助于保护该接收器免受该电源供应器讯号的影响。

根据本发明的一实施例，在该灌溉控制装置中该接收器的数目等于该阀的数量，使得该至少一个阀的每一个与一个专用接收器耦接，以判断该至少一个阀的该连接状态。因此，该灌溉控制装置可以同时判断所有阀的连接状态。

根据本发明的一实施例，该灌溉控制装置包括一用户界面，以允许用户对该灌溉控制装置进行程序设计。该用户界面被配置以接收用户输入并相应地为该灌溉控制装置进行程序设计。

根据本发明的一实施例，该用户界面显示仅关于具有连接状态为已连接的所述阀的信息。由于关于未连接的阀的信息未显示于该用户接口上，因此大幅地提升了使用者体验。

根据本发明的一实施例，该灌溉控制装置包括一内存，用以储存灌溉控制程序和灌溉控制参数，该灌溉控制程序被配置以至少部分地控制该开关的开启和关闭。该灌溉控制程序允许用户设定希望的灌溉周期、开始时间和持续时间以及各种其他参数。

根据本发明的一实施例，该开关是一交流开关，例如一双向整流器或一继电器或一绝缘闸双极晶体管(IGBT)或一闸流器。

本发明的其它特征和态样从以下的描述和图式将显而易见。

附图说明

以下参考附图更详细地描述本发明，其中：

图1为显示根据本发明一实施例的灌溉系统；

图2为显示根据本发明一实施例的灌溉控制装置的示意图；以及

图3为显示根据本发明一实施例的灌溉控制装置的显示器。

具体实施方式

在下文中将参考附图更全面地描述本发明，附图中展示了包含本发明的一个或多个态样的示例性实施例。然而，本发明可以通过许多不同的形式来实施，并且不应被解释为限于在此阐述的实施例；相反地，这些实施例的提供将使得本发明揭露为彻底和完整，并将本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。例如，本发明的一个或多个态样可以应用于其他实施例，甚至其他类型的结构及/或方法。在附图中，相同的数字表示相同的组件。

在此使用某些术语仅仅是为了方便，而不是对本发明的限制。例如，“上”、“下”、“前”、“后”、“侧”、“纵向”、“侧向”、“横向”、“向上”、“向下”、“向前”、“向后”、“向侧”、“左”、“右”、“水平”、“垂直”、“往上”、“内”、“外”、“向内”、“向外”、“顶部”、“底部”、“较高”、“以上”、“以下”、“中心”、“中间”、“中间的”、“之间”、“结束”、“相邻”、“接近”、“邻近”、“远离”、“远程”、“径向”、“圆周”等仅描述图式中所示的结构。事实上，除非另有说明，零件可以指向任何方向，因此术语应理解为包含这些变化。

图1为显示根据本发明一实施例的灌溉系统100。该灌溉系统100可以是使用于灌溉区102中的自动灌溉系统。灌溉区102可以是单一地形或独立地形的一部分。该地形可以是花园、高尔夫球场、草坪、农业或园艺场地等。灌溉区102也可以包括盆栽植物。灌溉系统100可以用于室内以及室外地点。灌溉系统100包括灌溉控制装置104，其被配置以控制与灌溉系统100相关联的一个或多个部件、装置、端口、界面及/或组件。

灌溉控制装置104连接到电源供应器106。在一个实施例中，电源供应器106是向灌溉控制装置104供电的24伏特50Hz交流电源。电源供应器106还可以供电以运行灌溉控制装置104的各种部件，例如微处理器、内存、仿真放大器、系统时钟和LED显示器。

灌溉控制装置104使用一条或多条控制线110耦接到阀箱108。控制线110可以包括延伸电缆。阀箱108连接到灌溉液体供应装置112。阀箱108包括一个或多个阀114，阀114被配置以将来自于灌溉液体供应装置112的水或任何其他灌溉液体(例如：与添加剂混合的水)供应给一个或多个灌溉装置116。灌溉装置116可以是弹出式喷洒器。需注意的是，在灌溉系统100中所实行的一些实施例中，一个阀114显示为耦接到一个灌溉装置116；然而，在其他实施例中，一个阀114可以耦接到多个灌溉装置116。进一步需注意的是，灌溉装置116可以是任何旋转装置、固定装置、滴注装置等。

灌溉控制装置104可以由用户进行程序设计。可以提供一个或多个用户输入用于控制灌溉控制装置104的操作。灌溉控制装置104可以与用户界面118一起设置以允许用户对灌溉控制装置104进行程序设计。此外，用户界面118可以包括实体键盘、触控屏幕、一个或多个按钮和旋钮、以及显示器，以帮助用户控制与灌溉控制装置104相关的各种参数。在各种实施例中，灌溉控制装置104可以由远程装置登入。举例而言，灌溉控制装置104的用户界面118可以在使用者的智能型手机上显示，以允许用户对灌溉控制装置104远程地进行程序设计。可选地或除了智能型手机之外，使用者还可以使用平板电脑、个人电脑、笔记本电脑等。

灌溉控制装置104可以基于灌溉控制程序控制阀114的开启和关闭。灌溉控制装置104可以包括内存(图中未显示)，以储存灌溉控制程序和相关的控制参数。该灌溉控制程序可以被配置以控制阀114的开启和关闭。例如，该灌溉控制程序可以被配置在每隔一天、每隔三天、固定间隔、或是周间的固定日子如每周二和周六以开启一个或多个阀114。

灌溉控制装置104进一步被配置以判断阀114的连接状态。阀114的连接状态可为连接或不连接。因此，连接状态的阀114因为事先已知灌溉控制装置104未连接而不开启。阀114的连接状态可以被用来据以调整灌溉控制装置104的用户界面。例如，用户界面可被配置以显示仅关于具有连接状态为已连接的那些阀114的信息。

图2为显示根据本发明一实施例的灌溉控制装置104的示意图。灌溉控制装置104连接到阀202。阀202的固有阻抗在此以线圈204显示。如图2所示，阀202的第一端子206和第二端子208分别通过共同线210和电源线212与灌溉控制装置104连接。来自灌溉控制装置104的功率讯号(例如，24伏特交流电)在电源线212上被送至阀202，而共同线210提供返回路径以完成电路。灌溉控制装置104包括用于连接阀202和灌溉控制装置104的第一阀门214和第二阀门216。参照图2，第一阀门214经由共同线210电性耦接到阀202的第一端子206。类似地，第二阀门216经由电源线212与阀202的第二端子208电性耦接。

灌溉控制装置104电性耦接到具有电源侧218和共同侧220的电源供应器106。在一个实施例中，电源供应器106是向灌溉控制装置104供电的24伏特50Hz AC电源。如图2所示，电源供应器106的共同侧220与第一阀门214电性耦接。灌溉控制装置104包括开关222以控制阀202的开启和关闭。第二阀门216经由开关222与电源供应器106的电源侧218连接。本领域一般技术人员将会理解，开关222可以设置在共同侧220上。在一个实施例中，开关222是交流开关，诸如双向整流器或继电器或绝缘闸双极晶体管或门流器。

灌溉控制装置104包括发射器224，被配置以发送侦测讯号。在一实施例中，与电源供应器106的电压相比，该侦测讯号是低电压讯号；例如，该侦测讯号可以是2伏特讯号。在另一实施例中，与电源供应器106的频率相比，该侦测讯号是高频讯号；例如，该侦测讯号可以是1MHz的讯号。使用相比于电源供应器106不同的电压和不同的频率将使得侦测讯号与功率讯号之间的干扰较小。本领域的普通技术人员将会理解，上述侦测讯号仅仅是为了示例性目的，该侦测讯号可以具有不同的形状、大小、频率及其他讯号特征。发射器224被配置以将侦测讯号发送到阀202。发射器224可以设置有第一高通滤波器226以保护发射器224不受电源供应器106的影响。

灌溉控制装置104包括接收器228，被配置以接收侦测讯号。接收器228可以设置有第二高通滤波器230以保护接收器228不受电源供应器106的影响。灌溉控制装置104包括处理器232，被配置以控制开关222；处理器232电性耦接到发射器224和接收器228。如图2所示，发射器224、阀202和接收器228形成电路。因此，当阀202被连接时，从发射器224发送的侦测讯号被接收器228接收。当阀202未连接或没有正确地连接的情况下，或如果在连接线中存在故障，则接收器228无法接收到由发射器224发送的侦测讯号。在一实施例中，灌溉控制装置104可以被配置以比较接收器228接收到的侦测讯号与预定的侦测讯号。灌溉控制装置104可以基于比较的结果判断阀202的连接状态。因此，灌溉控制装置104被配置以基于接收器228是否接收到侦测讯号来判断阀202的连接状态。

灌溉控制装置104可以被配置以基于阀202的连接状态控制开关222。在一实施例中，灌溉控制装置104可以被配置以控制开关222，使得当阀的连接状态为连接时电源供应器106被连接到阀202。在本发明的另一实施例中，灌溉控制装置104可以被配置以控制开关222，使得当阀的连接状态为不连接时电源供应器106不连接到阀202。

灌溉控制装置104可以使用一个或多个处理器232、微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编辑逻辑门阵列(FPGA)或用于电子控制灌溉系统100的功能的任何其他合适的装置来实现。灌溉控制装置104可以被配置以根据预定的算法或指令集来操作灌溉系统100。这种算法或指令集可以被预先设计程序或者被合并至内存中，并可被登入及/或设置在灌溉控制装置104内，如同本领域的现有技术中。

尽管本发明使用灌溉系统100的诸多实施例都仅描述为具有一个阀202，但本领域具有一般技能的技术人员将理解，本发明的各个态样同样适用于具有多个阀202的灌溉系统100。在具有多个阀202的情况下，灌溉控制装置104可以被配置以使用多个发射器224和多个接收器228来判断阀202的连接状态。可以使用多个发射器224和多个接收器228的数个不同配置。例如，在包括六个阀的灌溉系统中，灌溉控制装置104可以具有一个公共的发射器224和六个专用的接收器228来判断六个阀202的连接状态。因此，发射器224可以被配置以将侦测讯号发送到六个阀202中的每一个，并且六个接收器228中的每一个可以被配置以分别从对应的阀202接收侦测讯号。

在另一种配置中，一个发射器224和一个接收器228可以被配置以依序地判断多个阀202的连接状态。因此，发射器224和接收器228依序地与每个阀202连接以判断连接状态。

图3是本发明一实施例的灌溉控制装置104的用户界面118的显示器300的示意图。该显示器300包括日期和时间显示器302。日期和时间显示器302显示目前的星期、目前的日期和目前的时间。状态显示器304显示灌溉控制装置104是处于程序设计模式或是运行模式。灌溉水位显示器306显示所有信道设定在0到100％之间的目前灌溉水位。

显示器300进一步包括灌溉计时显示器308，被配置以显示灌溉的开始时间和持续时间。灌溉周期显示器310被配置以显示灌溉周期。灌溉周期可以是每天24小时、每隔二天、每隔三天、偶数日、奇数日、或是每周的一个或多个选定日。

如图3所示，输出端口显示器312被配置以显示灌溉控制装置104的一个或多个输出端口以进行程序设计。灌溉控制装置104被配置以基于阀202的连接状态调整输出端口显示器312。在一个实施例中，输出端口显示器312被配置以仅显示具有一个或多个连接的阀202的输出端口。在输出端口显示器312上可以不显示阀202未连接或没有正确地连接输出端口。由于使用者不必详细检查所有未连接的阀，这极大地改善了使用者体验。

在图式和说明书中已经揭露了本发明的较佳实施例和示例，并且尽管使用了特定的术语，但是它们仅用于一般和描述的意义，而不是为了在以下的权利要求中限制本发明的范围。

附图标记说明

100 灌溉系统

102 灌溉区

104 灌溉控制装置

106 电源供应器

108 阀箱

110 控制线

112 灌溉液体供应装置

114 阀

116 灌溉装置

118 使用者界面

202 阀

204 线圈

206 第一端子

208 第二端子

210 共同线

212 电源线

214 第一阀门

216 第二阀门

218 电源侧

220 共同侧

222 开关

224 发射器

226 第一高通滤波器

228 接收器

230 第二高通滤波器

300 显示器

302 日期和时间显示器

304 状态显示器

306 灌溉水位显示器

308 灌溉计时显示器

310 灌溉周期显示器

312 输出端口显示器

Claims (15)

1.一种灌溉控制装置(104)，用于在一灌溉系统(100)中判断至少一个阀(114)的一连接状态，该灌溉控制装置(104)包括：

一第一阀门(214)，电性耦接该至少一个阀(114)；

一第二阀门(216)，电性耦接该至少一个阀(114)；

一开关(222)，电性耦接该第一阀门(214)和该第二阀门(216)中的至少一个，该开关(222)被配置以选择性地经由该第一阀门(214)和该第二阀门(216)中的至少一个将该至少一个阀(114)连接至一电源供应器(106)；以及

一处理器(232)，被配置以控制该开关(222)以选择性地将该至少一个阀(114)连接到该电源供应器(106)，

其特征在于：

该灌溉控制装置(104)进一步包括：

至少一个发射器(224)，电性耦接该第一阀门(214)，其中，该至少一个发射器(224)被配置以传送一侦测讯号到该至少一个阀(114)；以及

至少一个接收器(228)，电性耦接该第二阀门(216)，其中，该至少一个接收器(228)被配置以接收来自该至少一个阀(114)的该侦测讯号；以及该处理器(232)电性耦接该至少一个发射器(224)与该至少一个接收器(228)，该处理器(232)进一步被配置以：

基于该侦测讯号是否被该至少一个接收器(228)接收到来判断该至少一个阀(114)的该连接状态。

2.如权利要求1所述的灌溉控制装置(104)，其特征在于，与该电源供应器(106)的额定电压相比，该侦测讯号是一低电压讯号。

3.如权利要求1和2所述的灌溉控制装置(104)，其特征在于，与该电源供应器(106)的额定频率相比，该侦测讯号是一高频讯号。

4.如权利要求1至3所述的灌溉控制装置(104)，其特征在于，该至少一个阀(114)的该连接状态为连接或未连接。

5.如权利要求4所述的灌溉控制装置(104)，其特征在于，该处理器(232)被配置以当该接收器(228)接收到该侦测讯号时判断该连接状态为连接。

6.如权利要求5所述的灌溉控制装置(104)，其特征在于，该处理器(232)被配置以控制该开关(222)，使得当该至少一个阀(114)的该连接状态为连接时，该电源供应器(106)连接到该至少一个阀(114)。

7.如权利要求4所述的灌溉控制装置(104)，其特征在于，该处理器(232)被配置以当该接收器(228)未接收到该侦测讯号时，判断该连接状态为未连接。

8.如权利要求7所述的灌溉控制装置(104)，其特征在于，该处理器(232)被配置以控制该开关(222)，使得当该至少一个阀(114)的该连接状态为未连接时，该电源供应器(106)未连接到该至少一个阀(114)。

9.如权利要求1至8所述的灌溉控制装置(104)，其特征在于，进一步包括：位于该至少一个发射器(224)与该电源供应器(106)之间的一第一高通滤波器(226)。

10.如权利要求1至9所述的灌溉控制装置(104)，其特征在于，进一步包括：位于该至少一个接收器(228)与该电源供应器(106)之间的一第二高通滤波器(230)。

11.如权利要求1至10所述的灌溉控制装置(104)，其特征在于，在该灌溉控制装置(104)中的该接收器(224)的数目等于该阀(114)的数量，使得该至少一个阀(114)的每一个与一个专用接收器(228)耦接，以判断该至少一个阀(114)的该连接状态。

12.如权利要求1至11所述的灌溉控制装置(104)，其特征在于，进一步包括：一使用者界面(118)，以允许用户对该灌溉控制装置(104)进行程序设计。

13.如权利要求12所述的灌溉控制装置(104)，其特征在于，该使用者界面(118)显示仅关于具有该连接状态为已连接的所述阀(114)的信息。

14.如权利要求1至13所述的灌溉控制装置(104)，其特征在于，进一步包括：一内存，用以储存灌溉控制程序和灌溉控制参数，该灌溉控制程序被配置以至少部分地控制该开关(222)的开启和关闭。

15.如权利要求1至14所述的灌溉控制装置(104)，其特征在于，该开关(222)是一交流开关，例如一双向整流器或一继电器或一绝缘闸双极晶体管或一闸流器。