CN110687848A - 基于nb物联网模块的无线电磁阀控制电路及实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供基于NB物联网模块的无线电磁阀控制电路,包括ARM处理器芯片N1、电磁阀驱动电路N2、电磁阀驱动芯片VT1、电源转换芯片N3、声光报警电路SP1、声光报警电路VD2、物联网通讯模块N4、通讯接口转换芯片Q4、通讯接口转换芯片Q7和SIM卡接口电路XS4;通过物联网通讯模块N4提高了流程的自动化,消除了可能的错误和延迟,实现了对电磁阀的实时数据跟踪和管理,简化了维护流程;而且在电磁阀处于突发状况时也能第一时间进行预警和检修。
Description
技术领域
本发明涉及电磁阀领域,具体涉及基于NB物联网模块的无线电磁阀控制电路及实现方法。
背景技术
电磁阀(Electromagnetic valve)是用电磁控制的工业设备,是用来控制流体的自动化基础元件,属于执行器,并不限于液压、气动。用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数。电磁阀可以配合不同的电路来实现预期的控制,而控制的精度和灵活性都能够保证。电磁阀有很多种,不同的电磁阀在控制系统的不同位置发挥作用,最常用的是单向阀、安全阀、方向控制阀、速度调节阀等。但是大多的电磁阀都是独立的,在使用过程中,无法统一管理,特别是在电磁阀数量较多的时候,用户再去每个电磁阀现场都跑一趟去控制,浪费时间与物力。当出现一些突发情况时,电池阀的控制相应不及时,可能会导致一些安全事故的发生。因此,开发基于NB物联网模块的无线电磁阀控制电路及实现方法是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题,提供NB物联网模块的无线电磁阀控制电路及实现方法,它通过采用NB物联网模块的电磁阀控制电路,实现用户对电磁阀的无线远程控制,避免发生安全隐患;当检测异常时,会及时报警,通知客户及时维修。
为实现上述目的,本发明采取了以下技术方案。
基于NB物联网模块的无线电磁阀控制电路,包括ARM处理器芯片N1、电磁阀驱动电路N2、电磁阀驱动芯片VT1、电源转换芯片N3、声光报警电路SP1、声光报警电路VD2、物联网通讯模块N4、通讯接口转换芯片Q4、通讯接口转换芯片Q7和SIM卡接口电路XS4;所述ARM处理器芯片N1分别与所述电源转换芯片N3、所述电磁阀驱动电路N2、所述电磁阀驱动芯片VT1、所述声光报警电路SP1、所述声光报警电路VD2和所述物联网通讯模块N4连接,用于控制电路各部分单元的工作;所述电源转换芯片N3用于将输入电源电压转换为电路可以正常使用的电压后给控制电路各部分供电;所述电磁阀驱动电路N2和所述电磁阀驱动芯片VT1用于驱动电磁阀动作;所述声光报警电路SP1和所述声光报警电路VD2用于检测到电路异常时对外声光报警;所述通讯接口转换芯片Q4及所述通讯接口转换芯片Q7用于所述ARM处理器芯片N1与所述物联网通讯模块N4间的通信电平转换;所述SIM卡接口电路XS4用于SIM卡芯片与所述物联网通讯模块N4进行数据通信。
进一步,所述ARM处理器芯片N1的12和13脚分别与通讯接口转换芯片Q4和通讯接口转换芯片Q7连接,用于所述物联网模块N4与所述ARM处理器芯片N1的电平转换。
进一步,所述物联网通讯模块N4的12、13、14和15脚分别与所述SIM卡接口电路XS4的2、3、7和1脚连接,提供SIM卡通信接口。
基于NB物联网模块的无线电磁阀控制电路的实现方法,包括以下步骤:上电后,ARM处理器芯片N1的15脚输出高电平;物联网模块N4开机;ARM处理器芯片N1的12和13脚通过通讯接口转换芯片Q4和通讯接口转换芯片Q7控制物联网模块N4注册并连接网络;物联网模块N4通过SIM卡接口电路XS4与SIM卡进行通信;用户通过专用网络给物联网模块N4发送电磁阀控制指令;物联网模块N4收到控制指令;通过通讯接口转换芯片Q4和通讯接口转换芯片Q7将数据传送给ARM处理器芯片N1;ARM处理器芯片N1收到控制指令。
进一步,所述ARM处理器芯片N1收到控制指令后,电磁阀进行自检,包括以下步骤:ARM处理器芯片N1的12脚输出低电平;电磁阀驱动芯片Q1和电磁阀驱动芯片Q2不导通;ARM处理器芯片N1的11脚输出高电平;电磁阀驱动芯片VT1导通;继电器K1吸合;电源VCC通过R4/1K电阻给电磁阀供电;信号放大芯片N2对电磁阀内阻的分压信号进行放大;放大信号经芯片N2的4脚输出到ARM处理器芯片N1的10脚;ARM处理器芯片N1采集此电压并通过算法分析出电磁阀是否正常。
进一步,在所述电磁阀自检正常时,包括以下步骤:ARM处理器芯片N1的20脚输出高电平;电磁阀吸合;ARM处理器芯片N1的16脚输出低电平;声光报警电路VD2的绿灯点亮。
进一步,在所述电磁阀自检异常时,包括以下步骤;ARM处理器芯片N1的17脚输出低电平;声光报警电路VD2的红灯点亮;ARM处理器芯片N1的15脚输出高电平;蜂鸣器发出高分贝声音报警;ARM处理器芯片N1控制物联网模块N4以无线网络形式给用户发送电磁阀故障信息。
本发明NB物联网模块的无线电磁阀控制电路及实现方法的积极效果是:
(1)本发明采用ARM处理器芯片N1、电磁阀驱动电路N2、电磁阀驱动芯片VT1、电源转换芯片N3、声光报警电路SP1、声光报警电路VD2、物联网通讯模块N4、通讯接口转换芯片Q4、通讯接口转换芯片Q7和SIM卡接口电路XS4;通过NB物联网模块的电磁阀控制电路,实现用户对电磁阀的无线远程控制,并且在控制电磁阀动作之前,自动进行一次自检操作,主动上传自检结果,避免发生安全隐患;当检测异常时,会及时报警,通知客户及时维修。
(2)本发明通过物联网通讯模块N4提高了流程的自动化,消除了可能的错误和延迟,实现了对电磁阀的实时数据跟踪和管理,简化了维护流程。而且在电磁阀处于突发状况时也能第一时间进行预警和检修。
(3)本发明采用物联网通讯模块N4实现了电磁阀的远程无线控制,更加方便集中管控,有效减少人力资源的浪费。
附图说明
图1为本发明实施例提供的电路连接框图;
图2为本发明实施例提供的电源转换芯片电路图;
图3为本发明实施例提供的电磁阀驱动部分电路图;
图4为本发明实施例提供的声光报警部分的电路图;
图5为本发明实施例提供的通信接口转换部分电路图;
图6为本发明实施例提供的程序下载部分的电路图;
图7为本发明实施例提供的SIM卡接口部分电路图;
图8为本发明实施例提供的物联网模块部分电路图;
图9为本发明实施例提供的ARM处理器部分电路图。
图10为本发明实施例提供的基于NB物联网模块的无线电磁阀控制电路的实现方法的示意图。
图11为本发明实施例提供的电磁阀进行自检的示意图。
图12为本发明实施例提供的电磁阀自检正常的示意图。
图13为本发明实施例提供的电磁阀自检异常的示意图。
具体实施方式
以下结合附图给出对本发明NB物联网模块的无线电磁阀控制电路及实现方法的具体实施方式,但是需要指出:所述具体实施方式并不用于限定本发明的具体实施。凡是采用本发明的相似结构及其相似变化均应列入本发明的保护范围。以下实施例的说明是参考附加的图式,用以例示本发明可用以实施的特定实施例。
参见图1至图9。基于NB物联网模块的无线电磁阀控制电路,包括ARM处理器芯片N1、电磁阀驱动电路N2、电磁阀驱动芯片VT1、电源转换芯片N3、声光报警电路SP1、声光报警电路VD2、物联网通讯模块N4、通讯接口转换芯片Q4、通讯接口转换芯片Q7和SIM卡接口电路XS4;所述ARM处理器芯片N1分别与所述电源转换芯片N3、所述电磁阀驱动电路N2、所述电磁阀驱动芯片VT1、所述声光报警电路SP1、所述声光报警电路VD2和所述物联网通讯模块N4连接,用于控制电路各部分单元的工作;所述电源转换芯片N3用于将输入电源电压转换为电路可以正常使用的电压后给控制电路各部分供电;所述电磁阀驱动电路N2和所述电磁阀驱动芯片VT1用于驱动电磁阀动作;所述声光报警电路SP1和所述声光报警电路VD2用于检测到电路异常时对外声光报警;所述通讯接口转换芯片Q4及所述通讯接口转换芯片Q7用于所述ARM处理器芯片N1与所述物联网通讯模块N4间的通信电平转换;所述SIM卡接口电路XS4用于SIM卡芯片与所述物联网通讯模块N4进行数据通信。所述电源转换芯片N3将输入电压VCC转换为电路可用的3.3V后,给控制电路供电。
所述物联网模块N4的型号为:M5311;所述通讯接口转换芯片Q4及所述通讯接口转换芯片Q7的型号为:SS8050。
所述ARM处理器芯片N1的19、40和20脚分别连接所述电磁阀驱动电路N2的4脚、所述电磁阀驱动芯片VT1的基极、电磁阀驱动芯片Q1的栅极和电磁阀驱动芯片Q2的栅极,用于电磁阀自检及驱动。
所述ARM处理器芯片N1的16、17脚和46脚分别连接所述声光报警电路VD2的3脚、1脚和蜂鸣器驱动芯片Q3的栅极,用于声光报警指示。
所述ARM处理器芯片N1的34和37脚分别连接所述接插件XS3的3和4脚,用于程序的下载及调试。
所述ARM处理器芯片N1的12和13脚分别与通讯接口转换芯片Q4和通讯接口转换芯片Q7连接,用于所述物联网模块N4与所述ARM处理器芯片N1的电平转换。
所述物联网通讯模块N4的12、13、14和15脚分别与所述SIM卡接口电路XS4的2、3、7和1脚连接,提供SIM卡通信接口。
图10为本实施例提供的基于NB物联网模块的无线电磁阀控制电路的实现方法,包括以下步骤:上电后,ARM处理器芯片N1的15脚输出高电平;物联网模块N4开机;ARM处理器芯片N1的12和13脚通过通讯接口转换芯片Q4和通讯接口转换芯片Q7控制物联网模块N4注册并连接网络;物联网模块N4通过SIM卡接口电路XS4与SIM卡进行通信;用户通过专用网络给物联网模块N4发送电磁阀控制指令;物联网模块N4收到控制指令;通过通讯接口转换芯片Q4和通讯接口转换芯片Q7将数据传送给ARM处理器芯片N1;ARM处理器芯片N1收到控制指令。
图11为本实施例提供的所述ARM处理器芯片N1在收到控制指令后,电磁阀进行自检,包括的步骤:ARM处理器芯片N1的12脚输出低电平;电磁阀驱动芯片Q1和电磁阀驱动芯片Q2不导通;ARM处理器芯片N1的11脚输出高电平;电磁阀驱动芯片VT1导通;继电器K1吸合;电源VCC通过R4/1K电阻给电磁阀供电;信号放大芯片N2对电磁阀内阻的分压信号进行放大;放大信号经芯片N2的4脚输出到ARM处理器芯片N1的10脚;ARM处理器芯片N1采集此电压并通过算法分析出电磁阀是否正常。
图12为本实施例提供的在所述电磁阀自检正常时,包括的步骤:ARM处理器芯片N1的20脚输出高电平;电磁阀吸合;ARM处理器芯片N1的16脚输出低电平;声光报警电路VD2的绿灯点亮。
图13为本实施例提供的在所述电磁阀自检异常时,包括的步骤:ARM处理器芯片N1的17脚输出低电平;声光报警电路VD2的红灯点亮;ARM处理器芯片N1的15脚输出高电平;蜂鸣器发出高分贝声音报警;ARM处理器芯片N1控制物联网模块N4以无线网络形式给用户发送电磁阀故障信息。。
Claims (7)
1.基于NB物联网模块的无线电磁阀控制电路,其特征在于,包括ARM处理器芯片N1、电磁阀驱动电路N2、电磁阀驱动芯片VT1、电源转换芯片N3、声光报警电路SP1、声光报警电路VD2、物联网通讯模块N4、通讯接口转换芯片Q4、通讯接口转换芯片Q7和SIM卡接口电路XS4;所述ARM处理器芯片N1分别与所述电源转换芯片N3、所述电磁阀驱动电路N2、所述电磁阀驱动芯片VT1、所述声光报警电路SP1、所述声光报警电路VD2和所述物联网通讯模块N4连接,用于控制电路各部分单元的工作;所述电源转换芯片N3用于将输入电源电压转换为电路可以正常使用的电压后给控制电路各部分供电;所述电磁阀驱动电路N2和所述电磁阀驱动芯片VT1用于驱动电磁阀动作;所述声光报警电路SP1和所述声光报警电路VD2用于检测到电路异常时对外声光报警;所述通讯接口转换芯片Q4及所述通讯接口转换芯片Q7用于所述ARM处理器芯片N1与所述物联网通讯模块N4间的通信电平转换;所述SIM卡接口电路XS4用于SIM卡芯片与所述物联网通讯模块N4进行数据通信。
2.根据权利要求1所述的基于NB物联网模块的无线电磁阀控制电路,其特征在于,所述ARM处理器芯片N1的12和13脚分别与通讯接口转换芯片Q4和通讯接口转换芯片Q7连接,用于所述物联网模块N4与所述ARM处理器芯片N1的电平转换。
3.根据权利要求1所述的基于NB物联网模块的无线电磁阀控制电路,其特征在于,所述物联网通讯模块N4的12、13、14和15脚分别与所述SIM卡接口电路XS4的2、3、7和1脚连接,提供SIM卡通信接口。
4.根据权利要求1所述的基于NB物联网模块的无线电磁阀控制电路的实现方法,其特征在于,包括以下步骤:
上电后,ARM处理器芯片N1的15脚输出高电平;
物联网模块N4开机;
ARM处理器芯片N1的12和13脚通过通讯接口转换芯片Q4和通讯接口转换芯片Q7控制物联网模块N4注册并连接网络;
物联网模块N4通过SIM卡接口电路XS4与SIM卡进行通信;
用户通过专用网络给物联网模块N4发送电磁阀控制指令;
物联网模块N4收到控制指令;
通过通讯接口转换芯片Q4和通讯接口转换芯片Q7将数据传送给ARM处理器芯片N1;
ARM处理器芯片N1收到控制指令。
5.根据权利要求4所述的基于NB物联网模块的无线电磁阀控制电路,其特征在于,所述ARM处理器芯片N1收到控制指令后,电磁阀进行自检,包括以下步骤:
ARM处理器芯片N1的12脚输出低电平;
电磁阀驱动芯片Q1和电磁阀驱动芯片Q2不导通;
ARM处理器芯片N1的11脚输出高电平;
电磁阀驱动芯片VT1导通;
继电器K1吸合;
电源VCC通过R4/1K电阻给电磁阀供电;
信号放大芯片N2对电磁阀内阻的分压信号进行放大;
放大信号经芯片N2的4脚输出到ARM处理器芯片N1的10脚;
ARM处理器芯片N1采集此电压并通过算法分析出电磁阀是否正常。
6.根据权利要求4所述的基于NB物联网模块的无线电磁阀控制电路,其特征在于,在所述电磁阀自检正常时,包括以下步骤:
ARM处理器芯片N1的20脚输出高电平;
电磁阀吸合;
ARM处理器芯片N1的16脚输出低电平;
声光报警电路VD2的绿灯点亮。
7.根据权利要求4所述的基于NB物联网模块的无线电磁阀控制电路,其特征在于,在所述电磁阀自检异常时,包括以下步骤:
ARM处理器芯片N1的17脚输出低电平;
声光报警电路VD2的红灯点亮;
ARM处理器芯片N1的15脚输出高电平;
蜂鸣器发出高分贝声音报警;
ARM处理器芯片N1控制物联网模块N4以无线网络形式给用户发送电磁阀故障信息。
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