CN111998759B - 测量装置和灌溉系统 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种测量装置和灌溉系统，涉及灌溉技术领域。测量装置包括电阻测量模块、主控模块和通信模块，主控模块通过通信模块与通信终端电连接，电阻测量模块与主控模块和通信模块均电连接；通信模块用于将通信终端提供的电能传输至电阻测量模块；电阻测量模块用于测量电能，并将电能传输至主控模块；主控模块用于依据电能计算通信终端与测量装置之间导线的阻抗，并依据阻抗计算得到通信终端与测量装置之间的距离，将距离通过通信模块传输至通信终端。其能够不借助于额外的定位模块就能识别测量装置对应的安装位置或顺序，不仅降低了测量装置的成本，还节省了人工成本。

Description

测量装置和灌溉系统

技术领域

本发明涉及灌溉技术领域，具体而言，涉及一种测量装置和灌溉系统。

背景技术

若作业区域面积很大，需要的灌溉控制设备就较多，会增加灌溉控制设备的识别难度。若是采用GPS定位手段标定每台灌溉控制设备对应的灌溉区，不仅会增加GPS定位模块的成本。在GPS定位模块与灌溉控制设备进行绑定时，也会对应增加人工成本。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种测量装置和灌溉系统，其能够不借助于额外的定位模块就能识别测量装置对应的安装位置或顺序，不仅降低了测量装置的成本，还节省了人工成本。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明实施例提供一种测量装置，包括电阻测量模块、主控模块和通信模块，所述主控模块通过所述通信模块与通信终端电连接，所述电阻测量模块与所述主控模块和所述通信模块均电连接；

所述通信模块用于将所述通信终端提供的电能传输至所述电阻测量模块；

所述电阻测量模块用于测量所述电能，并将所述电能传输至所述主控模块；

所述主控模块用于依据所述电能计算所述通信终端与所述测量装置之间导线的阻抗，并依据所述阻抗计算得到所述通信终端与所述测量装置之间的距离，将所述距离通过所述通信模块传输至所述通信终端。

第二方面，本发明实施例提供一种灌溉系统，包括通信终端和如前述实施方式任意一项所述的测量装置；

所述通信终端用于依据所述测量装置与其之间的距离获得所述测量装置的位置信息。

本发明实施例的有益效果包括，例如：一种测量装置和灌溉系统，该测量装置包括电阻测量模块、主控模块和通信模块，主控模块通过通信模块与通信终端电连接，电阻测量模块与主控模块和通信模块均电连接；通信模块用于将通信终端提供的电能传输至电阻测量模块；电阻测量模块用于测量电能，并将电能传输至主控模块；主控模块用于依据电能计算通信终端与测量装置之间导线的阻抗，并依据阻抗计算得到通信终端与测量装置之间的距离，将距离通过通信模块传输至通信终端。可见，通过电阻测量模块能够测量出测量装置与通信终端之间导线的阻抗，根据测量装置与通信终端之间导线的阻抗就能计算出通信终端与测量装置之间的距离，根据通信终端与测量装置之间的距离就能计算出测量装置的安装位置或安装顺序。故在不借助于额外的定位模块的情况下，就能识别测量装置对应的安装位置或顺序，不仅降低了测量装置的成本，还节省了人工成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种灌溉系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种灌溉系统的安装布局示意图；

图3为本申请实施例提供的一种测量装置的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的另一种测量装置的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种测量装置的液位测量示意图；

图6为本申请实施例提供的一种灌溉系统的电机的工作电流示意图；

图7为本申请实施例提供的一种测量装置的电路示意图；

图8为本申请实施例提供的另一种测量装置的电路示意图。

图标：10-灌溉系统；100-测量装置；110-电阻测量模块；111-电压测量单元；112-电流测量单元；113-恒流放电单元；1131-第一开关电路；1132-恒流放电电路；120-主控模块；130-通信模块；131-整流单元；132-电力载波通信单元；140-液位测量模块；141-第二开关电路；142-电流测量电路；143-限流电路；150-电源模块；160-电机驱动模块；170-导线；200-通信终端；300-电机；400-闸阀；500-供水通道；600-排水通道；700-灌溉区域；R1-第一电阻；R2-第二电阻；R3-第三电阻；R4-第四电阻；R5-第五电阻；R6-第六电阻；R7-第七电阻；R8-第八电阻；R9-第九电阻；R10-第十电阻；R11-第十一电阻；R12-第十二电阻；R13-第十三电阻；Rc1-第一采样电阻；Rc2-第二采样电阻；U1-第一放大器；U2-第一比较器；U3-第二比较器；U4-电力载波接收芯片；U5-第二放大器；Q1-第一开关管；Q2-第二开关管；Q3-第三开关管；Q4-第四开关管；Q5-第五开关管；Q6-第六开关管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

请参考图1，为本实施例提供的一种可实施的灌溉系统10的结构示意图。该灌溉系统10包括通信终端200和测量装置100，测量装置100用于依据测量通信终端200传输的电能，计算通信终端200与测量装置100之间导线的阻抗，并依据阻抗计算得到通信终端200与测量装置100之间的距离，将通信终端200与测量装置100之间的距离传输至通信终端200。通信终端200用于依据测量装置100与其之间的距离获得测量装置100的位置信息。其中，该位置信息包括测量装置100的安装位置或安装顺序。

在本实施例中，如图2所示，每个灌溉区域700分别与供水通道500和排水通道600均连接。在灌溉区域700需要供水时，可通过供水通道500为灌溉区域700供水；在灌溉区域700需要排水时，可通过排水通道600排水。排布在同一排或同一列的灌溉区域700可以共用一个供水通道500和排水通道600。

在本实施例中，灌溉系统10可以包括多个通信终端200和多个测量装置100，一个通信终端200可以与多个测量装置100均电连接，一个通信终端200可通过两根通信和供电导线170与多个测量装置100均电连接。

每个灌溉区域700与供水通道500连接处和排水通道600连接处可以分别设置两个测量装置100。每个通信终端200对应连接的多个测量装置100由近到远依次设置在多个灌溉区域700与供水通道500连接处，或多个灌溉区域700与排水通道600连接处。为了便于识别测量装置100的安装位置和顺序，连接在同一个通信终端200的多个测量装置100可以分别设置在处于同一排或同一列的多个灌溉区域700与供水通道500连接处，或多个灌溉区域700与排水通道600连接处。不同通信终端200对应的多个测量装置100分别设置在处于不同排或列的多个灌溉区域700与供水通道500连接处，或多个灌溉区域700与排水通道600连接处。

其中，灌溉系统10可以是，但不限于农田灌溉系统、大棚蔬菜灌溉系统以及鱼塘灌溉系统等。为了便于描述，本申请以灌溉系统10为农田灌溉系统为例进行说明，对应的灌溉区域700可以为一块水田。

请参照图3，为图1中测量装置100的一种可实施的结构示意图。每个测量装置100均包括电阻测量模块110、主控模块120和通信模块130，主控模块120通过通信模块130与通信终端200电连接，电阻测量模块110与主控模块120和通信模块130均电连接。

在本实施例中，通信模块130用于将通信终端200提供的电能传输至电阻测量模块110；电阻测量模块110用于测量电能，并将电能传输至主控模块120；主控模块120用于依据电能计算通信终端200与测量装置100之间导线170的阻抗，并依据阻抗计算得到通信终端200与测量装置100之间的距离，将距离通过通信模块130传输至通信终端200。

可以理解，通信模块130不仅能够接收通信终端200提供的电能，还能够将主控模块120计算得到的通信终端200与测量装置100之间的距离传输至通信终端200，故通过通信模块130可以实现通信终端200与测量装置100之间的电能传输和数据交互。

可见，通过电阻测量模块110能够测量出测量装置100与通信终端200之间导线170的阻抗，根据测量装置100与通信终端200之间导线170的阻抗就能计算出通信终端200与测量装置100之间的距离，根据通信终端200与测量装置100之间的距离就能计算出测量装置100的安装位置或安装顺序。故在不借助于额外的定位模块的情况下，就能识别测量装置100对应的安装位置或顺序，不仅降低了测量装置100的成本，还节省了人工成本。

如图4所示，为本申请实施例提供的测量装置100的另一种可实施的结构示意图。测量装置100还包括液位测量模块140，液位测量模块140与主控模块120和电机300均电连接，电机300与闸阀400连接，闸阀400设置于供水通道500与灌溉区域700连接处，或设置于排水通道600与灌溉区域700连接处。

在本实施例中，液位测量模块140用于测量电机300驱动闸阀400打开或关闭时的工作电流，并将工作电流传输至主控模块120；主控模块120还用于依据工作电流计算供水通道500的液位信息、灌溉区域700的液位信息以及排水通道600的液位信息，并通过通信模块130将供水通道500的液位信息、灌溉区域700的液位信息以及排水通道600的液位信息传输至通信终端200。

可以理解，设置在供水通道500与灌溉区域700连接处的闸阀400可控制供水通道500的水是否流入灌溉区域700，设置在排水通道600与灌溉区域700连接处的闸阀400可以控制灌溉区域700的水是否排出至排水通道600。

在本实施例中，每个闸阀400对应设置一个电机300，故通过测量设置在供水通道500与灌溉区域700连接处的闸阀400对应的电机300的工作电流，能够计算到供水通道500的液位信息和灌溉区域700的液位信息。通过测量设置在排水通道600与灌溉区域700连接处的闸阀400对应的电机300的工作电流，能够计算到排水供电的液位信息和灌溉区域700的液位信息。

如图5所示，为本申请实施例提供的一种可实施的测量装置100的液位测量示意图。图5所示的为如何通过进水通道向灌溉区域700供水，以及如何停止通过进水通道向灌溉区域700供水。可以采用拉管道的方法来实现进水和关水，即闸阀400通过拉线与可转动的管道连接。在向灌溉区域700供水时，电机300可以驱动闸阀400按照预定方向转动，进而可以放松拉线，拉线放松会使管道放下，使得供水通道500的水排入至灌溉区域700；在停止向灌溉区域700供水时，电机300可以驱动闸阀400按照与预定方向相反的方向转动，进而可以收紧拉线，拉线收紧会使管道拉起，使得供水通道500的水无法排入至灌溉区域700。通过排水通道600排水的原理与供水通道500的供水原理相同，在此不再累述。

在本实施例中，若设置电机300转速一定，每次拉起管道和放下管道的时间则可认为相同。因此，当供水通道500水位高时，电机300通过闸阀400拉起管道做的功就大；当供水通道500水位低时，电机300通过闸阀400拉起管道做的功就小。由于电机300的工作电压稳定，故电机300的工作电流就能反应功率变化。因此通过测量电机300的工作电流和做功时间，就能计算出电机300所做的功，根据电机300做功的大小，就能测量出供水通道500的液位信息、灌溉区域700的液位信息以及排水通道600的液位信息。

如图6所示，为本申请提供的在不同水位情况下电机300的工作电流的模型示意图。图6所示的模型示意图中的横坐标表示时间，纵坐标表示电机300的工作电流大小。图6中的工作电流A为高水位时，电机300驱动闸阀400时产生的工作电流；图6中工作电流B为低水位时，电机300驱动闸阀400时产生的工作电流；图6中工作电流C为无水时，电机300驱动闸阀400时产生的工作电流。根据图6所示的模型示意图可知，水位越高，电机300驱动闸阀400时产生的工作电流就越大，也就是说电机300驱动闸阀400时所做的功越大。

由于水位不同电机300产生的工作电流和所做的功是不同的，故根据电机300做功的大小，就能测量出供水通道500的液位信息、灌溉区域700的液位信息以及排水通道600的液位信息。通过电机300的工作电流大小来计算供水通道500的液位信息、灌溉区域700的液位信息以及排水通道600的液位信息，可以免去安装专门的水位传感器，可以节省成本，同时也方便布局。

如图4所示，测量装置100还包括电源模块150，电源模块150与通信模块130和液位测量模块140均电连接；电源模块150用于将电能进行转换，获得工作电压，并将工作电压通过液位测量模块140提供至电机300；液位测量模块140还用于依据工作电流判断电机300是否存在过流故障，若存在，则停止将工作电压提供至电机300。

可以理解，液位测量模块140测量到的电机300的工作电流，除了可以根据电机300的工作电流计算到供水通道500的液位信息、灌溉区域700的液位信息以及排水通道600的液位信息之外，还可以通过电机300的工作电流判断电机300是否出现过流故障。并在电机300出现过流故障时，液位测量模块140可以直接控制电源模块150停止向电机300供电，以防止电机300被烧坏，或防止破化闸阀400。

在本实施例中，电源模块150除了向电机300提供工作电压外，还可以向主控模块120、电阻测量模块110以及通信模块130等均提供工作所需的电压。

如图4所示，测量装置100还包括电机驱动模块160，主控模块120通过电机驱动模块160与电机300电连接。主控模块120还用于向电机驱动模块160发送工作指令；电机驱动模块160用于依据工作指令控制电机300的转速和转动方向，以使电机300驱动闸阀400打开或关闭。

可以理解，电机驱动模块160可以采用H桥驱动器，电机驱动模块160通过工作指令能够控制电机300的转速大小，以及电机300正转或反转。

为了进一步的描述测量装置100的工作原理，如图7所示，为测量装置100的一种可实施的电路原理图。电阻测量模块110可以采用不同的方案来实现，其中一种方案为：电阻测量模块110包括电压测量单元111和电流测量单元112，通信模块130和主控模块120分别与电压测量单元111和电流测量单元112电连接。

在本实施例中，电压测量单元111用于测量电能中的电压信息，并将电压信息传输至主控模块120；电流测量单元112用于测量电能中的电流信息，并将电流信息传输至主控模块120；主控模块120用于依据电压信息和电流信息计算通信终端200与测量装置100之间导线170的阻抗。

可以理解，在通信终端200提供的电流信息较大时，可通过电流测量单元112直接采集通信终端200提供的电流信息和电压信息来计算通信终端200与测量装置100之间导线170的阻抗。

具体地，电压测量单元111包括第一电阻R1和第二电阻R2，电流测量单元112包括第一采样电阻Rc1和第一放大器U1，第一电阻R1和第二电阻R2串联于通信模块130与地线之间，主控模块120电连接于第一电阻R1与第二电阻R2之间，第一采样电阻Rc1与通信模块130电连接，第一放大器U1的正相输入端和反相输入端电连接于第一采样电阻Rc1的两端，第一放大器U1的输出端与主控模块120电连接。

可以理解，第一电阻R1和第二电阻R2用于测量电能中的电压信息，并将电压信息传输至主控模块120；第一采样电阻Rc1用于测量电能中的电流信息，并将电流信息传输至第一放大器U1；第一放大器U1用于对电流信息进行放大处理，并将放大后的电流信息传输至主控模块120。

其中，第一电阻R1和第二电阻R2将电能中的电压进行分压，将分压后得到的分压电压作为电压信息传输至主控模块120。电压信息的值可以根据公式ADC_V＝(VCC*R2)/(R1+R2)计算得到，ADC_V为分压电压，VCC为电能中的电压，R1为第一电阻R1的值，R2为第二电阻R2的值。

在本实施例中，第一放大器U1的放大倍数可以设置为200倍，能够将流经第一采样电阻Rc1的电流信息放大200倍，并将放大200倍后的电流信息传输至主控模块120。

如图8所示，为测量装置100的另一种可实施的电路原理图。电阻测量模块110另一种方案为：电阻测量模块110包括电压测量单元111和恒流放电单元113，通信模块130和主控模块120分别与电压测量单元111和恒流放电单元113均电连接。

在本实施例中，电压测量单元111用于测量电能中的电压信息，并将电压信息传输至主控模块120；主控模块120用于依据电压信息和预设的放电电流信息计算通信终端200与测量装置100之间导线170的阻抗；其中，放电电流信息依据恒流放电单元113工作时产生的电流进行设置；主控模块120还用于控制恒流放电单元113是否工作。

可以理解，在通信终端200提供的电流信息较小时，通过电流测量单元112采集到的电能中的电流信息的误差会比较大。故可以采用恒流放电单元113作为预先设置好的测量负载，使得测量装置100产生已知且固定的放电电流。测量装置100产生的放电电流即为主控模块120中预先设置的放电电流信息对应的电流值。

其中，在需要测量通信终端200与测量装置100之间导线170的阻抗时，主控模块120会控制恒流放电单元113工作，且控制测量装置100中的其它的耗电模块(例如：电机驱动模块160、液位测量模块140等)不工作，以确保测量装置100中的其它耗电模块不会产生电流；同时，通信终端200还会控制除待测的测量装置100工作之外，其它测量装置100停止工作，以免其它测量装置100对通信终端200产生的电流信息有影响。恒流放电单元113工作相当于一个测量负载工作，会使得待测的测量装置100产生于预设的放电电流信息对应的放电电流。主控模块120则根据恒流放电单元113工作时采集的电压信息和预设的放电电流信息进行计算，得到通信终端200与测量装置100之间导线170的阻抗。

当然，为了提高通信终端200与测量装置100之间导线170的阻抗的测量精度，还可以在恒流放电单元113未工作，且测量装置100中的其它的耗电模块也未工作，以及通信终端200控制除待测的测量装置100工作之外，其它测量装置100停止工作时，通过电压测量单元111测量到第一电压信息。在恒流放电单元113工作，且测量装置100中的其它的耗电模块也未工作，以及通信终端200控制除待测的测量装置100工作之外，其它测量装置100停止工作时，通过电压测量单元111测量到第二电压信息。主控模块120中预先设置有第一放电电流信息和第二放电电流信息，第一放电电流信息为恒流放电单元113未工作时对应的放电电流，第二放电电流信息为恒流放电单元113工作时对应的放电电流。且由于第一放电电流信息对应为恒流放电单元113未工作时的放电电流，故第一放电电流信息对应的放电电流值为0。主控模块120将第一电压信息和第二电压信息进行平均计算，得到平均电压信息；主控模块120将第一放电电流信息和第二放电电流信息进行平均计算，得到平均放电电流信息；主控模块120依据平均电压信息和平均放电电流信息计算得到通信终端200与测量装置100之间导线170的阻抗。

在不需要测量通信终端200与测量装置100之间导线170的阻抗时，因恒流放电单元113为一测量负载，为了不增加测量装置100的功耗，主控模块120会控制恒流放电单元113停止工作。

具体地，恒流放电单元113包括第一开关电路1131和恒流放电电路1132，通信模块130通过第一开关电路1131与恒流放电电路1132电连接，第一开关电路1131还与主控模块120电连接。主控模块120用于控制第一开关电路1131的通断；在第一开关电路1131导通时，恒流放电电路1132进行放电工作；在第一开关电路1131关断时，恒流放电电路1132停止放电工作。

在本实施例中，在需要测量通信终端200与测量装置100之间导线170的阻抗时，主控模块120会控制第一开关电路1131导通，进而使得恒流放电电路1132进行放电工作。在不需要测量通信终端200与测量装置100之间导线170的阻抗时，主控模块120会控制第一开关电路1131关断，进而使得恒流放电电路1132停止放电工作。

其中，第一开关电路1131包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三电阻R3和第四电阻R4，恒流放电电路1132包括第一比较器U2、第三开关管Q3、第五电阻R5、第六电阻R6和第七电阻R7。

第一开关管Q1的第二引脚与通信模块130电连接，第一开关管Q1的第一引脚通过第三电阻R3与第二开关管Q2的第二引脚电连接，第一开关管Q1的第三引脚与第三开关管Q3的第二引脚电连接，第四电阻R4电连接于第一开关管Q1的第二引脚与第二开关管Q2的第二引脚之间，第二开关管Q2的第一引脚与主控模块120电连接，第二开关管Q2的第三引脚与地线电连接，第三开关管Q3的第一引脚与第一比较器U2的输出端电连接，第三开关管Q3的第三引脚通过第五电阻R5与地线电连接，第六电阻R6和第七电阻R7串联于电源模块150与地线之间，第一比较器U2的正相输入端电连接与第六电阻R6和第七电阻R7之间，第一比较器U2的反相输入端电连接于第三开关管Q3的第三引脚与第五电阻R5之间。

在本实施例中，电阻测量模块110两种方案中的电压测量单元111的实现电路图和原理都是一样的，故可以参考上述电压测量单元111的具体工作原理描述，在此不再累述。

在本实施例中，主控模块120用于向第二开关管Q2发送通断指令，以控制第二开关管Q2的通断。当通断指令为高电平(即通断指令为1)时，第二开关管Q2为导通状态，第二开关管Q2为导通状态时，会使得第一开关管Q1也处于导通状态。当通断指令为低电平(即通断指令为0)时，会使得第二开关管Q2为断开状态，第二开关管Q2为断开状态时，会使得第一开关管Q1也处于断开状态。第一开关管Q1处于导通状态会将通信模块130接收的电能传输至恒流放电电路1132，第一开关管Q1处于断开状态会将通信模块130接收的电能停止传输至恒流放电电路1132。

在第一开关管Q1处于断开状态时，第一比较器U2的正相输入端接收的电压为：第六电阻R6和第七电阻R7对电源模块150提供的电源电压进行分压，得到的分压后的电源电压。第一比较器U2的反相输入端接收的电压先为0V。因此，第一比较器U2的输出端输出为高电平(例如，12V)，第三开关管Q3的第一引脚会接收到高电平，使得第三开关管Q3的第二引脚和第三引脚之间导通。但因第一开关管Q1处于断开状态，故即使第三开关管Q3处于导通状态，恒流放电电路1132的第五电阻R5也不会产生放电电流，也可以认为产生的放电电流为0。但将第一开关管Q1由断开状态转变为导通状态后，第五电阻R5产生的放电电流会由0开始增大。因为第五电阻R5的放电电流增大，故第一比较器U2的反相输入端接收的电压开始增大，当增加到大于第六电阻R6和第七电阻R7分压后的电源电压时，第一比较器U2的输出端输出低电平(例如，0V)，第三开关管Q3的第一引脚会接收到低电平，使得第三开关管Q3的第二引脚和第三引脚之间关断，第五电阻R5产生的放电电流为开始下降，对应的第一比较器U2的反相输入端接收的电压开始降低，当下降到小于第六电阻R6和第七电阻R7分压后的电源电压时，第一比较器U2的输出端又输出高电平，第三开关管Q3再次导通，以此循环，可实现恒流放电。

在本实施例中，第五电阻R5产生的放电电流大小可以根据第六电阻R6和第七电阻R7分压后的电源电压除以第五电阻R5的阻值计算得到。即主控模块120中预设的放电电流信息对应的值可以根据第六电阻R6和第七电阻R7分压后的电源电压除以第五电阻R5的阻值计算得到。

在本实施例中，主控模块120计算得到通信终端200与测量装置100之间导线170的阻抗之后，可以根据使用的导线170规格，计算出导线170的长度，进而获得通信终端200与测量装置100之间的距离。或者，主控模块120可以根据通信终端200与测量装置100之间导线170的阻抗的大小直接得到每个测量装置100的安装顺序。即测量装置100与通信终端200之间的距离越远，那么通信终端200与测量装置100之间导线170的阻抗就越大。其中，导线170规格可以包括导线170的标称横切面积大小、导线170的材质以及导线170的形状。

进一步的，如图7和图8所示，液位测量模块140包括第二开关电路141、电流测量电路142和限流电路143，电源模块150、第二开关电路141、电流测量电路142和电机300依次电连接，电流测量电路142还通过限流电路143与第二开关电路141电连接，电流测量电路142还与主控模块120电连接。

在本实施例中，电源模块150用于通过第二开关电路141和所电流测量电路142将工作电压提供至电机300；电流测量电路142用于测量工作电流，并将工作电流分别传输至主控模块120和限流电路143；限流电路143用于依据工作电流判断电机300是否存在过流故障，若存在，则向第二开关电路141提供关断指令，以使第二开关电路141处于关断状态，进而使得工作电压停止提供至电机300；若不存在，限流电路143还用于向第二开关电路141提供导通指令，以使第二开关电路141处于导通状态，进而使得工作电压提供至电机300。

具体地，第二开关电路141包括第四开关管Q4、第五开关管Q5、第八电阻R8和第九电阻R9，电流测量电路142包括第二采样电阻Rc2和第二放大器U5，限流电路143包括第二比较器U3、第十电阻R10和第十一电阻R11。

第四开关管Q4的第二引脚与电源模块150电连接，第四开关管Q4的第一引脚通过第八电阻R8与第五开关管Q5的第二引脚电连接，第四开关管Q4的第三引脚通过第二采样电阻Rc2与电机300电连接，第九电阻R9电连接于第四开关管Q4的第二引脚与第五开关管Q5的第二引脚之间，第五开关管Q5的第一引脚与第二比较器U3的输出端电连接，第五开关管Q5的第三引脚与地线电连接，第二放大器U5的正相输入端和反相输入端电连接于第二采样电阻Rc2的两端，第二放大器U5的输出端与第二比较器U3的反相输入端和主控模块120电连接，第十电阻R10和第十一电阻R11串联于电源模块150与地线之间，第二比较器U3的正相输入端电连接于第十电阻R10和第十一电阻R11之间。

在本实施例中，第二放大器U5的放大倍数也可以设置为200倍，第二放大器U5将第二采样电阻Rc2采集到的工作电流进行200倍的放大处理，并将放大后的工作电流分别传输至主控模块120和第二比较器U3的反相输入端。第二比较器U3的正相输入端接收的电压为：第十电阻R10和第十一电阻R11对电源模块150提供的电源电压进行分压，得到的分压后的电源电压。第二比较器U3将放大后的工作电流与第十电阻R10和第十一电阻R11分压后的电源电压进行比较，若放大后的工作电流大于第十电阻R10和第十一电阻R11分压后的电源电压，第二比较器U3则会向第五开关管Q5的第一引脚提供为低电平的关断指令。第五开关管Q5在接收到关断指令后，处于关断状态，进而使得第四开关管Q4也处于关断状态。第四开关管Q4处于关断状态会关断电源模块150向电机300提供工作电压的通路，以实现工作电压停止提供至电机300。

若放大后的工作电流小于第十电阻R10和第十一电阻R11分压后的电源电压，第二比较器U3则会向第五开关管Q5的第一引脚提供为高电平的导通指令。第五开关管Q5在接收到导通指令后，处于导通状态，进而使得第四开关管Q4也处于导通状态。第四开关管Q4处于导通状态会导通电源模块150向电机300提供工作电压的通路，以实现工作电压提供至电机300。

在本实施例中，主控模块120在接收到放大后的工作电流后，可以根据放大后的工作电流与预设电流安全阈值进行比较，若放大后的工作电流小于预设电流安全阈值，则通过通信模块130向通信终端200发送电机300过流故障信息，以便工作人员及时发现电机300故障。

进一步的，如图7和图8所示，通信模块130包括整流单元131和电力载波通信单元132，整流单元131通过导线170与通信终端200电连接，整流单元131还与电力载波通信单元132和电阻测量模块110均电连接，电力载波通信单元132还与主控模块120电连接。

在本实施例中，整流单元131用于将通信终端200提供的电能进行整流处理，获得整流后的电能，并将整流后的电能分别传输至电阻测量模块110和电力载波通信单元132；电阻测量模块110用于测量整流后的电能；电力载波通信单元132用于依据整流后的电能解析出通信终端200发送的第一交互数据，并将第一交互数据传输至主控模块120；电力载波通信单元132还用于接收主控模块120发送的第二交互数据，并将第二交互数据通过导线170传输至通信终端200。

在本实施例中，电力载波通信单元132包括第十二电阻R12、第十三电阻R13、第六开关管Q6和电力载波接收芯片U4，第十二电阻R12和第十三电阻R13串联于整流单元131和地线之间，电力载波接收芯片U4的接收引脚电连接于第十二电阻R12和第十三电阻R13之间，电力载波接收芯片U4的串口引脚与主控模块120电连接，电力载波接收芯片U4的发送引脚与第六开关管Q6的第一引脚电连接，第六开关管Q6的第二引脚与整流单元131电连接，第六开关管Q6的第三引脚与地线电连接。

可以理解，第十二电阻R12和第十三电阻R13用于将整流后的电能进行分压处理，并将分压后的电能传输至电力载波接收芯片U4。电力载波接收芯片U4依据分压后的电能解析出通信终端200发送的第一交互数据，并将第一交互数据传输至主控模块120。电力载波接收芯片U4还用接收主控模块120发送的第二交互数据，并依据第二交互数据控制第六开关管Q6的通断，通过第六开关管Q6的通断，将第二交互数据传输至通信终端200。由于第六开关管Q6的通断能够影响电能的大小变化，故通信终端200根据电能的大小变化就能解析出第二交互数据。第二交互数据包括电机300过流故障信息。

在本实施例中，第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5以及第六开关管Q6可以采用MOS管(Metal Oxide Semiconductor，金属氧化物半导体场效应晶体管)或三极管。具体地，第一开关管Q1、第三开关管Q3、第四开关管Q4可以采用MOS管，第二开关管Q2、第五开关管Q5以及第六开关管Q6可以采用三极管。

在本实施例中，电源模块150包括至少一个DC-DC(直流-直流)转换芯片，通过至少一个DC-DC转换芯片可以将整流后的电能中的电压进行转换，得到电阻测量模块110、主控模块120、通信模块130、液位测量模块140以及电机驱动模块160工作所需电压。

综上所述，本发明实施例提供了一种测量装置和灌溉系统，该测量装置包括电阻测量模块、主控模块和通信模块，主控模块通过通信模块与通信终端电连接，电阻测量模块与主控模块和通信模块均电连接；通信模块用于将通信终端提供的电能传输至电阻测量模块；电阻测量模块用于测量电能，并将电能传输至主控模块；主控模块用于依据电能计算通信终端与测量装置之间导线的阻抗，并依据阻抗计算得到通信终端与测量装置之间的距离，将距离通过通信模块传输至通信终端。可见，通过电阻测量模块能够测量出测量装置与通信终端之间导线的阻抗，根据测量装置与通信终端之间导线的阻抗就能计算出通信终端与测量装置之间的距离，根据通信终端与测量装置之间的距离就能计算出测量装置的安装位置或安装顺序。故在不借助于额外的定位模块的情况下，就能识别测量装置对应的安装位置或顺序，不仅降低了测量装置的成本，还节省了人工成本。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种测量装置，其特征在于，包括电阻测量模块、主控模块和通信模块，所述主控模块通过所述通信模块与通信终端电连接，所述电阻测量模块与所述主控模块和所述通信模块均电连接；

所述通信模块用于将所述通信终端提供的电能传输至所述电阻测量模块；

所述电阻测量模块用于测量所述电能，并将所述电能传输至所述主控模块；

所述主控模块用于依据所述电能计算所述通信终端与所述测量装置之间导线的阻抗，并依据所述阻抗计算得到所述通信终端与所述测量装置之间的距离，将所述距离通过所述通信模块传输至所述通信终端；

所述测量装置还包括液位测量模块，所述液位测量模块与所述主控模块和电机均电连接，所述电机与闸阀连接，所述闸阀设置于供水通道与灌溉区域连接处，或设置于排水通道与灌溉区域连接处；

所述液位测量模块用于测量所述电机驱动所述闸阀打开或关闭时的工作电流，并将所述工作电流传输至所述主控模块；

所述主控模块还用于依据所述工作电流计算所述供水通道的液位信息、所述灌溉区域的液位信息以及所述排水通道的液位信息，并通过所述通信模块将所述供水通道的液位信息、所述灌溉区域的液位信息以及所述排水通道的液位信息传输至所述通信终端。

2.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括电源模块，所述电源模块与所述通信模块和所述液位测量模块均电连接；

所述电源模块用于将所述电能进行转换，获得工作电压，并将所述工作电压通过所述液位测量模块提供至所述电机；

所述液位测量模块还用于依据所述工作电流判断所述电机是否存在过流故障，若存在，则停止将所述工作电压提供至所述电机。

3.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括电机驱动模块，所述主控模块通过所述电机驱动模块与所述电机电连接；

所述主控模块还用于向所述电机驱动模块发送工作指令；

所述电机驱动模块用于依据所述工作指令控制所述电机的转速和转动方向，以使所述电机驱动所述闸阀打开或关闭。

4.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述电阻测量模块包括电压测量单元和电流测量单元，所述通信模块和所述主控模块分别与所述电压测量单元和所述电流测量单元电连接；

所述电压测量单元用于测量所述电能中的电压信息，并将所述电压信息传输至所述主控模块；

所述电流测量单元用于测量所述电能中的电流信息，并将所述电流信息传输至所述主控模块；

所述主控模块用于依据所述电压信息和所述电流信息计算所述通信终端与所述测量装置之间导线的阻抗。

5.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述电阻测量模块包括电压测量单元和恒流放电单元，所述通信模块和所述主控模块分别与所述电压测量单元和所述恒流放电单元均电连接；

所述电压测量单元用于测量所述电能中的电压信息，并将所述电压信息传输至所述主控模块；

所述主控模块用于依据所述电压信息和预设的放电电流信息计算所述通信终端与所述测量装置之间导线的阻抗；其中，所述放电电流信息依据所述恒流放电单元工作时产生的放电电流进行设置；

所述主控模块还用于控制所述恒流放电单元是否工作。

6.如权利要求4所述的测量装置，其特征在于，所述电压测量单元包括第一电阻和第二电阻，所述电流测量单元包括第一采样电阻和第一放大器，所述第一电阻和所述第二电阻串联于所述通信模块与地线之间，所述主控模块电连接于所述第一电阻与所述第二电阻之间，所述第一采样电阻与所述通信模块电连接，所述第一放大器的正相输入端和反相输入端电连接于所述第一采样电阻的两端，所述第一放大器的输出端与所述主控模块电连接；

所述第一电阻和所述第二电阻用于测量所述电能中的电压信息，并将所述电压信息传输至所述主控模块；

所述第一采样电阻用于测量所述电能中的电流信息，并将所述电流信息传输至所述第一放大器；

所述第一放大器用于对所述电流信息进行放大处理，并将放大后的电流信息传输至所述主控模块。

7.如权利要求5所述的测量装置，其特征在于，所述恒流放电单元包括第一开关电路和恒流放电电路，所述通信模块通过所述第一开关电路与所述恒流放电电路电连接，所述第一开关电路还与所述主控模块电连接；

所述主控模块用于控制所述第一开关电路的通断；

在所述第一开关电路导通时，所述恒流放电电路进行放电工作；

在所述第一开关电路关断时，所述恒流放电电路停止放电工作。

8.如权利要求7所述的测量装置，其特征在于，所述电压测量单元包括第一电阻和第二电阻，所述第一开关电路包括第一开关管、第二开关管、第三电阻和第四电阻，所述恒流放电电路包括第一比较器、第三开关管、第五电阻、第六电阻和第七电阻；

所述第一电阻和所述第二电阻串联于所述通信模块与地线之间，所述主控模块电连接于所述第一电阻与所述第二电阻之间，所述第一开关管的第二引脚与所述通信模块电连接，所述第一开关管的第一引脚通过所述第三电阻与所述第二开关管的第二引脚电连接，所述第一开关管的第三引脚与所述第三开关管的第二引脚电连接，所述第四电阻电连接于所述第一开关管的第二引脚与所述第二开关管的第二引脚之间，所述第二开关管的第一引脚与所述主控模块电连接，所述第二开关管的第三引脚与地线电连接，所述第三开关管的第一引脚与所述第一比较器的输出端电连接，所述第三开关管的第三引脚通过所述第五电阻与地线电连接，所述第六电阻和所述第七电阻串联于电源模块与地线之间，所述第一比较器的正相输入端电连接于 所述第六电阻和所述第七电阻之间，所述第一比较器的反相输入端电连接于所述第三开关管的第三引脚与所述第五电阻之间。

9.如权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述液位测量模块包括第二开关电路、电流测量电路和限流电路，所述电源模块、所述第二开关电路、所述电流测量电路和所述电机依次电连接，所述电流测量电路还通过所述限流电路与所述第二开关电路电连接，所述电流测量电路还与所述主控模块电连接；

所述电源模块用于通过所述第二开关电路和所述电流测量电路将所述工作电压提供至所述电机；

所述电流测量电路用于测量所述工作电流，并将所述工作电流分别传输至所述主控模块和所述限流电路；

所述限流电路用于依据所述工作电流判断所述电机是否存在过流故障，若存在，则向所述第二开关电路提供关断指令，以使所述第二开关电路处于关断状态，进而使得所述工作电压停止提供至所述电机；

若不存在，所述限流电路还用于向所述第二开关电路提供导通指令，以使所述第二开关电路处于导通状态，进而使得所述工作电压提供至所述电机。

10.如权利要求9所述的测量装置，其特征在于，所述第二开关电路包括第四开关管、第五开关管、第八电阻和第九电阻，所述电流测量电路包括第二采样电阻和第二放大器，所述限流电路包括第二比较器、第十电阻和第十一电阻；

所述第四开关管的第二引脚与所述电源模块电连接，所述第四开关管的第一引脚通过所述第八电阻与所述第五开关管的第二引脚电连接，所述第四开关管的第三引脚通过所述第二采样电阻与所述电机电连接，所述第九电阻电连接于所述第四开关管的第二引脚与所述第五开关管的第二引脚之间，所述第五开关管的第一引脚与所述第二比较器的输出端电连接，所述第五开关管的第三引脚与地线电连接，所述第二放大器的正相输入端和反相输入端电连接于所述第二采样电阻的两端，所述第二放大器的输出端与所述第二比较器的反相输入端和所述主控模块电连接，所述第十电阻和所述第十一电阻串联于所述电源模块与地线之间，所述第二比较器的正相输入端电连接于所述第十电阻和所述第十一电阻之间。

11.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述通信模块包括整流单元和电力载波通信单元，所述整流单元通过所述导线与所述通信终端电连接，所述整流单元还与所述电力载波通信单元和所述电阻测量模块均电连接，所述电力载波通信单元还与所述主控模块电连接；

所述整流单元用于将所述通信终端提供的电能进行整流处理，获得整流后的电能，并将整流后的电能分别传输至所述电阻测量模块和所述电力载波通信单元；

所述电阻测量模块用于测量所述整流后的电能；

所述电力载波通信单元用于依据所述整流后的电能解析出所述通信终端发送的第一交互数据，并将所述第一交互数据传输至所述主控模块；

所述电力载波通信单元还用于接收所述主控模块发送的第二交互数据，并将所述第二交互数据通过所述导线传输至所述通信终端。

12.如权利要求11所述的测量装置，其特征在于，所述电力载波通信单元包括第十二电阻、第十三电阻、第六开关管和电力载波接收芯片，所述第十二电阻和所述第十三电阻串联于所述整流单元和地线之间，所述电力载波接收芯片的接收引脚电连接于所述第十二电阻和所述第十三电阻之间，所述电力载波接收芯片的串口引脚与所述主控模块电连接，所述电力载波接收芯片的发送引脚与所述第六开关管的第一引脚电连接，所述第六开关管的第二引脚与所述整流单元电连接，所述第六开关管的第三引脚与地线电连接。

13.一种灌溉系统，其特征在于，包括通信终端和如权利要求1-12任意一项所述的测量装置；

所述通信终端用于依据所述测量装置与其之间的距离获得所述测量装置的位置信息。

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