CN202280904U - 智能无线控制阀门 - Google Patents

Abstract

智能无线控制阀门，涉及自动控制阀门的技术领域，包括壳体，所述壳体内部装有CPU单元、稳压/DC-DC转换电路、断电保护电路、无线射频电路、信息保护电路、直流电机驱动电路、直流电机，壳体下部装有球形阀门，球形阀门和直流电机直接相连。壳体底部一侧引出两根导线，一根接地线，一根接12V电压，为整个阀门提供电能。本实用新型将无线射频电路、主控电路、天线以及阀门涉及在壳体内部，完全实现外部无线化及设备一体化。可用于北方的热计量改造工程和水暖温度控制系统，无需布线，安装方便，节省改造和安装成本，避免资源浪费，实现节能环保。

Description

智能无线控制阀门

技术领域

本实用新型涉及自动控制阀门的技术领域，具体涉及智能无线控制阀门。

背景技术

关于自动控制阀门，目前主要由电机和阀门组成。为了实现阀门的打开和关闭，需要外接控制器，即采用有线连接控制形式。控制器发出控制信号控制继电器等的打开和关闭，通过电线给阀门提供或切断电能，从而控制阀门的打开和关闭。这种阀门和控制器分开的形式存在以下缺点：为了连接阀门和控制器需要布线，从而增加了工作量和硬件投资，尤其对于事先没有布线的房屋和厂房，需要重新改造布线，增加了成本和造成资源不必要的浪费。

有些自动阀门是把控制器和阀门集成在一起，这样虽然没有了布线的难题，但由于阀门位置是固定的，因此无法实现对阀门的远程控制。如果想改变阀门的控制信息比如阀门开关的阈值等，需要专人挨个修改；另外也无法实时了解阀门的当前状态，造成了使用上的诸多不便。

目前，也有一些无线自动控制阀门，但这些阀门大都采用阀门和无线执行器分离的形式，增加了接线和布线上的麻烦。

实用新型内容

为了解决上述难题，本实用新型提供了一种新型的智能无线自动阀门，该无线自动阀门将无线执行器和阀门集成设计在一个壳体中，组成一个单一模块，只需将阀门接到管道上即可，无需通过接口端与外界进行信号和电气连接，内部的无线执行器通过无线模块接收和发送控制及状态信号至远程集中控制中心。

本实用新型所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

智能无线控制阀门，包括壳体，其特征在于：所述壳体内部装有CPU单元、稳压/DC-DC转换电路、断电保护电路、无线射频电路、信息保护电路、直流电机驱动电路、直流电机，壳体下部装有球形阀门，球形阀门和直流电机直接相连，在所述壳体底部一侧引出两根导线，一根接地线，一根接12V输入电压，为整个阀门提供电能。

所述的无线射频电路的天线封闭在壳体内部，天线和无线射频电路直接相连；

所述的12V输入电压通过稳压/DC-DC转换电路分别与CPU单元、断电保护电路以及无线射频电路相连；

所述的断电保护电路与CPU单元和直流电机驱动电路相连；

所述的CPU单元与无线射频电路、信息保护电路、直流电机驱动电路相连；

所述的直流电机驱动电路通过输出端和直流电机相连。

所述的直流电机上装有限位开关为CPU单元提供反馈信号。指示阀门是否已经完全打开和关闭，使主控电路模块控制电机停止转动，达到节能的目的。

所述的壳体密封完整，壳体由上壳体和下壳体组成，所述上壳体中有6个固定安装孔；

所述的直流电机和阀门固定在下壳体中，通过排线与CPU单元相连；

所述的上壳体和下壳体通过4个固定安装孔紧密相连。使智能无线自动阀门具有较好的防水效果。

另外本实用新型采用12V电源供电，所涉及电压都是12V及以下，因此没有漏电触电危险。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、智能无线自动阀门数据接口为无线通讯模式，硬件采用射频电路设计，软件基于无线通讯工作时序，无需通过信号线进行连接，而将数据通过无线方式直接传输至阀门远程控制中心。

2、智能无线自动阀门将阀门和主控电路集成在一起，完全实现外部无线化及设备一体化，可以有效减少能量损耗。

3、智能无线自动阀门的主控电路中包含断电保护电路，使阀门在断电后能够继续执行断电后的水路保护动作，直到当前水路处于理想掉电状态。

4、可以设计组网协议，实现智能无线自动阀门作为无线阀门远程控制网络中节点的功能，可将多个智能无线自动阀门分布在有效通讯距离范围内，即能够完成与主机交互，组建成无线阀门远程控制网络。

附图说明

图1为本实用新型结构原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

如图1所示，智能无线控制阀门，本实用新型内部电路由稳压/DC-DC转换电路、断电保护电路、掉电检测电路、CPU单元、无线射频电路、信息保护电路、直流电机驱动电路组成。

本实用新型智能无线自动阀门由于直流电机耗电较大，不易采用电池供电，故选择12V外部安全低压电源供电。本实用新型设计的掉电检测电路是通过分压电路来检测外部电源是否掉电。掉电保护电路经过二极管连接到稳压/DC-DC转换电路，在正常通电情况下为掉电保护电路中的超级电容充电，存储电能，在掉电情况下超级电容放电为CPU单元提供电能，进行掉电后续处理。

输入的12V电压经稳压/DC-DC转换电路，生成5V和3.3V电压，生成的5V电压用于给CPU单元、直流电机驱动电路、掉电保护电路以及信息保护电路供电，3.3V电压用于给无线射频电路供电。

信息保护电路存储当前的阀门状态及其他一些有用信息，用于掉电后再来电时使阀门仍能按照掉电前的工作状态工作。直流电机上装有两个限位开关，当阀门完全打开或完全关闭时会触动限位开关，产生限位信号反馈给CPU单元，CPU单元控制直流电机停止转动。

无线射频电路由无线通讯芯片、外接晶体振荡器、电感、电容和天线组成，其中无线通讯芯片集成了频率调试器、带解调器的接收器、功率放大器、晶体振荡器和调节器。

无线射频电路连接到CPU单元，CPU单元通过SPI接口对无线射频电路进行编程和配置，无线通讯芯片集成的晶体震荡器产生高频震荡信号，CPU单元将待发送数据信息由SPI接口发送到无线通信芯片，无线通信芯片利用该高频震荡信号生成附加数据信息的微波信号，经由电感和电容组成的滤波电路后，发送到天线，并由天线辐射出去。

智能无线自动阀门作为网络结构中终端节点使用时，其功能由CPU单元编程实现，通过对CPU单元编程使传感器拥有唯一的ID号，并且对CPU单元编程驱动无线射频电路，完成向主机发送信息，以及接收来自主机发来信息。该智能无线自动阀门向主机发送带有自身ID号的入网请求，发送之后等待主机反馈信息，如果主机发来同意该传感器入网信息，则该传感器加入网络通讯模式；如果主机没有发来允许入网请求或者发来拒绝该智能无线自动阀门入网请求信息，该传感器继续向主机发送入网请求，直到主机允许该智能无线自动阀门入网为止。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.智能无线控制阀门，包括壳体，其特征在于：所述壳体内部装有CPU单元、稳压/DC-DC转换电路、断电保护电路、无线射频电路、信息保护电路、直流电机驱动电路、直流电机，壳体下部装有球形阀门，球形阀门和直流电机直接相连，在所述壳体底部一侧引出两根导线，一根接地线，一根接12V输入电压，为整个阀门提供电能。

2.根据权利要求1所述的智能无线控制阀门，其特征在于：所述的无线射频电路的天线封闭在壳体内部，天线和无线射频电路直接相连；所述的12V输入电压通过稳压/DC-DC转换电路分别与CPU单元、断电保护电路以及无线射频电路相连；所述的断电保护电路与CPU单元和直流电机驱动电路相连；所述的CPU单元与无线射频电路、信息保护电路、直流电机驱动电路相连；所述的直流电机驱动电路通过输出端和直流电机相连。

3.根据权利要求1所述的智能无线控制阀门，其特征在于：所述的直流电机上装有限位开关为CPU单元提供反馈信号。

4.根据权利要求1所述的智能无线控制阀门，其特征在于：所述的壳体密封完整，壳体由上壳体和下壳体组成，所述上壳体中有6个固定安装孔；所述的直流电机和阀门固定在下壳体中，通过排线与CPU单元相连；所述的上壳体和下壳体通过4个固定安装孔紧密相连。