CN210488289U - 一种新型一体式水电双控型节水灌溉rtu设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型一体式水电双控型节水灌溉RTU设备，包括RTU控制器、信号采集单元、接口单元、提示警告单元、刷卡计费单元以及无线传输单元，信号采集单元、接口单元、提示警告单元、刷卡计费单元以及无线传输单元均与RTU控制器电连接，RTU设备还包括电计量单元、水泵控制单元和外接设备电源电路，电计量单元和水泵控制单元分别与RTU控制器电连接，外接设备电源电路一端连接外接电源，外接设备电源电路的另一端分别与外接传感器、外接流量计及外接摄像头电连接，与现有技术相比，增加电计量单元、水泵控制单元、外接设备电源电路，简化系统结构，降低成本。

Description

一种新型一体式水电双控型节水灌溉RTU设备

技术领域

本实用新型涉及节水灌溉技术领域，具体涉及一种新型一体式水电双控型节水灌溉RTU设备。

背景技术

为节约水资源，提高水资源在农业生产中的利用率，目前国内农业普遍采用节水灌溉RTU设备，RTU(Remote Terminal Unit,远程终端单元)设备能够自动完成水文(水情、水资源)数据的采集、存储、传输和控制。目前市面上的节水灌溉RTU设备的计费方式单一，无法适应不同地区的不同的计费政策。

针对以上情况，中国专利CN206657431U提供了一种水电双控型节水灌溉RTU设备，能够实现根据水量、电量单独计费或两者混合方式计费，但其通过外接的电能表、断路器等设备实现控制、采集等功能，外接设备过多导致结构复杂，安装调试效率低，并且采用GPRS无线通信实现数据传输，由于设备的大多应用于农村、山区等通信设不发达的地区，造成GPRS传输不稳定，因此急需一种结构简单，无线传输更加可靠的设备。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种新型一体式水电双控型节水灌溉RTU设备，结构更加简单，无线传输更加可靠。

本实用新型为了解决上述技术问题，提出了如下技术方案：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种新型一体式水电双控型节水灌溉RTU设备，包括RTU控制器、信号采集单元、接口单元、提示警告单元、刷卡计费单元以及无线传输单元，所述信号采集单元、接口单元、提示警告单元、刷卡计费单元以及无线传输单元均与所述RTU控制器电连接，所述RTU设备还包括电计量单元、水泵控制单元和外接设备电源电路，所述电计量单元和所述水泵控制单元分别与所述RTU控制器电连接，所述外接设备电源电路一端连接电源，所述外接设备电源电路的另一端分别与外接传感器、外接流量计及外接摄像头电连接。

采用上述实现方式，在RTU设备的内部设置电计量单元实现电压、电流、功率以及电能数据的采集和监控，不需在单独外接电能表；并且在RTU的内部设置水泵控制单元直接控制水泵配电柜的通断电，从而实现水泵的启停，将继电器集成到RTU设备内部；将外接设备的电源端连接RTU设备内部的外接设备电源电路，外接设备不再单独连接外接电源，优化整个系统结构，极大节约了成本，更好地适用于农业灌溉设备使用者和使用环境。

结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述无线传输单元包括4G通信模块。

结合第一方面，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述信号采集单元包括模拟量采集单元、开关量采集单元和图像采集单元，所述模拟量采集单元和所述开关量采集单元的信号输入端均与外设传感器电连接，所述图像采集单元的信号输入端与外设摄像头电连接，所述模拟量采集单元、所述开关量采集单元和所述图像采集单元的信号输出端均与所述RTU控制器电连接。

结合第一方面，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述接口单元包括配置接口和流量计接口，外设抄表设备通过所述配置接口与所述RTU控制器电连接，外设流量计通过所述流量计接口与所述RTU控制器电连接。

结合第一方面，在第一方面第四种可能的实现方式中，所述提示警告单元包括显示单元和语音播报单元，所述显示单元和所述语音播报单元的信号输入端均与所述RTU控制器电连接。

结合第一方面第四种可能的实现方式，在第一方面第五种可能的实现方式中，所述显示器单元包括LED显示器和LCD显示器。

结合第一方面，在第一方面第六种可能的实现方式中，所述水泵控制单元为大功率继电器，所述大功率继电器与所述RTU控制器电连接，所述大功率继电器的常开触点串联在水泵配电柜和电源之间。

结合第一方面第六种可能的实现方式，在第一方面第七种可能的实现方式中，所述电源为三相电源，所述水泵配电柜和所述外接设备电源电路均与所述三相电源电连接。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供一种新型一体式水电双控型节水灌溉RTU设备的示意图。

图中：1-RTU控制器，2-信号采集单元，3-接口单元，4-提示警告单元，5-刷卡计费单元，6-无线传输单元，7-电计量单元，8-水泵控制单元，9-模拟量采集单元，10-开关量采集单元，11-图像采集单元，12-流量计接口，13-配置接口，14-显示单元，15-语音播报单元，16-水泵配电柜，17-流量计，18-抄表机，19-传感器，20-摄像头，21-外接设备电源电路，22-射频天线。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本方案进行阐述。

图1为本实用新型实施例提供的一种新型一体式水电双控型节水灌溉RTU设备，包括RTU控制器1、信号采集单元2、接口单元3、提示警告单元4、刷卡计费单元5以及无线传输单元6，其中：

为能采集到现场的土壤墒情、水位、水压以及现场图片，本实施例的信号采集单元2包含模拟量采集单元9、开关量采集单元10和图像采集单元11，模拟量采集单元9和开关量采集单元10的信号输入端连接外设的传感器19，模拟量采集单元9和开关量采集单元10的信号输出端连接RTU控制器1，模拟量采集单元9外接电流输出型或电压输出型传感器，开关量采集单元10外接开关量输出型或脉冲输出型干接点传感器，传感器19采集到数据通过模拟量采集单元9和开关量采集单元10传输到RTU控制器1，RTU控制器1将采集到数据进行滤波处理并将土壤墒情、水位、水压等情况显示在提示警告单元4的显示器上，同时将土壤墒情、水位、水压等情况通过无线传输单元6传输到远程服务器；图像采集单元11的信号输入端连接外设的摄像头20，图像采集单元11的信号输出端连接RTU控制器1，摄像头20拍摄到现场图片通过图像采集单元11传输到RTU控制器1，RTU控制器1将图片通过无线传输单元6传输到远程服务器。其中本实施的模拟量采集单元9为模数转换器，开关量采集单元10为开关量采集器，图像采集单元11为485通信电路，当然模拟量采集单元9、开关量采集单元10和图像采集单元11不仅局限于上述内容，在此不再一一赘述。

为方便抄表以及采集流量数据，本实施例设置接口单元3，接口单元3包含流量计接口12和配置接口13，外设的抄表机18通过配置接口12连接RTU控制器1，抄表机18读取采集现场设备的数据，也可通过抄表机18对设备进行手动调试或控制；外设的流量计17通过流量计接口12连接到RTU控制器1，RTU控制器1采集到灌溉时的瞬时水流量、累计流量等数据，可以实现按流量计费。本实施例的抄表设备采用手持电脑，当然也可采用其他实现抄表功能的手持设备，在此不再赘述。

进一步地，本实施例还设置有提示警告单元4，所述提示警告单元4包含显示单元14和语音播报单元15，显示单元14和语音播报单元15均和RTU控制器连接，显示器单元14上显示灌溉状态、费用信息、用电量以及用水量等信息，语音播报单元15在进行操作时播报操作内容，当出现故障时，显示单元14可显示相应的异常状态，RTU控制器1通过无线传输单元6将报警信息发送给远程服务器。本实施例的显示单元14可以为LCD显示器，也可以为LED显示器，语音播报单元15为喇叭或智能音响，当然也可以是其它满足要求的设备，在此不再赘述。

本实施例设置有刷卡计费单元5，刷卡计费单元5与RTU控制器连接，用户使用时，刷卡计费单元5读取用户射频卡信息发送给RTU控制器1，RTU控制器1读取用户射频卡内信息后控制水泵或关闭，并将灌溉后的信息通过刷卡计费单元5写入用户射频卡内，本实施例的刷卡计费单元5为刷卡计费电路，其外接射频天线。

为实现远程采集控制RTU设备的目的，本实施例的采用无线传输单元6与远程服务器连接，并且本实施例的无线传输单元6设置为4G无线通信电路，与RTU控制器1相连接，并通过4G网络与远程服务器相连接，可实现远程信息交互和远程调试、控制。相比于传统设备采用的GPRS网络传输，稳定性更高，传输更可靠。

进一步地，为简化系统结构，本实施例设置有电计量单元7和水泵控制单元8电计量单元7与RTU控制器1连接，电计量单元7为电计量电路，RTU控制器1通过电计量单元7采集电压、电流、功率以及电能等数据，RTU控制器每隔1秒采集一次电计量单元7的数据，将采集到的电参数显示在LCD显示器14上，同时将数据通过无线传输单元6传输到远程服务器，也可通过外设的抄表机从配置接口13读取电计量单元7采集的数据。电计量单元7的精度为1级精度，设置电计量单元7后不需再外接电能表，简化了整个系统的结构。电计量单元7还设置有一个电能脉冲输出接口，在需要对电计量单元7进行校验时，通过电能脉冲输出接口连接校表设备，在不需校验时，电能脉冲输出接口封闭。

水泵控制单元8采用大功率继电器，大功率继电器连接RTU控制器1，大功率继电器的常开触点连接三相电源以及水泵配电柜16，当灌溉时水泵需要开启，RTU控制器1控制大功率继电器的常开触点闭合，水泵配电柜16接通电源，即可实现上水灌溉；当灌溉结束水泵需要停机，RTU控制器1控制大功率继电器使水泵配电柜16的电源断开，从而实现水泵的停机。将大功率继电器集成到RTU设备内，不需再外接继电器以及断路器，进一步简化整个灌溉系统的结构。

进一步地，本实施例的外接设备的电源均集成与RTU设备内，在RTU设备内设置有外接设备电源电路21，外接设备电源电路21的一端连接三相电源，另一端连接外接传感器19、外接流量计17、外接摄像头20的电源端，外接设备电源电路21将电源转化为5V或24V电源为外接设备供电，不需为外接设备设置单独电源。在RTU设备内部还设置有电池，电池分别与RTU控制器1、传感器19、流量计17及摄像头20的电源端电连接，在停电时可由电池暂时供电，电池连接外接设备电源电路21，通过外接设备电源电路21进行充电。

本实施例的节水灌溉RTU设备会通过信号采集单元2、接口单元3、电计量单元7采集现场的土壤墒情、水位、水压、水流量、电流、电压及功率等数据发送到RTU控制器1，RTU控制器1将采集到的数据显示在LCD显示器14上并将数据通过4G无线传输单元传输到远程服务器，实现现场和远程监控。在使用时，用户刷卡后，RTU控制器通过刷卡计费单元5读取用户射频卡信息后控制水泵16开启实现灌溉，灌溉结束时，用户再次刷卡，RTU控制器1将用水量或用电量以及余额信息通过刷卡计费单元5写入用户射频卡，并控制水泵16关闭，结束灌溉。

由上述实施例可知，本实施例提供了一种新型一体式水电双控型节水灌溉RTU设备，与现有技术相比，利用4G网络进行信息交互远程控制，使传输更加可靠。增加电计量单元7、水泵控制单元8以及外接设备电源电路21，简化系统结构，降低成本。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本实用新型的技术方案并非是对本实用新型的限制，如来替代，本实用新型仅结合并参照优选的实施方式进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本实用新型的宗旨，也应属于本实用新型的权利要求保护范围。

Claims (8)

1.一种新型一体式水电双控型节水灌溉RTU设备，包括RTU控制器、信号采集单元、接口单元、提示警告单元、刷卡计费单元以及无线传输单元，所述信号采集单元、接口单元、提示警告单元、刷卡计费单元以及无线传输单元均与所述RTU控制器电连接，其特征在于：所述RTU设备还包括电计量单元、水泵控制单元和外接设备电源电路，所述电计量单元和所述水泵控制单元分别与所述RTU控制器电连接，所述外接设备电源电路一端连接电源，所述外接设备电源电路的另一端分别与外接传感器、外接流量计及外接摄像头电连接。

2.根据权利要求1所述的新型一体式水电双控型节水灌溉RTU设备，其特征在于：所述无线传输单元包括4G通信模块。

3.根据权利要求1所述的新型一体式水电双控型节水灌溉RTU设备，其特征在于：所述信号采集单元包括模拟量采集单元、开关量采集单元和图像采集单元，所述模拟量采集单元和所述开关量采集单元的信号输入端均与外设传感器电连接，所述图像采集单元的信号输入端与外设摄像头电连接，所述模拟量采集单元、所述开关量采集单元和所述图像采集单元的信号输出端均与所述RTU控制器电连接。

4.根据权利要求1所述的新型一体式水电双控型节水灌溉RTU设备，其特征在于：所述接口单元包括配置接口和流量计接口，外设抄表设备通过所述配置接口与所述RTU控制器电连接，外设流量计通过所述流量计接口与所述RTU控制器电连接。

5.根据权利要求1所述的新型一体式水电双控型节水灌溉RTU设备，其特征在于：所述提示警告单元包括显示单元和语音播报单元，所述显示单元和所述语音播报单元的信号输入端均与所述RTU控制器电连接。

6.根据权利要求5所述的新型一体式水电双控型节水灌溉RTU设备，其特征在于：所述显示单元包括LED显示器和LCD显示器。

7.根据权利要求1所述的新型一体式水电双控型节水灌溉RTU设备，其特征在于：所述水泵控制单元为大功率继电器，所述大功率继电器与所述RTU控制器电连接，所述大功率继电器的常开触点串联在水泵配电柜和电源之间。

8.根据权利要求7所述的新型一体式水电双控型节水灌溉RTU设备，其特征在于：所述电源为三相电源，所述水泵配电柜和所述外接设备电源电路均与所述三相电源电连接。

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