CN212344851U - 基于nb-iot的灌溉脉冲电磁阀远程控制装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于NB‑IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制装置，包括壳体、电路板、若干电磁阀、脉冲电磁阀驱动模块、NB‑IOT模块、主控模块、Arduino扩展板模块、信号调理模块、脉冲驱动模块接口和电源模块；电源模块用于为主控模块及NB‑IOT模块提供直流电源输入；若干电磁阀通过接口与脉冲电磁阀驱动模块通信连接，NB‑IOT模块与主控模块建立连接，NB‑IOT模块包括NB‑IOT芯片，用于数据采集装置进行无线数据传输通信；Arduino扩展板模块作为主控模块与所述信号调理模块建立连接。本实用新型还提供一种基于NB‑IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制系统，采用本实用新型，可以对不同复杂场合的不同电磁阀开关状态进行一体化统计和分析，操作人员可实时监控各电磁阀开启关闭数据信息。

Description

基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制装置及系统

技术领域：

本实用新型涉及农田智能灌溉技术领域，特别涉及一种基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制装置及系统。

背景技术：

物联网是指各类信息传感设备通过物联网域名将任何设备与互联网相连接进行通信，以实现智能识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。物联网通过射频识别、传感器、二维码、GPS卫星定位等技术可以全面感知物体信息，通过蓝牙、Zigbee等短距离通信方式和移动通信网络的长距离通信方式实现信息的分发和共享，通过分析和处理采集到的物体信息实现决策和智能控制。短距离通信方式低功耗、低成本，但传输距离短，因此在长距离传输时需要多个由多个中继节点组成的复杂网络拓扑，稳定性差；长距离通信方式通信覆盖面广、传输效率高但是对设备能量消耗大，不适合作为底层物联网技术。物联网面向物与物和人与物的网络。

NB-IOT是一种基于LTE蜂窝移动网络的窄带IOT技术，具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗低、架构优、容量大等特点，广泛应用于智能制造、智慧农业、智能交通等低功耗广域网领域。脉冲电磁阀作为脉冲信号控制装置，感受到被控制的信息之后按一定规律变换为电信号或其他所需形式的信息输出，可以满足信息的传输、处理、存储、显示和控制等要求。现有的灌溉用电磁阀只能满足单供水管开启和关闭，不能满足智能灌溉供水的需求。

发明内容：

有鉴于此，有必要提供一种基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制装置及系统。

一种基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制装置，包括壳体、电路板、若干电磁阀、脉冲电磁阀驱动模块、NB-IOT模块、主控模块、Arduino扩展板模块、信号调理模块、脉冲驱动模块接口和电源模块；脉冲电磁阀驱动模块、NB-IOT模块、主控模块、Arduino扩展板模块、信号调理模块、脉冲驱动模块接口和电源模块配装在电路板上，并配装在壳体内，主控模块安装在所述壳体内部；电源模块用于为主控模块及NB-IOT模块提供直流电源输入；若干电磁阀通过接口与脉冲电磁阀驱动模块通信连接，NB-IOT模块与主控模块建立连接，NB-IOT模块包括NB-IOT芯片，用于数据采集装置进行无线数据传输通信；Arduino扩展板模块作为主控模块与所述信号调理模块建立连接，内部采用Modbus-RTU协议将滤波后的数字信号发送至Modbus总线，Arduino通过脉冲驱动模块接口与若干电磁阀进行通信；所述脉冲驱动模块接口与所述主控模块建立连接，脉冲驱动模块接口即SDI12通讯协议,SDI12数据记录仪通过在数据线上传ASCII码与若干电磁阀进行通信；所述NB-IOT模块与所述主控模块建立连接，NB-IOT模块包括NB-IOT芯片，用于数据采集装置进行无线数据传输通信。

优选的，NB-IOT模块包括连接插座J1、连接插座J1-2、连接插座J2、连接插座J2-2、连接插座J3、连接插座J3-2、连接插座J4、连接插座J4-2和MS3616无线通讯模块，连接插座J1、连接插座J1-2、连接插座J2、连接插座J2-2、连接插座J3、连接插座J3-2、连接插座J4、连接插座J4-2连接在主控模块，MS3616无线通讯模块与连接插座J1、连接插座J1-2、连接插座J2、连接插座J2-2、连接插座J3、连接插座J3-2、连接插座J4、连接插座J4-2连接；NB-IoT模块采用MS3616无线通讯模块,ME3616无线通讯模块为低速率、低功耗、迖距离、海量连接的物联网应用而设计，支持多种网络协议。ME3616无线通讯模块是采用LCC封装的基于NB-IOT通信标准的移劢通讯网络模块，在NB-IOT制式下，该模块可以提供最大66Kbps上行速率，34Kbps下行速率。

优选的，Arduino扩展板模块使用Arduino/Genuino Uno作为扩展板，与电磁阀通过SDI12协议进行通信，采集电磁阀数据并进行分类，内部采用Modbus-RTU协议，将采集数据发送至Modbus总线。

优选的，脉冲电磁阀驱动模块包括信号输入电路、驱动电路、指示灯电路、充放电电路和驱动接口电路；

驱动电路包括驱动芯片RZ1、第一驱动电阻丝R11、第二驱动电阻丝R12、第三驱动电阻丝R13、第四驱动电阻丝R14和第一驱动电容C12，驱动芯片RZ1的引脚1为BI端，引脚2为FI端、引脚3为GND端，引脚4为VCC端，引脚5为FO端，引脚6为FO端，引脚7为BO端，引脚8为BO端；

驱动芯片RZ1的引脚1与第一驱动电阻丝R11的一端连接，第一驱动电阻丝R11的另一端与OUT1端连接；引脚2与第二驱动电阻丝R12的一端连接，第二驱动电阻丝的另一端与OUT2端连接；引脚3与接地线GND连接，引脚4与VCC端连接，引脚5与A2端连接，引脚6与A2端连接，引脚7与A1端连接，引脚8与A1端连接，第一驱动电容C12的两端分别与引脚8和引脚5连接；第三驱动电阻丝R13的一端与引脚2连接，另一端与接地线GND连接，第四驱动电阻丝的一端与引脚1连接，另一端接地线GND连接；

驱动接口电路包括第一接口P1、第二接口P2、第三接口P3、第四接口P4、第五接口P5和第六接口P6，第一接口P1的六个引脚分别与VCC3.3V端连接、GND、PV5端、INI端、OUT1端和OUT2端连接，接口P2的六个引脚分别与VCC端、GND、BI端、B2端、A2端和A1端连接，第三接口P3、第四接口P4、第五接口P5和第六接口P6的第一个引脚连接后与B2端连接，第三接口P3第二个引脚与VCC端连接，第四接口P4的第二引脚与VCC3.3V连接，第五接口P5的第二引脚与PV5端连接，第六接口P6的第二引脚与GND连接；

信号输入电路包括第一输入电阻丝R31、第二输入电阻丝R32、第三输入电阻丝R33和第一输入电容C31，第一输入电阻丝R31的一端与B1端连接，另一端分别与第二输入电阻丝R32的一端、第三输入电阻丝R33的一端和第一输入电容C31的一端连接，第二输入电阻丝R32的另一端与接地线连接，第三输入电阻丝R33的另一端与VCC3.3V连接，第一输入电容C31的另一端与接地线连接；

指示灯电路包括发光二极管D1、限流电阻丝R1和充放电电容C1,限流电阻丝R1的一端与VCC端连接，另一端与发光二极管D1的一端连接，发光二极管D1的另一端与接地线GND连接，充放电电容C1的一端与VCC端连接，另一端与接地线GND连接；

充放电电路包括充放电电容，充放电电容的一端与VCC端连接，另一端与GND端连接。

优选的，基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制装置的电源模块为设备供电，电源模块包括稳压芯片tps70933、电容PC2、电容PC5、电容PC3、熔断器PF1、二极管PD2，稳压芯片tps70933的输入端IN与电压VCC5V连接，并与电容PC2连接，电容PC2与稳压芯片tps70933的GND端连接，稳压芯片tps70933的EN端与VCC5V连接，NC端与电容PC5连接，OUT端与电容PC3和VCC3.3V连接，电源模块的POWER连接熔断器PF1和二极管PD2，电源模块的稳压芯片tps70933，用于稳定电路中的电压，防止电压波动引起电路故障。熔断器PF1和二极管PD2起到保护电路的作用。在需要采集信号的时候才打开电压，因为在NB-IoT场合，一般不需要传感器频繁工作，这样可节省电量，提高电池的续航能力及产品实用性。

一种基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制系统，包括如上所述的基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制装置、应用场景数据源、NB-IOT基站、云服务器和客户端，应用场景数据源与所述数据采集装置建立连接，数据采集装置采集数据源数据；所述数据采集装置与所述NB-IOT基站建立连接，NB-IOT基站与数据采集装置通过移动通信中心进行信息传递；所述NB-IOT基站通过NB-IOT网络与云服务器建立连接关系；云服务器通过无线网络与客户端连接。

优选的，云服务器包括数据库存储模块、数据分析模块和数据操作模块，所述数据库存储模块与数据分析模块建立连接，所述数据分析模块与数据操作模块建立连接，数据库存储模块用来存储各类数据，数据分析模块对数据源进行统计和分析数据是否符合要求，数据操作模块对符合要求的数据进行收发，对不符要求的数据进行反馈。

优选的，客户端采用电脑或手机，所述电脑运行有连接到数据采集系统的云服务器浏览器，手机端有相应应用程序。

优选的，应用场景数据源指数据采集的场合，包括每个电磁阀的开启状态采集场合和每个电磁阀的关闭状态采集场合。

本实用新型专利具有如下优点：采用基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制的方法，可以对不同复杂场合的不同电磁阀开关状态进行一体化统计和分析，操作人员可实时监控各电磁阀开启关闭数据信息，可实现远距离传输，方便判断环境需求。电磁阀有A/D接口和485接口，采用SDI12通讯协议无需A/D转换电路，使得电路更加简单，亦降低了功耗和成本，且控制器与电磁阀之间直接通过ASCII码进行通信，使得系统连接更加方便。实现了数据从采集到管理的一体化，低功耗和低成本使得此脉冲电磁阀控制装置及系统价格更亲民。

附图说明：

为了更清楚地说明本实用新型施例的技术方案，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实用新型的某些实施例，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为基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制装置模块连接结构示意图；

图2为基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制装置的主控模块电路原理图；

图3为基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制装置的信号调理模块电路原理图；

图4为基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制装置的Arduino扩展板模块电路原理图；

图5为基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制装置的NB-IOT模块电路原理图；

图6为基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制装置的脉冲驱动模块接口电路原理图；

图7为基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制装置的脉冲电磁阀驱动模块电路原理图；

图8为基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制装置的电源模块电路原理图。

图中：电磁阀1、脉冲电磁阀驱动模块2、NB-IOT模块3、主控模块4、Arduino扩展板模块5、信号调理模块6、脉冲驱动模块接口7、电源模块8。

具体实施方式：

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型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实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

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。

本实用新型提供了以下具体的实施例。

如图1所示，基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制装置包括壳体、电路板、若干电磁阀1、脉冲电磁阀驱动模块2、NB-IOT模块3、主控模块4、Arduino扩展板模块5、信号调理模块6、脉冲驱动模块接口7和电源模块8；脉冲电磁阀驱动模块2、NB-IOT模块3、主控模块4、Arduino扩展板模块5、信号调理模块6、脉冲驱动模块接口7和电源模块8配装在电路板上，并配装在壳体内，主控模块4安装在所述壳体内部；电源模块8用于为主控模块4及NB-IOT模块3提供直流电源输入；若干电磁阀1通过接口与脉冲电磁阀驱动模块2通信连接，NB-IOT模块3与主控模块4建立连接，NB-IOT模块3包括NB-IOT芯片，用于数据采集装置进行无线数据传输通信；Arduino扩展板模块5作为主控模块4与所述信号调理模块6建立连接，内部采用Modbus-RTU协议将滤波后的数字信号发送至Modbus总线，Arduino通过脉冲驱动模块接口7与若干电磁阀1进行通信；所述脉冲驱动模块接口7与所述主控模块4建立连接，脉冲驱动模块接口7即SDI12通讯协议,SDI12数据记录仪通过在数据线上传ASCII码与若干电磁阀进行通信；所述NB-IOT模块3与所述主控模块4建立连接，NB-IOT模块3包括NB-IOT芯片，用于数据采集装置进行无线数据传输通信。

请参阅图2，基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制装置的主控模块包括主控电路板、主控芯片STM32F407、FLASH存储器MU2、第一稳压器U1和第二稳压器U2，第一稳压器U1与电压输入端与P-VCC5V电源连接，EN引脚与第一电阻PR1连接，第一电阻PR1与PTC4端连接，CT引脚与第一电容PC1连接，第一电容PC1与VIN端连接，引脚QOD与可变电阻PR3连接，第二稳压器U2的引脚IN与引脚GND与第二电容PC2连接后，与接电线连接，引脚EN与VCC5V连接，引脚NC与电容PC5连接，引脚OUT与VCC3.3V连接，并与电容PC3连接；FLASH存储器MU2的引脚VCC与HOLD与VCC3.3V连接，并与电容MC1连接；主控模块的主控芯片STM32F407，内核Cortex-M0运行频率高，保留了485有线通讯接口，集成FLASH、SRAM、SPI等功能，且支持片外FLASH、SRAM、PSRAM、NOR以及NAND FLASH，虽功能强大但功耗极低，用户可灵活选择通讯方式。

请参阅图3，基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制装置的信号调理模块的电路原理为信号调理模块包括滤波电路，滤波电路包括限压电路D11、电阻R12、电阻R11、电阻R13、电容C11和二极管D12，主控芯片STM32F407的AO端与电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端与限压电路D11、电阻R13、电容C11、电阻R11连接，电阻R11与二极管D12连接，电阻R13、电容C11与接电线GND连接，滤波电路旨在减少脉动的直流电压中的交流成分，保留其直流成分，使输出电压纹波系数降低，波形变得比较平滑。A0端接5V电源，电阻R12与R11用来起到限流保护作用，D11为四个稳压二极管构成的限压电路，电容C11与电阻R13构成滤波电路，D12构成防雷电路。

请参阅图4，基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制装置的Arduino扩展模块相关电路原理图，Arduino扩展模块包括逻辑门运算芯片sn74ahclg04、MAX485芯片、电阻RS1、电阻RS2、电容CS1、电阻RS3、电阻RS3、电阻RS4、电阻RS5、限压电路DS1、过流保护器LP-MSM-010和485芯片，逻辑门运算芯片sn74ahclg04的引脚Y与MAX485芯片的引脚RE和引脚DE连接，MAX485芯片的引脚DI与DI/TX端连接，并与电阻RS2连接，电阻RS2与VCC5V连接，MAX485芯片的引脚RO与电阻RS1连接，并与DO/RX端连接，逻辑门运算芯片sn74ahclg04的引脚B与DI/TX端连接，MAX485芯片的引脚VCC与电容CS1连接，并与VCC5V连接，MAX485芯片的引脚B与电阻RS3连接，并与电阻RS5和过流保护器LP-MSM-010连接，MAX485芯片的引脚A与电阻RS4连接，并与限压电路DS1、电阻RS5和过流保护器LP-MSM-010连接，485芯片与过流保护器LP-MSM-010连接；Arduino扩展模块采用Arduino/Genuino Uno，通过DI/TX与DO/RX与主控板连接，将RS485接口作为联网接口，通过485接口可监视Arduino扩展模块所采集的传感器的数据。RS485接口组成的半双工网络，一般是两线制，多采用屏蔽双绞线传输。这种接线方式为总线式拓扑结构在同一总线上最多可以挂接32个结点。在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机。很多情况下，连接RS485通信链路时用一对双绞线将各个接口的“A”、“B”端连接起来。RS485接口连接器采用DB-9的9芯插头座，与智能终端RS485接口采用DB-9孔，与键盘连接的键盘接口RS485采用DB-9针。

请参阅图5，基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制装置的NB-IoT模块电路原理图，NB-IoT模块包括连接插座J1、连接插座J1-2、连接插座J2、连接插座J2-2、连接插座J3、连接插座J3-2、连接插座J4、连接插座J4-2和MS3616无线通讯模块，连接插座J1、连接插座J1-2、连接插座J2、连接插座J2-2、连接插座J3、连接插座J3-2、连接插座J4、连接插座J4-2连接在主控模块，MS3616无线通讯模块与连接插座J1、连接插座J1-2、连接插座J2、连接插座J2-2、连接插座J3、连接插座J3-2、连接插座J4、连接插座J4-2连接。NB-IoT模块采用MS3616无线通讯模块,ME3616与为低速率、低功耗、迖距离、海量连接的物联网应用而设计，支持多种网络协议。ME3616是采用LCC封装的基于NB-IoT通信标准的移劢通讯网络模块。在NB-IoT制式下，该模块可以提供最大66Kbps上行速率，34Kbps下行速率。

请参阅图6，基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制装置的脉冲驱动模块接口包括第一接口端、第二接口端、第三接口端、第四接口端、第五接口端，第一接口端包括接口P11和接口P12,第二接口端包括接口P21和接口P22,

第三接口端包括接口P31和接口P32,第四接口端包括接口P41和接口P42,第五接口端包括接口P51和接口P52,接口P11、接口P21、接口P31、接口P41和接口P51与主控电路板连接，接口P12、接口P22、接口P32、接口P42和接口P52分别与传感器通信连接。脉冲驱动模块接口电路原理图，脉冲驱动模块接口即SDI12通讯协议,SDI12数据记录仪通过在数据线上传ASCII码与传感器之间进行通信。

请参阅图7，基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制装置的脉冲电磁阀驱动模块包括信号输入电路、驱动电路、指示灯电路、充放电电路和驱动接口电路；

驱动电路包括驱动芯片RZ1、第一驱动电阻丝R11、第二驱动电阻丝R12、第三驱动电阻丝R13、第四驱动电阻丝R14和第一驱动电容C12，驱动芯片RZ1的引脚1为BI端，引脚2为FI端、引脚3为GND端，引脚4为VCC端，引脚5为FO端，引脚6为FO端，引脚7为BO端，引脚8为BO端；

驱动芯片RZ1的引脚1与第一驱动电阻丝R11的一端连接，第一驱动电阻丝R11的另一端与OUT1端连接；引脚2与第二驱动电阻丝R12的一端连接，第二驱动电阻丝的另一端与OUT2端连接；引脚3与接地线GND连接，引脚4与VCC端连接，引脚5与A2端连接，引脚6与A2端连接，引脚7与A1端连接，引脚8与A1端连接，第一驱动电容C12的两端分别与引脚8和引脚5连接；第三驱动电阻丝R13的一端与引脚2连接，另一端与接地线GND连接，第四驱动电阻丝的一端与引脚1连接，另一端接地线GND连接；

驱动接口电路包括第一接口P1、第二接口P2、第三接口P3、第四接口P4、第五接口P5和第六接口P6，第一接口P1的六个引脚分别与VCC3.3V端连接、GND、PV5端、INI端、OUT1端和OUT2端连接，接口P2的六个引脚分别与VCC端、GND、BI端、B2端、A2端和A1端连接，第三接口P3、第四接口P4、第五接口P5和第六接口P6的第一个引脚连接后与B2端连接，第三接口P3第二个引脚与VCC端连接，第四接口P4的第二引脚与VCC3.3V连接，第五接口P5的第二引脚与PV5端连接，第六接口P6的第二引脚与GND连接；

信号输入电路包括第一输入电阻丝R31、第二输入电阻丝R32、第三输入电阻丝R33和第一输入电容C31，第一输入电阻丝R31的一端与B1端连接，另一端分别与第二输入电阻丝R32的一端、第三输入电阻丝R33的一端和第一输入电容C31的一端连接，第二输入电阻丝R32的另一端与接地线连接，第三输入电阻丝R33的另一端与VCC3.3V连接，第一输入电容C31的另一端与接地线连接；

指示灯电路包括发光二极管D1、限流电阻丝R1和充放电电容C1,限流电阻丝R1的一端与VCC端连接，另一端与发光二极管D1的一端连接，发光二极管D1的另一端与接地线GND连接，充放电电容C1的一端与VCC端连接，另一端与接地线GND连接；

充放电电路包括充放电电容，充放电电容的一端与VCC端连接，另一端与GND端连接。

请参阅图8，基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制装置的电源模块为设备供电，电源模块包括稳压芯片tps70933、电容PC2、电容PC5、电容PC3、熔断器PF1、二极管PD2，稳压芯片tps70933的输入端IN与电压VCC5V连接，并与电容PC2连接，电容PC2与稳压芯片tps70933的GND端连接，稳压芯片tps70933的EN端与VCC5V连接，NC端与电容PC5连接，OUT端与电容PC3和VCC3.3V连接，电源模块的POWER连接熔断器PF1和二极管PD2，电源模块的稳压芯片tps70933，用于稳定电路中的电压，防止电压波动引起电路故障。熔断器PF1和二极管PD2起到保护电路的作用。在需要采集信号的时候才打开电压，因为在NB-IoT场合，一般不需要传感器频繁工作，这样可节省电量，提高电池的续航能力及产品实用性。

基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制系统，包括如上所述的基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制装置、应用场景数据源、NB-IOT基站、云服务器和客户端，应用场景数据源与所述数据采集装置建立连接，数据采集装置采集数据源数据；所述数据采集装置与所述NB-IOT基站建立连接，NB-IOT基站与数据采集装置通过移动通信中心进行信息传递；所述NB-IOT基站通过NB-IOT网络与云服务器建立连接关系；云服务器通过无线网络与客户端连接。

云服务器包括数据库存储模块、数据分析模块和数据操作模块，所述数据库存储模块与数据分析模块建立连接，所述数据分析模块与数据操作模块建立连接，数据库存储模块用来存储各类数据，数据分析模块对数据源进行统计和分析数据是否符合要求，数据操作模块对符合要求的数据进行收发，对不符要求的数据进行反馈。

客户端采用电脑或手机，所述电脑运行有连接到数据采集系统的云服务器浏览器，手机端有相应应用程序。

应用场景数据源指数据采集的场合，包括每个电磁阀的开启状态采集场合和每个电磁阀的关闭状态采集场合。

一种基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制的方法，所述控制方法采用上述基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制装置，通过上述的基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制系统，所述控制方法步骤如下所述：

获取数据,在应用场合布置若干电磁阀，脉冲电磁阀驱动模块获取应用场合的电磁阀开启和关闭的模拟信号；

信号处理,即脉冲电磁阀驱动模块将所采集的模拟信号转换为数字信号并上传至信号调理模块，信号调理模块对其进行滤波，Arduino扩展板模块与脉冲电磁阀驱动模块采用SDI12协议互相发送ASCII码通信，Arduino扩展板采用将数据发送至Modbus总线，将数字信号上传给主控模块；

进行NB-IOT操作,利用NB-IOT模块将数字信号借助NB-IOT基站和NB-IOT网络发送到云服务器；

云服务器数据处理,数据分析模块对数据库存储模块中的数据进行统计和分析，数据操作模块判断数据是否符合要求；

数据显示,数据操作模块将判断结果发送至对应客户端。

本实用新型专利具有如下优点：采用基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制的方法，可以对不同复杂场合的不同电磁阀开关状态进行一体化统计和分析，操作人员可实时监控各电磁阀开启关闭数据信息，可实现远距离传输，方便判断环境需求。电磁阀有A/D接口和485接口，采用SDI12通讯协议无需A/D转换电路，使得电路更加简单，亦降低了功耗和成本，且控制器与电磁阀之间直接通过ASCII码进行通信，使得系统连接更加方便。实现了数据从采集到管理的一体化，低功耗和低成本使得此脉冲电磁阀控制装置及系统价格更亲民。

上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型专利作了详尽描述，在不偏离本实用新型专利精神的基础上所做的修改与改进均属于本实用新型专利要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制装置，其特征在于：基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制装置包括壳体、电路板、若干电磁阀、脉冲电磁阀驱动模块、NB-IOT模块、主控模块、Arduino扩展板模块、信号调理模块、脉冲驱动模块接口和电源模块；脉冲电磁阀驱动模块、NB-IOT模块、主控模块、Arduino扩展板模块、信号调理模块、脉冲驱动模块接口和电源模块配装在电路板上，并配装在壳体内，主控模块安装在所述壳体内部；电源模块用于为主控模块及NB-IOT模块提供直流电源输入；若干电磁阀通过接口与脉冲电磁阀驱动模块通信连接，NB-IOT模块与主控模块建立连接，NB-IOT模块包括NB-IOT芯片；Arduino扩展板模块作为主控模块与所述信号调理模块建立连接，Arduino通过脉冲驱动模块接口与若干电磁阀进行通信；所述脉冲驱动模块接口与所述主控模块建立连接，脉冲驱动模块接口即SDI12通讯协议,SDI12数据记录仪通过在数据线上传ASCII码与若干电磁阀进行通信；所述NB-IOT模块与所述主控模块建立连接，NB-IOT模块包括NB-IOT芯片。

2.如权利要求1所述的基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制装置，其特征在于：NB-IOT模块包括连接插座J1、连接插座J1-2、连接插座J2、连接插座J2-2、连接插座J3、连接插座J3-2、连接插座J4、连接插座J4-2和MS3616无线通讯模块，连接插座J1、连接插座J1-2、连接插座J2、连接插座J2-2、连接插座J3、连接插座J3-2、连接插座J4、连接插座J4-2连接在主控模块，MS3616无线通讯模块与连接插座J1、连接插座J1-2、连接插座J2、连接插座J2-2、连接插座J3、连接插座J3-2、连接插座J4、连接插座J4-2连接；NB-IoT模块采用MS3616无线通讯模块。

3.如权利要求2所述的基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制装置，其特征在于：Arduino扩展板模块使用Arduino/Genuino Uno作为扩展板，与电磁阀通过SDI12协议进行通信，采集电磁阀数据并进行分类，内部采用Modbus-RTU协议，将采集数据发送至Modbus总线。

4.如权利要求3所述的基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制装置，其特征在于：脉冲电磁阀驱动模块包括信号输入电路、驱动电路、指示灯电路、充放电电路和驱动接口电路；

驱动电路包括驱动芯片RZ1、第一驱动电阻丝R11、第二驱动电阻丝R12、第三驱动电阻丝R13、第四驱动电阻丝R14和第一驱动电容C12，驱动芯片RZ1的引脚1为BI端，引脚2为FI端、引脚3为GND端，引脚4为VCC端，引脚5为FO端，引脚6为FO端，引脚7为BO端，引脚8为BO端；

驱动芯片RZ1的引脚1与第一驱动电阻丝R11的一端连接，第一驱动电阻丝R11的另一端与OUT1端连接；引脚2与第二驱动电阻丝R12的一端连接，第二驱动电阻丝的另一端与OUT2端连接；引脚3与接地线GND连接，引脚4与VCC端连接，引脚5与A2端连接，引脚6与A2端连接，引脚7与A1端连接，引脚8与A1端连接，第一驱动电容C12的两端分别与引脚8和引脚5连接；第三驱动电阻丝R13的一端与引脚2连接，另一端与接地线GND连接，第四驱动电阻丝的一端与引脚1连接，另一端接地线GND连接；

驱动接口电路包括第一接口P1、第二接口P2、第三接口P3、第四接口P4、第五接口P5和第六接口P6，第一接口P1的六个引脚分别与VCC3.3V端连接、GND、PV5端、INI端、OUT1端和OUT2端连接，接口P2的六个引脚分别与VCC端、GND、BI端、B2端、A2端和A1端连接，第三接口P3、第四接口P4、第五接口P5和第六接口P6的第一个引脚连接后与B2端连接，第三接口P3第二个引脚与VCC端连接，第四接口P4的第二引脚与VCC3.3V连接，第五接口P5的第二引脚与PV5端连接，第六接口P6的第二引脚与GND连接；

信号输入电路包括第一输入电阻丝R31、第二输入电阻丝R32、第三输入电阻丝R33和第一输入电容C31，第一输入电阻丝R31的一端与B1端连接，另一端分别与第二输入电阻丝R32的一端、第三输入电阻丝R33的一端和第一输入电容C31的一端连接，第二输入电阻丝R32的另一端与接地线连接，第三输入电阻丝R33的另一端与VCC3.3V连接，第一输入电容C31的另一端与接地线连接；

指示灯电路包括发光二极管D1、限流电阻丝R1和充放电电容C1,限流电阻丝R1的一端与VCC端连接，另一端与发光二极管D1的一端连接，发光二极管D1的另一端与接地线GND连接，充放电电容C1的一端与VCC端连接，另一端与接地线GND连接；

充放电电路包括充放电电容，充放电电容的一端与VCC端连接，另一端与GND端连接。

5.如权利要求4所述的基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制装置，其特征在于：基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制装置的电源模块为设备供电，电源模块包括稳压芯片tps70933、电容PC2、电容PC5、电容PC3、熔断器PF1、二极管PD2，稳压芯片tps70933的输入端IN与电压VCC5V连接，并与电容PC2连接，电容PC2与稳压芯片tps70933的GND端连接，稳压芯片tps70933的EN端与VCC5V连接，NC端与电容PC5连接，OUT端与电容PC3和VCC3.3V连接，电源模块的POWER连接熔断器PF1和二极管PD2。

6.一种采用权利要求1至5任一项所述的基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制装置的远程控制系统，其特征在于：基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制系统包括基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制装置、应用场景数据源、NB-IOT基站、云服务器和客户端，应用场景数据源与所述数据采集装置建立连接，数据采集装置采集数据源数据；所述数据采集装置与所述NB-IOT基站建立连接，NB-IOT基站与数据采集装置通过移动通信中心进行信息传递；所述NB-IOT基站通过NB-IOT网络与云服务器建立连接关系；云服务器通过无线网络与客户端连接。

7.如权利要求6所述的基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制系统，其特征在于：云服务器包括数据库存储模块、数据分析模块和数据操作模块，所述数据库存储模块与数据分析模块建立连接，所述数据分析模块与数据操作模块建立连接，数据库存储模块用来存储各类数据，数据分析模块对数据源进行统计和分析数据是否符合要求，数据操作模块对符合要求的数据进行收发，对不符要求的数据进行反馈。

8.如权利要求7所述的基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制系统，其特征在于：客户端采用电脑或手机，所述电脑运行有连接到数据采集系统的云服务器浏览器，手机端有相应应用程序。

9.如权利要求8所述的基于NB-IOT的灌溉脉冲电磁阀远程控制系统，其特征在于：应用场景数据源指数据采集的场合，包括每个电磁阀的开启状态采集场合和每个电磁阀的关闭状态采集场合。

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