[發明專利]低功耗無線閘門控制器

無效

• 申請號: 200710052151.1
• 申請日: 2007-05-10
• 公開（公告）號: CN101051222A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發明（設計）人: 劉樹波;張勝特
• 申請（專利權）人: 武漢立方科技有限公司
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04;G05B15/02;G08C17/02;G04G15/00
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所
• 代理人: 王敏鋒

????????????????????????技術領域

本發明涉及一種低功耗無線閘門控制器，尤其是涉及一種利用太陽能供電、低能耗設計、用無線方式傳輸數據的低功耗無線閘門控制器。該控制器適宜在我國缺電地區和閘控點比較偏遠地區推廣使用。

????????????????????????背景技術

在閘門控制器中，各控制器之間的數據通訊和同步是關鍵技術之一。目前，公知的控制器之間采用公網和無線進行并行通訊和同步。

下面以北京中水科工程總公司的渠道閘門太陽能就地自動控制器為例說明。

渠道閘門太陽能就地自動控制器，屬于自動控制設備領域，包括控制器機柜、供電電源、控制電路板，其特征在于，提供電源全部能量的構件是太陽能電池板，能量通過光電轉換裝置存儲于與其相連的蓄電池中，再連接到控制機柜之外的電機及傳動裝置；所述機柜中安裝的控制電路板，是以單片機芯為中心的6部分電路所組成。該控制器使用由太陽能電池板充電的蓄電池電源，可在無動力電的環境下，實現渠道閘門的就地自動控制，完成對渠道閘門的正轉(提升)、反轉(降落)、停止等操作，一臺控制器可對多個閘門進行控制，而且依靠通訊端口實現遠程控制、閘門開度監測、參數設定，同時監測電源電壓，保證閘門運行穩定可靠。

該控制器存在芯片的集成度不高，功耗高，需要通過公網進行數據傳輸，不適宜在閘控點比較偏遠地區使用。

????????????????????????發明內容

本發明的目的在于提供一種低功耗無線閘門控制器，該控制器通用性好、結構簡單、可靠性高、芯片集成度高、功耗低、成本低，可實現無延時遠程控制功能。

為實現上述目的，本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：主機采用低功耗設計技術。在沒有任何操作的情況下，五分鐘內進入休眠狀態，并關閉所有外部設備，休眠時每分鐘喚醒一次主機，進行例行操作，以滿足太陽能供電的需要。

本發明包括：信號處理單元、A/D轉換單元、背板扁平電纜、開關量輸入信號單元、開關量輸入信號轉換單元、單片機單元、開關量輸出轉換單元、外部開關量輸出單元、通信單元、時鐘電子開關及傳感器電子開關。開關量輸入信號單元、開關量輸入信號轉換單元、單片機、開關量輸出轉換單元和通信電壓變換單元通過扁平電纜或背板進行連接；其連接順序是：傳感器通過連接線與背板/扁平電纜連接，背部/扁平電纜通過扁平電纜與信號處理單元連接，信號處理單元通過內部連線與A/D轉換單元連接，A/D轉換單元通過芯片內部電路與單片機連接，通信單元通過連線與背板/扁平電纜連接，背板/扁平電纜通過電纜與通信電壓變換單元連接，通信電壓變換單元通過內部連線與單片機連接，單片機通過內部連線與傳感器電子開關連接，傳感器電子開關通過電纜與傳感器連接。

在實驗準備階段，主要是進行控制器軟件(英特爾51系列C51單片機匯編語言軟件，)和硬件的設計和調試工作，先用相關單片機的防真器進行在線防真試驗。待所有功能實現后，通過下載專用線下載到單片機中進行脫機試驗。試驗過程中，所有外部傳感器通過背板連到內部，所有內部單元均已通過內部連線均連接到主機上，一旦五分鐘未進行任何操作，主機即刻進入休眠，所有傳感器電源均關斷，顯示器背光熄火，待機時供電電流由200mA以上降到10mA，一分鐘主機又被喚醒，進行例行的數據采樣工作。無線電臺在主機休眠期間同樣可接收中心控制站發來的指令，進行閘門的起停并及時上傳現場數據。

各臺控制器均與中心控制臺的主機相連，構成整個水庫、灌區的水情測報及遠程自動化調度系統。完全實現了極低功耗運行和數據無線傳輸兩大主要功能。

本發明與現有技術相比，具有以下優點和效果：

①低功耗技術，在休眠期間工作電流可降到10mA。一節65AH電池可使控制器工作至少半年。

②以無線的方式與上位機進行數據通信，并接受上位機的控制指令。

③系統通用性好、結構簡單、可靠性高，實現容易、成本低廉。

④可以實現全灌區各閘門的統一管理、水庫閘門的自動啟閉操作和定閘位控制。(在無任何市電供應的情況下通過太陽能轉化來的電力使電動機運轉，提升閘門為水庫放水，用于泄洪或抗旱的需要)

????????????????????????????附圖說明

圖1為低功耗無線閘門控制器示意圖。

??????????????????????????具體實施方式

下面結合對附圖對本發明作進一步詳細描述：