[發(fā)明專利]一種自動滴灌控制器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410496374.7
• 申請日: 2014-09-25
• 公開（公告）號: CN104247655A
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張俊
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西易陽科技有限公司
• 主分類號: A01G25/16
• 分類號: A01G25/16
• 代理公司: 西安億諾專利代理有限公司 61220
• 代理人: 劉斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于自動控制裝置領(lǐng)域，尤其涉及一種自動滴灌控制器。?

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，能源危機日益突出，伴隨著環(huán)境問題也越來越嚴(yán)重。對于西北地區(qū)，大量的農(nóng)作物土地在種植的過程中需要灌溉，然而由于電力及水利設(shè)施的限制，使得上述地區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展也受到了影響。目前，滴灌控制系統(tǒng)有靠人力控制的半自動化控制系統(tǒng)和高級程序化的智能化滴灌控制系統(tǒng)。對自動滴灌系統(tǒng)而言，在田間地區(qū)布設(shè)有線線路，既增加了系統(tǒng)成本，同時也給維護帶來了巨大的困難。因此，采用無線智能控制手段對滴灌系統(tǒng)進行管理，已成為國內(nèi)外農(nóng)業(yè)自動灌溉系統(tǒng)發(fā)展的趨勢，現(xiàn)有無線滴灌控制器存在功耗大、電池使用壽命較短。而目前的自動控制技術(shù)已趨于成熟，但功耗方面也沒有特別的限制，國內(nèi)外比較成熟的滴灌控制器設(shè)備多采用外接220V?電源，長期大田灌溉耗電量很大，大大提升了自動滴灌的成本。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在解決上述問題，提供一種利用太陽能進行供電的自動滴灌控制器。?

一種自動滴灌控制器，包括控制器部分和供電部分；其特征在于：其中控制器部分包括傳感器、A/D轉(zhuǎn)換電路、電磁閥、電磁閥驅(qū)動電路、主控制芯片和看門狗電路；傳感器與A/D轉(zhuǎn)換電路相連接；電磁閥與電磁閥驅(qū)動電路相連接；A/D轉(zhuǎn)換電路、電磁閥驅(qū)動電路和看門狗電路均與主控芯片相連接；供電部分部分包括電源管理芯片、超級電容、鋰電池、電源轉(zhuǎn)換電路和太陽能電池板；其中超級電容、鋰電池和太陽能板均與電源管理芯片相連接；超級電容與電源轉(zhuǎn)換電路相連接；鋰電池與電源轉(zhuǎn)換電路相連接；電源轉(zhuǎn)換電路與主控芯片相連接。?

本發(fā)明所述的自動滴灌控制器，其特征在于所述主控芯片選用無線網(wǎng)絡(luò)通信模塊ZICM2410。?

本發(fā)明所述的自動滴灌控制器，其特征在于所述無線網(wǎng)絡(luò)通信方式為ZigBee通信技術(shù)。?

本發(fā)明所述的自動滴灌控制器，其特征在于所述超級電容的規(guī)格為60F、2.7V，最低放電電壓為1.8V。?

本發(fā)明所述的自動滴灌控制器，其特征在于所述超級電容設(shè)置為四組。?

本發(fā)明所述的自動滴灌控制器，其特征在于所述電源管理芯片為SM72441。?

本發(fā)明所述的自動滴灌控制器，其特征在于所述A/D轉(zhuǎn)換電路采用芯片為TLC1543。?

本發(fā)明所述的自動滴灌控制器，其特征在于所述超級電容和鋰電池后端設(shè)置三個DC/DC電源轉(zhuǎn)換芯片。?

本發(fā)明所述自動滴灌控制器，通過太陽能作為主要能量來源、以超級電容作為主要儲能和供電元件的低功耗無線自動滴灌控制器具有很好的環(huán)境適應(yīng)能力和較長的使用時間，將無線智能控制技術(shù)與滴灌技術(shù)相結(jié)合，尤其適合在太陽能資源豐富的地區(qū)使用，可以有效節(jié)約管理成本與生產(chǎn)成本，適合大面積推廣。?

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

一種自動滴灌控制器，包括控制器部分和供電部分；其特征在于：其中控制器部分包括傳感器、A/D轉(zhuǎn)換電路、電磁閥、電磁閥驅(qū)動電路、主控制芯片和看門狗電路；傳感器與A/D轉(zhuǎn)換電路相連接；電磁閥與電磁閥驅(qū)動電路相連接；A/D轉(zhuǎn)換電路、電磁閥驅(qū)動電路和看門狗電路均與主控芯片相連接；供電部分部分包括電源管理芯片、超級電容、鋰電池、電源轉(zhuǎn)換電路和太陽能電池板；其中超級電容、鋰電池和太陽能板均與電源管理芯片相連接；超級電容與電源轉(zhuǎn)換電路相連接；鋰電池與電源轉(zhuǎn)換電路相連接；電源轉(zhuǎn)換電路與主控芯片相連接。?

本發(fā)明所述的自動滴灌控制器，所述主控芯片選用無線網(wǎng)絡(luò)通信模塊ZICM2410，核心芯片電路完成對電源管理芯片、電源轉(zhuǎn)換芯片的電源功耗管理與充放電管理，控制AD?轉(zhuǎn)換芯片與相應(yīng)傳感器的工作，接收主控計算機指令，對電磁閥控制與驅(qū)動電路進行控制。設(shè)置獨立的看門狗電路，防止控制電路出現(xiàn)死機狀態(tài)。AD?轉(zhuǎn)換部分及傳感器電路受控于主芯片，并通過低功耗的AD?轉(zhuǎn)換芯片TLC1543?向主控芯片發(fā)送傳感器數(shù)據(jù)。電磁閥控制與驅(qū)動電路則完成對電磁閥的控制功能，電磁閥采用節(jié)能型的門閂式電磁閥，該電磁閥利用永久磁石產(chǎn)生的磁力來保持通斷的狀態(tài)，在掉電時保持原有狀態(tài)，無須電流維持；通過對電磁閥正向或反向通電，來控制電磁閥的通斷狀態(tài)。所述無線網(wǎng)絡(luò)通信方式為ZigBee通信技術(shù)。所述超級電容的規(guī)格為60F、2.7V，最低放電電壓為1.8V。所述超級電容設(shè)置為四組，由于傳統(tǒng)的蓄電池存在可充電次數(shù)少、不適合大電流放電、受環(huán)境影響較大等缺點，因此在本文中的供電系統(tǒng)設(shè)計中主要采用超級電容組作為主要的儲能和供電元件。超級電容作為一種綠色的、可反復(fù)充電次數(shù)幾乎沒有限制、適應(yīng)能力更強的儲能元件，越來越受到業(yè)內(nèi)界矚目。所述電源管理芯片為SM72441，此芯片專為便攜式太陽能充電設(shè)備所設(shè)計，內(nèi)部集成了一個8?通道，12位的AD?轉(zhuǎn)換器，可實現(xiàn)自動浮充管理，也可采用PWM?可編程控制浮充管理，轉(zhuǎn)換效率最高可達98.5%，工作電流典型值為10mA,?靜態(tài)電流小于1μA，可通過外圍硬件設(shè)置芯片的最大輸出電壓、最大輸出電流、更新速率。鋰電池，過放電保護電壓為3V，容量為500mAh，同樣由一塊SM72441?控制太陽能充電，當(dāng)檢測為后備電源，通常在超級電容無法為整個系統(tǒng)供電時啟用，規(guī)格采用過充保護電壓為4.2V?到鋰電池已充滿后由主控芯片切斷充電。在光照充足的情況下，系統(tǒng)供電依靠超級電容的放電；當(dāng)光照條件較差，主控芯片切換到鋰電池供電。為防止鋰電池在啟用時給超級電容反向充電，增加系統(tǒng)不必要的損耗，兩種供電模式在硬件設(shè)計上被相互隔斷。所述A/D轉(zhuǎn)換電路采用芯片為TLC1543。所述超級電容和鋰電池后端設(shè)置三個DC/DC電源轉(zhuǎn)換芯片。?