[實(shí)用新型]一種智能型直流脈沖電磁閥中央處理器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520646517.8
• 申請(qǐng)日: 2015-08-25
• 公開（公告）號(hào): CN205124596U
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉全璽;李智輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津科技大學(xué)
• 主分類號(hào): A01G25/16
• 分類號(hào): A01G25/16
• 代理公司: 天津盛理知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 劉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于農(nóng)業(yè)種植自動(dòng)控制領(lǐng)域，尤其是一種智能型直流脈 沖電磁閥中央處理器。

背景技術(shù)

近年來，水資源供需矛盾日益尖銳，農(nóng)業(yè)干旱缺水與水資源短缺成 為我國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要制約因素。管道灌溉、噴灌、滴灌和滲灌 等技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，有效地解決了干旱缺水地區(qū)的農(nóng)業(yè)灌溉問題。但由于 自動(dòng)化控制技術(shù)和工程費(fèi)用的限制，大部分節(jié)水灌溉系統(tǒng)還處于人工操 作閥門進(jìn)行灌溉的狀態(tài)，自動(dòng)化程度不高，經(jīng)濟(jì)效益并不顯著。目前， 針對(duì)節(jié)水灌溉的自動(dòng)控制系統(tǒng)大多數(shù)都是基于有線式控制，電磁閥常用 交流和直流兩種供電方式，連接方式有星形連接和環(huán)形連接。其不足之 處：交流電磁閥打開時(shí)，需要一直有電流維持，且只能采用星形連接， 控制中心與現(xiàn)場(chǎng)電磁閥的距離不同會(huì)導(dǎo)致各電磁閥處的交流電壓相差很 多，使得電磁閥不能很好地被控制，甚至導(dǎo)致電磁閥損壞；直流脈沖電 磁閥可以采用星形連接和環(huán)形連接兩種方式，星形連接存在與交流電磁 閥同樣的問題，且布線成本較高。環(huán)形連接可以降低布線成本，但如果 某一處出現(xiàn)故障，會(huì)導(dǎo)致后面的電磁閥處于失控狀態(tài)。另外上述灌溉系 統(tǒng)缺少數(shù)據(jù)采集功能，其工作狀態(tài)無法實(shí)時(shí)監(jiān)控。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種智能型直流 脈沖電磁閥中央處理器，可利用太陽能和蓄電池組合供電，可實(shí)時(shí)采集 現(xiàn)場(chǎng)的參數(shù)和狀態(tài)，可以實(shí)時(shí)/定時(shí)對(duì)電磁閥進(jìn)行操作，且中央處理單元 具備網(wǎng)絡(luò)通訊和控制功能，能夠?qū)崿F(xiàn)集中/分布式監(jiān)測(cè)與控制。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種智能型直流脈沖電磁閥中央處理器，其特征在于：由中央處理 單元及與其連接的壓力傳感器單元、信號(hào)調(diào)理電路模塊、充電控制電路 模塊、放電保護(hù)電路模塊、電磁閥控制電路模塊、無線通訊模塊構(gòu)成； 信號(hào)調(diào)理電路模塊及充電控制電路模塊分別于太陽能電池單元連接，信 號(hào)調(diào)理電路模塊、充電控制電路模塊及放電保護(hù)電路模塊分別與蓄電池 連接，中央處理單元對(duì)太陽能能電池單元的電壓、蓄電池電流信號(hào)進(jìn)行 數(shù)據(jù)采集，根據(jù)采集的數(shù)據(jù)對(duì)充電控制電路模塊和放電保護(hù)電路模塊進(jìn) 行控制，實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換與傳輸；中央處理單元通過壓力傳感器采集電 磁閥出口壓力，通過電磁閥控制電路模塊控制各電磁閥的開閉。

而且，所述的中央處理單元還與溫度傳感器單元連接，用于對(duì)環(huán)境 的溫度和濕度進(jìn)行測(cè)量。

而且，所述的中央處理單元采用ATMEGA16芯片。

而且，所述的電磁閥均為直流脈沖電磁閥。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和有益效果為：

1.本智能型直流脈沖電磁閥中央處理器，為解決中央處理單元和電 磁閥的供電問題及降低布線成本，解決環(huán)形連接系統(tǒng)易癱瘓的問題，采 用無線連接方式，中央處理單元和電磁閥由太陽能電池單元和蓄電池組 合供電。白天陽光充足時(shí)，中央處理單元和電磁閥所需要的電流均來自 于太陽能板，太陽能板可將多余的電能給蓄電池充電；夜間或陽光不充 足時(shí)，中央處理單元就由蓄電池供電。中央處理單元對(duì)蓄電池的充放電 和保護(hù)進(jìn)行集中管理，采用PWM信號(hào)控制CMOS開關(guān)管進(jìn)行充放電的 設(shè)計(jì)方案，充電分為快速、恒壓和浮充三種控制工作方式；根據(jù)監(jiān)測(cè)蓄 電池的電壓和電流對(duì)電池實(shí)行過放和短路保護(hù)。

2.本智能型直流脈沖電磁閥中央處理器，為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)的實(shí)時(shí)采 集和狀態(tài)監(jiān)測(cè)，中央處理單元采用ATMEGA16芯片，利用AVR單片機(jī) 的AD通道對(duì)太陽能板電壓、蓄電池電壓、蓄電池電流、電磁閥出口壓 力以及環(huán)境溫度和濕度等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，利用過采樣技術(shù)提高AD轉(zhuǎn)換 器的分辨率，系統(tǒng)具有測(cè)量參數(shù)多、速度快、精度高等優(yōu)點(diǎn)。這些參數(shù) 用于蓄電池的充放電管理和電磁閥動(dòng)作的控制，同時(shí)也可通過無線模塊 上傳給上位機(jī)進(jìn)行狀態(tài)顯示和存儲(chǔ)，并用于數(shù)據(jù)的二次處理。