专利名称：无线灌溉电磁阀门控制系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及农业自动灌溉技术领域，尤其涉及一种无线灌溉电磁阀门控制系统及其控制方法。
背景技术：
农业节水灌溉难题是一个涉及人类健康和生存的问题，是一个不能以金钱来衡量的重大社会问题，受到全球各国政府和民众的高度关注。近年来，农业节水灌溉技术迅速发展和推广，这不仅可以提高水资源利用率，缓解 水资源日趋紧张的矛盾，还可以增加农作物的产量，降低农产品的成本。目前，采用最为广泛的灌溉方式为有线通信方式下的定时定量自动灌溉，其预先设定灌溉开始时间、灌溉时长或者灌水量，达到预设时间时即停止灌溉，这种方式需要在田间挖沟和布置大量电缆线，不仅会影响田间耕作，同时还需要大量的人力、财力和物力。另外，在供电系统得不到保证的地方，比如公园、农田和山区，此种灌溉方式的局限性就相当大。
发明内容
(一 )要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是提供一种无线灌溉电磁阀门控制系统及其控制方法，其能够实现无线灌溉，不需要布设大量铜线，因而大量地节约了人力物力，降低了灌溉成本，另外，本发明可使用电池供电，消除了供电系统对灌溉区域的局限性。( 二 )技术方案为解决上述问题，本发明提供了一种无线灌溉电磁阀门控制系统，包括多个电磁阀，用于控制灌溉管路的开闭；与所述电磁阀一一对应的多个阀头控制器，用于控制电磁阀的开闭；控制单元，用于触发阀头控制器工作。前述的无线灌溉电磁阀门控制系统中，所述控制单元包括手持遥控器或中控终端。前述的无线灌溉电磁阀门控制系统中，所述中控终端包括工控机和与之连接的中央收发器。前述的无线灌溉电磁阀门控制系统中，所述手持遥控器，包括键盘和无线通信模块，用于收发控制命令以控制电磁阀的打开与关闭。前述的无线灌溉电磁阀门控制系统中，所述阀头控制器包括电池、电源电路、升压电路、驱动电路、单片机、接收电路以及接收天线，所述单片机分别与所述电源电路、驱动电路和接收电路连接，所述升压电路、驱动电路、电磁阀头以及阀体顺次连接，所述电源电路又与所述电池、升压电路和接收电路相连接。前述的无线灌溉电磁阀门控制系统中，所述阀头控制器和电磁阀采用一体化设计。
一种利用前述的无线灌溉电磁阀门控制系统对无线灌溉电磁阀门进行控制的方法，包括以下步骤A :控制单元发出射频控制信号；B:阀头控制器接收所述射频控制信号，并根据所述射频控制信号向所述电磁阀发出控制命令；C :电磁阀根据阀头控制器发出的控制命令控制灌溉管路的开闭。前述的对无线灌溉电磁阀门进行控制的方法，所述步骤B进一步包括以下步骤BI :阀头控制器进行射频信号接收以检测是否有唤醒信号；若接收到唤醒信号，则执行步骤B2 ;否则执行步骤B3 ；
B2:阀头控制器接收数据并判断数据中命令的目标地址，若目标地址为自身对应的阀头控制器，则根据所述命令控制电磁阀的开闭，否则，执行步骤B3 ；B3 :阀头控制器进入休眠状态直至由实时时钟的定时信号唤醒后执行步骤BI。(三)有益效果本发明采用无线通讯方式控制电磁阀的开闭，能够实现无线灌溉，不需要布设大量铜线，因而大量地节约了人力物力，降低了灌溉成本，另外，本发明可使用电池供电，消除了供电系统对灌溉区域的局限性。本发明所述系统采用手持遥控器和中控终端两种遥控方式；操作人员可以通过手持遥控器，在田间对单个电磁阀进行操作，也可通过远程控制软件在中控终端上进行一个、一组或多组终端电磁阀进行操作，方便用户使用。
图I为本发明实施方式中所述无线灌溉电磁阀门控制系统的原理图；图2为本发明实施方式中所述阀头控制器的硬件总体结构图；图3为本发明实施方式中所述直流电磁阀头驱动电路原理图；图4为本发明实施方式中所述对无线灌溉电磁阀门进行控制的方法的流程图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。如图I所示，本发明提供了一种无线灌溉电磁阀门控制系统，包括多个电磁阀，用于控制灌溉管路的开闭；与所述电磁阀一一对应的多个阀头控制器，用于控制电磁阀的开闭；所述阀头控制器和电磁阀采用一体化设计，利于防水防潮。控制单元，用于触发阀头控制器工作。所述控制单元包括手持遥控器或中控终端。所述中控终端包括工控机和与之连接的中央收发器。所述手持遥控器，包括键盘和无线通信模块，用于收发控制命令以控制电磁阀的打开与关闭。如图2所示，所述阀头控制器包括电池、电源电路、升压电路、驱动电路、单片机、接收电路以及接收天线，所述单片机分别与所述电源电路、驱动电路和接收电路连接，所述升压电路、驱动电路、电磁阀头以及阀体顺次连接，所述电源电路又与所述电池、升压电路和接收电路相连接。
所述电池为3. 6V电池，单片机可采用C8051F930单片机。3. 6V电池采用镍氢电池，经过电源电路稳压和滤波后为整个阀头控制器供电，升压电路是把电源电路的电压转换成12V电压，供电磁阀头驱动电压使 用；驱动电路在C8051F930单片机的控制下打开和关闭电磁阀头；C8051F930单片机是阀头控制器的核心，其具有48个引脚，负责协调阀头控制器的工作，具有独立的地址编码；接收电路外接接收天线，在C8051F930单片机的控制下接收中控终端或手持遥控器发送的命令。如图3所示为直流电磁阀头驱动电路原理图，它由升压电路和功率驱动电路组成。升压电路是由芯片U1、电容C1、C2、电感LI、二极管Dl和电阻R1、R2组成。电容Cl为去藕电容，两脚分别连接Ul的5脚和2脚，其作用是消除VCC的噪声和波纹，为Ul提供稳定的电压。LI为功率电感，两端分别连接Ul的I脚和5脚，其作用是提高Ul的输出电流。二极管D1、电阻Rl和电阻R2串联，Dl的另一脚与Ul的I脚相连，R2的另一脚与Ul的2脚相连，其作用是保证Ul输出稳定的12V电压，其中，二极管Dl选用耐高压的肖特基二极管MBR0530，它具有低的正向压降和快速开关速度，电阻Rl和R2的阻值分别为500K和130K。芯片选用性价比较好的LT1615，其2脚与地相连，为其提供一个参考地，通过C2进行滤波后输出12V电压。功率驱动电路是由功率驱动芯片U2、电容C3、C4和电阻R3、R4以及热敏电阻VR。电容C3和C4并联后一端与U2的2脚相连，另一端接地，其作用是进一步消除前级电路带来的噪声和波纹，为Ul提供稳定的12V电压。U2的I脚和4脚分别连接压敏电阻VR的两端，0UT_A和0UT_B与电磁阀头连接，其中压敏电阻VR的作用是消除电磁阀头的开启和关闭对U2的冲击。另外Ul的4脚V_SHDN与C8051F930单片机的某一管脚相连，用于控制Ul的工作状态，即V_SHDN引脚为低电平时，Ul工作，输出12V电压，当V_SHDN引脚为高电平时，Ul停止工作，输出电压为零。电阻R3、R4的一端分别连接U2的7脚、6脚，另一端与C8051F930单片机的某两个引脚相连，用于控制电磁阀头的开启和关闭，其中，电阻R3和R4起到限流作用。如图4所示，本发明所述的一种利用前述的无线灌溉电磁阀门控制系统对无线灌溉电磁阀门进行控制的方法，包括以下步骤A :控制单元发出射频控制信号；B:阀头控制器接收所述射频控制信号，并根据所述射频控制信号向所述电磁阀发出控制命令；本步骤可通过以下步骤实现BI :阀头控制器进行射频信号接收以检测是否有唤醒信号；若接收到唤醒信号，则执行步骤B2 ;否则执行步骤B3 ；B2:阀头控制器接收数据并判断数据中命令的目标地址，若目标地址为自身对应的阀头控制器，则根据所述命令控制电磁阀的开闭，否则，执行步骤B3 ；B3 :阀头控制器进入休眠状态直至由实时时钟的定时信号唤醒后执行步骤BI。C :电磁阀根据阀头控制器发出的控制命令控制灌溉管路的开闭。以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
权利要求
1.一种无线灌溉电磁阀门控制系统，其特征在于，包括 多个电磁阀，用于控制灌溉管路的开闭； 与所述电磁阀对应的多个阀头控制器，用于控制电磁阀的开闭； 控制单元，用于触发阀头控制器工作。
2.如权利要求I所述的无线灌溉电磁阀门控制系统，其特征在于，所述控制单元包括手持遥控器或中控终端。
3.如权利要求2所述的无线灌溉电磁阀门控制系统，其特征在于，所述中控终端包括工控机和与之连接的中央收发器。
4.如权利要求2所述的无线灌溉电磁阀门控制系统，其特征在于，所述手持遥控器，包括键盘和无线通信模块，用于收发控制命令以控制电磁阀的打开与关闭。
5.如权利要求I所述的无线灌溉电磁阀门控制系统，其特征在于，所述阀头控制器包括电池、电源电路、升压电路、驱动电路、单片机、接收电路以及接收天线，所述单片机分别与所述电源电路、驱动电路和接收电路连接，所述升压电路、驱动电路、电磁阀头以及阀体顺次连接，所述电源电路又与所述电池、升压电路和接收电路相连接。
6.如权利要求I所述的无线灌溉电磁阀门控制系统，其特征在于，所述阀头控制器和电磁阀采用一体化设计。
7.一种利用权利要求1-6中任一项所述的无线灌溉电磁阀门控制系统对无线灌溉电磁阀门进行控制的方法，其特征在于，包括以下步骤 A :控制单元发出射频控制信号； B :阀头控制器接收所述射频控制信号，并根据所述射频控制信号向所述电磁阀发出控制命令； C :电磁阀根据阀头控制器发出的控制命令控制灌溉管路的开闭。
8.如权利要求7所述的对无线灌溉电磁阀门进行控制的方法，其特征在于，所述步骤B进一步包括以下步骤 BI :阀头控制器进行射频信号接收以检测是否有唤醒信号；若接收到唤醒信号，则执行步骤B2;否则执行步骤B3; B2:阀头控制器接收数据并判断数据中命令的目标地址，若目标地址为自身对应的阀头控制器，则根据所述命令控制电磁阀的开闭，否则，执行步骤B3 ； B3 :阀头控制器进入休眠状态直至由实时时钟的定时信号唤醒后执行步骤BI。
全文摘要
本发明公开了一种无线灌溉电磁阀门控制系统及其控制方法，所述系统包括多个电磁阀，用于控制灌溉管路的开闭；与所述电磁阀一一对应的多个阀头控制器，用于控制电磁阀的开闭；控制单元，用于触发阀头控制器工作。本发明采用无线通讯方式控制电磁阀的开闭，能够实现无线灌溉，不需要布设大量铜线，因而大量地节约了人力物力，降低了灌溉成本，另外，本发明可使用电池供电，消除了供电系统对灌溉区域的局限性。本发明所述系统采用手持遥控器和中控终端两种遥控方式；操作人员可以通过手持遥控器，在田间对单个电磁阀进行操作，也可通过远程控制软件在中控终端上进行一个、一组或多组终端电磁阀进行操作，方便用户使用。
文档编号F16K31/06GK102644792SQ20121009374
公开日2012年8月22日 申请日期2012年3月31日 优先权日2012年3月31日
发明者吴文彪, 申长军, 赵春江, 邢振, 郑文刚, 郭瑞, 陈红, 鲍锋 申请人:北京农业智能装备技术研究中心