一種智能型直流脈沖電磁閥中央處理器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于農(nóng)業(yè)種植自動控制領(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)】
[0002]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)濟和社會發(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。但由于自動化控制技術(shù)和工程費用的限制，大部分節(jié)水灌溉系統(tǒng)還處于人工操作閥門進行灌溉的狀態(tài)，自動化程度不高，經(jīng)濟效益并不顯著。目前，針對節(jié)水灌溉的自動控制系統(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，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)場電磁閥的距離不同會導(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)無法實時監(jiān)控。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實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，可實時采集現(xiàn)場的參數(shù)和狀態(tài)，可以實時/定時對電磁閥進行操作，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)測與控制。
[0004]本實用新型解決其技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0005]—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、信號調(diào)理電路模塊、充電控制電路模塊、放電保護電路模塊、電磁閥控制電路模塊、無線通訊模塊構(gòu)成;信號調(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，信號調(diào)理電路模塊、充電控制電路模塊及放電保護電路模塊分別與蓄電池連接，中央處理單元對太陽能能電池單元的電壓、蓄電池電流信號進行數(shù)據(jù)采集，根據(jù)采集的數(shù)據(jù)對充電控制電路模塊和放電保護電路模塊進行控制，實現(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。
[0006]而且，所述的中央處理單元還與溫度傳感器單元連接，用于對環(huán)境的溫度和濕度進行測量。
[0007]而且，所述的中央處理單元采用ATMEGA16芯片。
[0008]而且，所述的電磁閥均為直流脈沖電磁閥。
[0009]本實用新型的優(yōu)點和有益效果為:
[0010]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，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，中央處理單元就由蓄電池供電。中央處理單元對蓄電池的充放電和保護進行集中管理，采用HVM信號控制CMOS開關(guān)管進行充放電的設(shè)計方案，充電分為快速、恒壓和浮充三種控制工作方式;根據(jù)監(jiān)測蓄電池的電壓和電流對電池實行過放和短路保護。
[0011]2.本智能型直流脈沖電磁閥中央處理器，為實現(xiàn)現(xiàn)場參數(shù)的實時采集和狀態(tài)監(jiān)測，中央處理單元采用ATMEGA16芯片，利用AVR單片機的AD通道對太陽能板電壓、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)進行測量，利用過采樣技術(shù)提高AD轉(zhuǎn)換器的分辨率，系統(tǒng)具有測量參數(shù)多、速度快、精度高等優(yōu)點。這些參數(shù)用于蓄電池的充放電管理和電磁閥動作的控制，同時也可通過無線模塊上傳給上位機進行狀態(tài)顯示和存儲，并用于數(shù)據(jù)的二次處理。
[0012]3.本智能型直流脈沖電磁閥中央處理器，可實現(xiàn)直流脈沖電磁閥的實時/定時控制，直流脈沖電磁閥在閥門動作時需要電路提供一定寬度的正/負脈沖信號，不需要維系電流，因此其優(yōu)點是節(jié)約電能。為實現(xiàn)負脈沖信號而又不增加額外的負電源電路，采用DPDT繼電器實現(xiàn)電磁閥電流的換向功能。利用單片機控制C0MS管的開/關(guān)產(chǎn)生脈沖信號，脈沖寬度由單片機的定時器設(shè)定。系統(tǒng)工作時，中央處理單元接收上位機發(fā)出的控制信號，根據(jù)命令可實現(xiàn)電磁閥的即時開關(guān)控制，也可以將電磁閥的開閥和關(guān)閥時刻儲存起來，等待系統(tǒng)時間到達時再進行電磁閥的定時開關(guān)操作。
[0013]4.本智能型直流脈沖電磁閥中央處理器，中央處理單元的網(wǎng)路通訊與控制功能，無線通信模塊與本中央處理單元的串口相連，完成中央處理單元與上位機的通訊功能。上位機發(fā)出控制信號后，無線通信模塊對控制信號進行路由和ID識別，如果控制命令是發(fā)給本中央處理單元的，則進行串行數(shù)據(jù)的接收與處理。上位機可對每個中央處理單元發(fā)出中央處理單元在線查詢、請求中央處理單元回傳數(shù)據(jù)和狀態(tài)、電磁閥的實時開關(guān)控制、電磁閥的定時開關(guān)控制、壓力限值設(shè)定、時間限值設(shè)定、中央處理單元時鐘設(shè)定和中央處理單元基準(zhǔn)電壓校準(zhǔn)等命令。各中央處理單元對上位機的命令代碼進行解析與處理，同時返給上位機一個應(yīng)答信號。上位機可通過中央處理單元返回的應(yīng)答信號、現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)和狀態(tài)信號對各節(jié)點進行實時監(jiān)控。
[0014]5.本節(jié)水灌溉系統(tǒng)采用直流脈沖式電磁閥，采用太陽能和蓄電池給中央處理單元供電，可極大地節(jié)約電能，切實做到節(jié)能減排;每個中央處理單元最多可控制四個電磁閥，上位機通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)對中央處理單元實現(xiàn)分布式控制，控制方式靈活、可靠，降低系統(tǒng)布線成本；中央處理單元具有數(shù)據(jù)采集功能，可把采集的現(xiàn)場數(shù)據(jù)和狀態(tài)回傳給上位機顯示和存儲，用于數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和二次處理，優(yōu)化系統(tǒng)的灌溉決策；中央處理單元內(nèi)部具有穩(wěn)壓電路，確保供給各電磁閥的直流電壓穩(wěn)定，延長電磁閥的使用壽命。另外由于系統(tǒng)中各電磁閥可單獨進行控制，有利于用戶做出更加合理的控制決策，確保管道壓力的穩(wěn)定均衡。
【附圖