说明】
[0015]图1为本实用新型的智能型直流脉冲电磁阀中央处理器的原理方框图。
【具体实施方式】
[0016]下面通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。
[0017]一种智能型直流脉冲电磁阀中央处理器，其由中央处理单元及与其连接的压力传感器单元、信号调理电路模块、充电控制电路模块、放电保护电路模块、电磁阀控制电路模块、无线通讯模块构成;信号调理电路模块及充电控制电路模块分别于太阳能电池单元连接，信号调理电路模块、充电控制电路模块及放电保护电路模块分别与蓄电池连接，中央处理单元对太阳能能电池单元的电压、蓄电池电流信号进行数据采集，根据采集的数据对充电控制电路模块和放电保护电路模块进行控制，实现能量的转换与传输；中央处理单元通过压力传感器采集电磁阀出口压力，通过电磁阀控制电路模块控制各电磁阀的开闭，电磁阀均为直流脉冲电磁阀。中央处理单元还与温度传感器单元连接，用于对环境的温度和湿度进行测量。
[0018]中央处理单元采用ATMEGA16芯片，利用自带的8通道A/D转换器对太阳能板电压、蓄电池电压、蓄电池电流信号进行数据采集，根据采集的数据对充电控制电路和放电保护电路进行控制，实现能量的转换与传输。同时还对电磁阀出口压力进行采集，该信号既可以作为电磁阀开关的状态信号，也可以作为低压管道超压保护的控制信号，如果超压，中央处理单元则关闭电磁阀，从而保护低压管道。根据需要，中央处理单元还可以连接温湿度传感器，用于对环境的温度和湿度进行测量，为用户做出最优的灌溉决策提供数据支持。
[0019]蓄电池充电控制采用PWM信号控制CMOS场效应管的开关，实现恒压、恒流充电状态的转换。中央处理单元实时监测蓄电池的电压和电流，如果蓄电池的电压长时间低于放电电压限值或者电流长时间高于放电电流限值，控制电路关闭CMOS场效应管，切断蓄电池与中央处理单元电源之间的连接，实现蓄电池的过放过载保护功能。
[0020]直流脉冲电磁阀的开关需要中央处理单元提供一定宽度的正负脉冲电流。利用单片机的10口产生单脉冲信号，脉冲宽度由内部定时器控制，该脉冲信号控制CMOS开关管生成符合电磁阀电压要求的单脉冲，再利用DPDT继电器的双刀双掷功能实现脉冲电流的换向功能，从而达到直流脉冲电磁阀的开关控制。每个中央处理单元可同时连接四个电磁阀，如果需要采集温度和湿度信号，则每个中央处理单元可连接两个电磁阀。
[0021]无线通讯网络由中心节点和路由节点构成。中心节点为上位机，负责节水灌溉系统的协调控制。每个中央处理单元都作为一个路由节点，其功能是接收上位机的控制命令并进行处理，把本节点的测量数据和状态信息上传给上位机，同时还承担网络的路由功能。通讯模块采用顺舟Zigbee模块，与中央处理单元的单片机串口直接相连。中央处理单元使用DIP开关设定ID编码。
[0022]本节水灌溉系统采用直流脉冲式电磁阀，采用太阳能和蓄电池给中央处理单元供电，可极大地节约电能，切实做到节能减排;每个中央处理单元最多可控制四个电磁阀，上位机通过无线通讯网络对中央处理单元实现分布式控制，控制方式灵活、可靠，降低系统布线成本；中央处理单元具有数据采集功能，可把采集的现场数据和状态回传给上位机显示和存储，用于数据的统计和二次处理，优化系统的灌溉决策；中央处理单元内部具有稳压电路，确保供给各电磁阀的直流电压稳定，延长电磁阀的使用寿命。另外由于系统中各电磁阀可单独进行控制，有利于用户做出更加合理的控制决策，确保管道压力的稳定均衡。
[0023]尽管为说明目的公开了本实用新型的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解:在不脱离本实用新型及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本实用新型的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。
【主权项】
1.一种智能型直流脉冲电磁阀中央处理器，其特征在于:由中央处理单元及与其连接的压力传感器单元、信号调理电路模块、充电控制电路模块、放电保护电路模块、电磁阀控制电路模块、无线通讯模块构成;信号调理电路模块及充电控制电路模块分别于太阳能电池单元连接，信号调理电路模块、充电控制电路模块及放电保护电路模块分别与蓄电池连接，中央处理单元对太阳能能电池单元的电压、蓄电池电流信号进行数据采集，根据采集的数据对充电控制电路模块和放电保护电路模块进行控制，实现能量的转换与传输；中央处理单元通过压力传感器采集电磁阀出口压力，通过电磁阀控制电路模块控制各电磁阀的开闭。2.根据权利要求1所述的一种智能型直流脉冲电磁阀中央处理器，其特征在于:所述的中央处理单元还与温度传感器单元连接，用于对环境的温度和湿度进行测量。3.根据权利要求1所述的一种智能型直流脉冲电磁阀中央处理器，其特征在于:所述的中央处理单元采用ATMEGA16芯片。4.根据权利要求1所述的一种智能型直流脉冲电磁阀中央处理器，其特征在于:所述的电磁阀均为直流脉冲电磁阀。
【专利摘要】本实用新型涉及一种智能型直流脉冲电磁阀中央处理器，其特征在于：由中央处理单元及与其连接的压力传感器单元、信号调理电路模块、充电控制电路模块、放电保护电路模块、电磁阀控制电路模块、无线通讯模块构成；信号调理电路模块及充电控制电路模块分别于太阳能电池单元连接，信号调理电路模块、充电控制电路模块及放电保护电路模块分别与蓄电池连接。本智能型直流脉冲电磁阀中央处理器可利用太阳能和蓄电池组合供电，可实时采集现场的参数和状态，可以实时/定时对电磁阀进行操作，且中央处理单元具备网络通讯和控制功能，能够实现集中/分布式监测与控制。
【IPC分类】A01G25/16
【公开号】CN205124596
【申请号】CN201520646517
【发明人】刘全玺, 李智辉
【申请人】天津科技大学
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年8月25日