一种基于CAN总线的无线阀控器的制作方法

本实用新型涉及阀控器通信领域，尤其是一种基于CAN总线的无线阀控器。

背景技术：

随着科学技术的发展，农场灌溉技术逐渐从传统灌溉转向智能灌溉。其中在灌溉控制中，通常使用电磁阀实现灌溉的开启和关闭，灌溉电磁阀通过导线与灌溉控制器连接，阀控器和水阀等阀门电性连接实现自动控制，现有技术中基于RS485总线的控制装置，虽然实现远程信息传输，但是其因为主站定时轮询，无法及时发现和控制阀门的情况，系统控制的实时性差；现有提及的无线通讯采用433M、315M无线数据传输、Zigbee、蓝牙等通讯方式，Zigbee、蓝牙采用2.4G频率通讯，其绕射能力较差，在田间有作物的情况下容易受到作物的遮挡，而且其通讯距离较短，由于田间灌溉面积大，因此需要设置节点实现无线通信，不仅影响了控制效率，也增加了灌溉成本。因此本申请提出一种实现稳定远距离传输的、主动发送阀门状态信息的阀控器，实现稳定、实时控制阀门。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：本实用新型提供了一种基于CAN总线的无线阀控器，解决了现有的阀门控制系统有线通信实时性差、无线通信距离短和稳定性差的问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种基于CAN总线的无线阀控器，包括控制组件和电源，所述控制组件包括顺次连接的单片机、CAN控制器、隔离电路和CAN收发器，还包括用于实现与阀门无线连接的无线模块，所述无线模块还与单片机电性连接。

优选地，所述控制组件还包括抗干扰电路，所述抗干扰电路一端与CAN收发器输出连接，另一端与CAN总线连接。

优选地，所述抗干扰电路包括并联连接的滤波电容C33和稳压管DX6、并联连接的滤波电容C32和稳压管DX5，所述滤波电容C33和稳压管DX6并联的一端连接CAN收发器的CANL引脚，其另一端接地；所述滤波电容C32和稳压管DX5均连接CAN收发器的CANH引脚，其另一端接地。

优选地，所述隔离电路包括隔离芯片U4，其VOA引脚连接CAN控制器RXCAN引脚，其VIB引脚连接CAN控制器TXCAN引脚电路，其VIA引脚连接CAN收发器RXD引脚，其VOB引脚连接CAN收发器TXD引脚。

优选地，所述隔离电路还包括电容C29、电容C30、电容C31，所述电容C29负极接地，正极连接电源VDD和隔离芯片U4的VDD1引脚，所述电容C30负极接地，正极连接电源V5和隔离芯片U4的VDD2引脚，其正极还连接电容C31后接地。

优选地，所述无线模块包括WiFi模块或者NB-IoT模块。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型采用能实现主从互相通信的CAN总线负责阀控器和监控平台或者上位机的远距离稳定传输，能及时更新数据，实时性好；采用无线模块负责阀控器和阀门之间的通信，避免布线繁杂、通信稳定性差的缺点，解决了现有的阀门控制系统有线通信实时性差、无线通信距离短和稳定性差的问题，达到了有线和无线各自发挥优势，结合作用与农场灌溉控制，确保控制的通信，大大提高控制的实时性和稳定性的效果；

2.本实用新型采用能实现主从互相通信的CAN总线负责阀控器和监控平台或者上位机的远距离稳定传输，基于CAN总线的接口电路设置隔离电路，去除杂波干扰，设置抗干扰电路，滤除高频干扰，提高有线通信的稳定性，利于阀控器主动发送状态信息，利于及时更新数据；

3.本实用新型采用无线模块负责阀控器和阀门之间的通信，大大降低功耗，实现稳定无线传输，避免现有全局无线传输成本高、稳定性差的缺点，实现稳定的无线传输阀门状态，利于阀控器传输数据进行更新，进一步提高阀控器的实时性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型的阀控器控制组件电路图；

图2是本实用新型的阀控器工作框图；

图3是本实用新型的无线模块电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

技术问题：解决了现有的阀门控制系统有线通信实时性差、无线通信距离短和稳定性差的问题；

技术手段：一种基于CAN总线的无线阀控器，包括控制组件和电源，控制组件包括顺次连接的单片机、CAN控制器、隔离电路和CAN收发器，还包括用于实现与阀门无线连接的无线模块，无线模块还与单片机电性连接。

控制组件还包括抗干扰电路，抗干扰电路一端与CAN收发器输出连接，另一端与CAN总线连接。

抗干扰电路包括并联连接的滤波电容C33和稳压管DX6、并联连接的滤波电容C32和稳压管DX5，滤波电容C33和稳压管DX6并联的一端连接CAN收发器的CANL引脚，其另一端接地；滤波电容C32和稳压管DX5均连接CAN收发器的CANH引脚，其另一端接地。

隔离电路包括隔离芯片U4，其VOA引脚连接CAN控制器RXCAN引脚，其VIB引脚连接CAN控制器TXCAN引脚电路，其VIA引脚连接CAN收发器RXD引脚，其VOB引脚连接CAN收发器TXD引脚。

隔离电路还包括电容C29、电容C30、电容C31，电容C29负极接地，正极连接电源VDD和隔离芯片U4的VDD1引脚，电容C30负极接地，正极连接电源V5和隔离芯片U4的VDD2引脚，其正极还连接电容C31后接地。

无线模块包括WiFi模块或者NB-IoT模块。

技术效果：采用能实现主从互相通信的CAN总线负责阀控器和监控平台或者上位机的远距离稳定传输，基于CAN总线的接口电路设置隔离电路，去除杂波干扰，设置抗干扰电路，滤除高频干扰，提高有线通信的稳定性，利于阀控器主动发送状态信息，利于及时更新数据；采用无线模块负责阀控器和阀门之间的通信，大大降低功耗，实现稳定无线传输，避免现有全局无线传输成本高、稳定性差的缺点，实现稳定的无线传输阀门状态，利于阀控器传输数据进行更新，进一步提高阀控器的实时性。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

如图1-3所示，一种基于CAN总线的无线阀控器，包括控制组件和电源，控制组件包括顺次连接的单片机、CAN控制器、隔离电路和CAN收发器，还包括用于实现与阀门无线连接的无线模块，无线模块还与单片机电性连接。

隔离电路包括隔离芯片U4，其VOA引脚连接CAN控制器RXCAN引脚，其VIB引脚连接CAN控制器TXCAN引脚电路，其VIA引脚连接CAN收发器RXD引脚，其VOB引脚连接CAN收发器TXD引脚；隔离电路包括隔离芯片U4，其VOA引脚连接CAN控制器RXCAN引脚，其VIB引脚连接CAN控制器TXCAN引脚电路，其VIA引脚连接CAN收发器RXD引脚，其VOB引脚连接CAN收发器TXD引脚。隔离电路还包括电容C29、电容C30、电容C31，所述电容C29负极接地，正极连接电源VDD和隔离芯片U4的VDD1引脚，所述电容C30负极接地，正极连接电源V5和隔离芯片U4的VDD2引脚，其正极还连接电容C31后接地；控制组件的电路连接细节如图1所示，无线模块采用NB-IoT BC26型号，单片机型号为STM32F030R8T6，因此无线模块和单片机的电路连接是本领域技术人员根据记载能实现的，其电路图如图3所示，无线模块不限于本实施例一种，其他能实现无线稳定传输的均可，比如WiFi模块等；CAN控制器采用MCP2515型号或者STA1000，CAN收发器采用TJA1040/1050，隔离芯片采用ADUM1201或者6N137。

工作原理：本实用新型对应的灌溉控制系统包括多个阀门、多个阀控器、一个集中器和上位机或者监控平台，多个阀门无线连接阀控器，整个灌溉控制系统包括多个阀控器，多个阀控器通过CAN总线连接集中器，集中器通过互联网连接监控平台或者上位机，如图2所示；比起现有的阀门、阀控器、集中器均采用有线，其布线简单，从器件可以主动发送信息，通信更加稳定和及时，成本降低；比起现有的阀门、阀控器、集中器均采用无线，其成本降低，通信稳定，利于提高信心传输的实时性，控制组件设置隔离电路，实现电气隔离，去除杂波干扰；综上，本申请采用能实现主从互相通信的CAN总线负责阀控器和监控平台或者上位机的远距离稳定传输，能及时更新数据，实时性好；采用无线模块负责阀控器和阀门之间的通信，避免布线繁杂、通信稳定性差的缺点，解决了现有的阀门控制系统有线通信实时性差、无线通信距离短和稳定性差的问题，达到了有线和无线各自发挥优势，结合作用与农场灌溉控制，确保控制的通信，大大提高控制的实时性和稳定性的效果。

实施例2

基于实施例1，控制组件还包括抗干扰电路，抗干扰电路一端与CAN收发器输出连接，另一端与CAN总线连接。抗干扰电路包括并联连接的滤波电容C33和稳压管DX6、并联连接的滤波电容C32和稳压管DX5，滤波电容C33和稳压管DX6并联的一端连接CAN收发器的CANL引脚，其另一端接地；滤波电容C32和稳压管DX5均连接CAN收发器的CANH引脚，其另一端接地。滤波电容滤除高频干扰，稳压管防止瞬时干扰，进一步保证CAN收发器与总线之间的通信稳定性，利于提高阀控器通信的实时性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。