一种智能阀门控制装置的制作方法

本实用新型涉及一种控制装置，尤其涉及一种智能阀门控制装置，属于农业信息设备技术领域。

背景技术：

发展现代化农业和生态农业是今后我国农业发展的必然趋势，推广高新技术在农业生产中的应用势在必行。智能监控设备集计算机技术、传感器技术、控制技术、通讯技术于一体，对加强农业数据监控，对于进一步推动农业信息化、自动化和智能化具有重要意义。虽然改革开放三十年以来，我国农业监控领域取得了长足进步,但与世界先进国家比较，我国在农业数据观测试验、监测自动化设施、科技支撑等方面有比较明显的差距。首先，支持传感器的数量和种类较少，扩展性较差；其次，在各种恶劣复杂的现场，传统设备布线难；再者，在无人值守的野外现场，电池供电设备功耗大，更换不便，可维护性不高。

技术实现要素：

为了解决上述技术所存在的不足之处，本实用新型提供了一种智能阀门控制装置。

为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种智能阀门控制装置，包括外壳和支架，它还包括微处理器、数据采集电路、通讯电路；外壳的上端设置有太阳能板，太阳能板的一端与外壳呈镶嵌式连接，另一端向上翘起后与水平面呈30～60°夹角；外壳的下端设置有支架，支架通过三角地插固定安装在土地上；

外壳的内部安装有电路板，电路板上设置有微处理器以及分别与微处理器相连接的存储电路、数据采集电路、控制输出电路、通讯电路、指示灯电路、电源管理电路；太阳能板通过蓄电池与微处理器相连接；

数据采集电路集成设置了至少四个模拟输入端和至少四个开关输入端；控制输出电路集成设置了至少四个开关输出端；通讯电路集成设置了多种射频通讯模块。

外壳的下部设置有多个信号传输端口；信号传输端口分为开关输入端口、模拟输入端口、开关输出端口。

开关输入端口、模拟输入端口分别与数据采集电路中的开关输入端、模拟输入端一一对应；开关输出端口与控制输出电路中的开关输出端相对应。

模拟输入端口通过线缆与分布于土壤中的多个传感器相连接。

本实用新型改进了数据采集电路的结构,可以实现传感器的随意增减和热插拔,从而提高自动气象监测设备的扩展性；此外，本实用新型采用太阳能电池供电，减少设备之间的布线，提高设备操作的便捷性、维修的快捷性和使用灵活性，且操作简单、携带方便。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为图1的部分放大结构示意图。

图3为本实用新型的电路控制结构图。

图中：1、外壳；2、太阳能板；3、信号传输端口；4、支架；5、三角地插。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1～3所示，本实用新型包括外壳1和支架4，它还包括微处理器、数据采集电路、通讯电路；外壳1的上端设置有太阳能板2，太阳能板2的一端与外壳1呈镶嵌式连接，另一端向上翘起后与水平面呈30～60°夹角；外壳1的下端设置有支架4，支架4通过三角地插5固定安装在土地上；外壳1的下部设置有多个信号传输端口3；信号传输端口3分为开关输入端口、模拟输入端口、开关输出端口。

外壳1的内部安装有电路板，电路板上设置有微处理器以及分别与微处理器相连接的存储电路、数据采集电路、控制输出电路、通讯电路、指示灯电路、电源管理电路；太阳能板2通过蓄电池与微处理器相连接，为微处理器提供电能。

微处理器用于对采集数据和控制命令进行处理；数据采集电路用于采集土壤温湿度、管道压力、液位信息和脉冲流量信息，该电路集成设置了至少四个模拟输入端和至少四个开关输入端；开关输入端、模拟输入端分别与信号传输端口3中的开关输入端口、模拟输入端口一一对应。开关输入端用于对电磁阀的开关状态进行反馈；模拟输入端通过线缆与分布于土壤中的多个传感器相连接。

控制输出电路集成设置了至少四个开关输出端；开关输出端与信号传输端口3中的开关输出端口相对应，用于控制电磁阀的开关状态。通讯电路集成设置了多种射频通讯模块，可提供多种无线传输方式。

电源管理电路用于本装置的开关机控制、充电控制等，为装置的各电路模块提供稳定的电源；指示灯电路可为装置提供多种状态指示。

下面通过具体实施例对本实用新型的整体结构以及使用方法做详细介绍。

实施例一：使用本实用新型进行野外数据采集、阀门控制和稳定传输时，具体选用的各模块如下：

微处理器：采用意法半导体STM32F103VGT6，包括100个引脚，可以为存储电路、控制电路、指示灯电路、数据采集电路提供了足够的I/0资源；1M片内Flash，96K片内存，可以满足系统软件编写的需求；片上有12位的A/D转换器，并且提供了片内参考电压，可满足本技术方案进行信息采集的需求；3种功耗模式的选择可以满足系统低功耗的需求。

存储电路：采用MXIC公司的MX25L25635EMI-12G芯片，存储空间大小32MB，用于存储传感器数据。

数据采集电路：采用STM32F103VGT6自带的12位A/D转换器提供模拟输入端，它无需外接元器件就可以独立完成A/D转换功能，实现模拟信号到数字信号的转换；采用TI的REF3330作为A/D采集时的参考电源芯片，以提高A/D测量准确度；采用STM32F103VGT6自带的4路I/O提供开关信号输入端，可以实现四路脉冲量及单总线信号采集；采用STM32F103VGT6自带的TTL接口经过SP3232芯片转换成RS232接口，可以完成图像数据的采集；采用STM32F103VGT6自带的TTL接口电平转换后的RS485接口，可以实现系统的扩展。

控制输出电路：采用STM32F103VGT6自带的I/O提供开关信号输出端，实现多路控制，如控制电磁阀和设备供电。

通讯电路：采用深圳市华奥通通信技术有限公司的HAC-UL LoRa微功率无限数传模块，通过RS232接口与系统连接。

此外，本实施例的太阳能板的尺寸为340×260×90(mm)，功率10W；蓄电池容量5AH，输出电压3.7V；电源管理电路采用TOREX公司XC6206-3.3V芯片，4.2V转3.3V提供MCU供电，静态电流1uA；采用BX8021升压芯片转换成5V和12V，为设备提供外部供电接口；指示灯电路，采用STM32F103VGT6自带的I/O控制LED，实现系统各状态的显示。

如图2所示，太阳能板2为嵌入式太阳能板，与外壳1的夹角为45度，外壳正面放置LOGO；外壳底板上提供各种输入输出和外部供电接口，所选插头全部满足IP67防水要求。

如图3所示，太阳能板2与外壳1放置在支架4的顶端，通过螺丝与支架4固定，支架4的下端设置有三角地插5起固定作用。

本实用新型的工作原理为：

将本实用新型放置在野外，模拟输入端与脉冲流量计、土壤温湿度传感器、管道压力传感器和投入式压力液位传感器相连接,用来完成土壤温湿度、管道流量、液位和压力的采集；开关输出端与电磁阀连接，用于对电磁阀进行控制，并将采集到的信息和电磁阀状态按无线传输方式发送到监控中心；监控中心对数据进行管理和对比分析，同时将最新的控制信息发送给野外的智能阀门控制器，如定时时间、决策信息(控制阈值，用于自动控制)、控制命令等。这样管理人员在远离气象站的异地便可及时了解现场环境，并能实现实时控制、定时控制和智能控制。

本实用新型具有以下优点：

(1)由于本装置采集端采集了电磁阀的工作状态，提高了系统工作的稳定性；

(2)由于采用了太阳能电池板供电，减少了工作人员布线的难度，具有很大的灵稳定性活性和实用性；

(3)由于采用了太阳能电池板供电和无线射频通讯方式，可以根据现场需要任意更换安装地点，无需任何布线。

上述实施方式并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本实用新型的保护范围。