一种NB_IoT智慧调节阀控制系统的制作方法

一种nb_iot智慧调节阀控制系统
技术领域
1.本实用新型涉及控制技术及通信技术领域，具体涉及一种nb_iot智慧调节阀控制系统。


背景技术：

2.传统管网阀体普遍采用多级、多层次、集中联网的控制方式，在密集安装情况下，由于数据交互需要外部通讯及供电布线，不仅耗费大量人力物力，而且管网控制的布局复杂，直接导致了各阀体普遍与上位机之间的数据传输稳定性和应用环境安全性降低，另外传统管网阀体只有开启和关闭两种状态，极大的限制了控制精度。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是：克服传统管网阀体采用多级、多层次、集中联网的控制方式所导致的数据传输稳定性和阀体控制精度问题，提供一种nb_iot智慧调节阀控制系统，其在阀体设计上采用开度为0～100
°
可调的现有开度可控阀体结合l9110s电机驱动芯片进行开度驱动，并利用nb_iot通信网络进行数据交互，配合主控单元的架构设计，保证了nb_iot智慧调节阀在密集安装情况下的数据传输的稳定性及控制精度，同时系统能够对外部供电进行转换和调整，从而进一步保证了控制系统各模块的供电运行平稳性。
4.本nb_iot智慧调节阀控制系统包括主控单元、nb_iot通信单元和上位机，所述主控单元通过nb_iot通信单元与上位机进行信息交互，所述主控单元包括主控模块和功能模块，所述nb_iot通信单元包括nb_iot通信模块和附属模块，其中，
5.所述主控模块用于根据上位机指令信息间接驱动调节阀电机转动以实现阀体开度控制，并直接采集调节阀电机参数以采集阀体开度状态信息；所述功能模块包括与主控模块相应引脚连接的：所述主控模块用于根据上位机指令信息间接驱动调节阀电机转动以实现阀体开度控制，并直接采集调节阀电机参数以采集阀体开度状态信息；所述功能模块包括与主控模块相应引脚连接的：电机驱动模块，用于根据主控模块指令向调节阀电机供给足够的驱动电压来直接控制调节阀电机的转动角度；温度传感器模块，用于采集调节阀说所在管道的温度信息并周期性的向主控模块发送温度信息数据；寄存器模块，用于存储记录主控芯片生成的控制数据信息、采集到的开度状态信息和接收到的温度信息；电源调整模块，用于对外部供电进行电压转换和整流为主控单元、nb_iot通信单元及调节阀电机供电；所述nb_iot通信模块用于将主控单元采集/接收到的数据信息通过nb_iot网络上传至上位机，同时将上位机下达的指令信息通过 nb_iot网络接收至主控单元；所述附属模块包括连接在nb_iot通信模块上的： sim卡模块，用于为nb_iot通信模块提供联网权限支持；nb_iot天线电路，用于配合nb_iot通信模块实现与上位机之间的无线数据接收和发送。
6.进一步的，所述主控模块通过串口转hdr-f-2.54排座连接nb_iot通信模块。串口转hdr-f-2.54排座具有隔离nb_iot通信模块与主控模块的作用，防止对主控模块录入核心代码时受到nb_iot通信模块干扰。
7.具体的，所述主控模块采用stc15w408as核心芯片。stc15w408as核心芯片具有价格低廉、精度高、存储空间充足、宽电压供电、功能全面等优点，其内部自带复位电路、晶振及时钟电路，降低了核心电路的复杂性，提升了其稳定性；由于nb_iot通信模块的供电电压最高可为4.2v，为了使主控模块与 nb_iot通信模块之间稳定的数据交互，故使用dc/3.3v供电。
8.具体的，所述nb_iot通信模块采用lsd4nbn通信模块。lsd4nbn通信模块采用dc/3v供电，具有低功耗、通讯稳定、抗干扰能力强、使用便捷等优点。
9.具体的，所述电机驱动模块采用l9110s电机驱动芯片。l9110s电机驱动芯片为宽电压供电的芯片，使用dc/3.3v供电，具有良好的稳定性，主控模块通过两个功能引脚控制l9110s电机驱动芯片给电机足够的驱动电压，控制调节阀电机的转动，并通过另外两个功能引脚连接到调节阀电机接口，通过调节阀电机输出轴位置参数来间接确定调节阀的开度状态。
10.具体的，所述温度传感器模块采用ds18b20温度传感器。
11.具体的，所述寄存器模块采用24c02的存储芯片。
12.具体的，所述电源调整模块包括db207s整流桥、xl1509稳压芯片和 ams1117-3.3三端稳压器。通过db207s整流桥对外部dc/24v供电电流进行二次整流，再通过通过xl1509稳压芯片把dc/24v电压转化成dc/5v，用dc/5v 电压对18b20温度传感器模块进行供电，保证其稳定的稳定数据，再通过 ams1117-3.3三端稳压器模块对dc/5v进行降压转化为dc/3.3v为主控模块、 nb_iot通信模块、电机驱动模块、寄存器模块供电。
13.具体的，所述sim卡模块采用cesdlc3v0j4模块。cesdlc3v0j4模块能够很好的适配中国电信的sim物联网卡，并对sim物联网卡进行过流过压保护。
14.本实用新型一种nb_iot智慧调节阀控制系统的有益效果为：广泛适用。
15.克服传统管网阀体采用多级、多层次、集中联网的控制方式所导致的布线复杂、工作量大的缺陷，以及解决数据传输稳定性和阀体控制精度问题，提供一种nb_iot智慧调节阀控制系统，其保证了nb_iot智慧调节阀在密集安装情况下的数据传输的稳定性及控制精度，同时在降低了管网的复杂性进而节省了人力物力。
16.本实用新型一种nb_iot智慧调节阀控制系统，克服了传统管网调节阀普遍采用多级、多层次、集中联网的控制方式所导致的数据传输稳定性和阀体控制精度问题，其在阀体设计上采用开度为0～100
°
可调的现有开度可控阀体结合 l9110s电机驱动芯片进行开度驱动，并利用nb_iot通信网络进行数据交互，配合主控单元的架构设计，保证了nb_iot智慧调节阀在密集安装情况下的数据传输的稳定性及控制精度，同时系统能够对外部供电进行转换和调整，从而进一步保证了控制系统各模块的供电运行平稳性。
附图说明
17.下面结合附图对本实用新型一种nb_iot智慧调节阀控制系统作进一步说明：
18.图1是本nb_iot智慧调节阀控制系统的逻辑架构线框图；
19.图2是本nb_iot智慧调节阀控制系统所述主控模块的电路图；
20.图3是本nb_iot智慧调节阀控制系统所述电机驱动模块的电路图；
21.图4是本nb_iot智慧调节阀控制系统所述温度传感器模块的电路图；
22.图5是本nb_iot智慧调节阀控制系统所述寄存器模块的电路图；
23.图6是本nb_iot智慧调节阀控制系统所述电源调节模块的电路图；
24.图7是本nb_iot智慧调节阀控制系统所述nb_iot通信模块的电路图；
25.图8是本nb_iot智慧调节阀控制系统所述sim卡模块的电路图；
26.图9是本nb_iot智慧调节阀控制系统所述nb_iot天线电路的电路图。
27.图中：
28.1-主控单元；11-主控模块、12-电机驱动模块、13-温度传感器模块、14-寄存器模块、15-电源调整模块；
29.2-nb_iot通信单元；21-nb_iot通信模块、22-sim卡模块、23-nb_iot 天线电路；
30.3-上位机。
具体实施方式
31.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
32.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
33.以下用具体实施例对本实用新型技术方案做进一步描述，但本实用新型的保护范围不限制于下列实施例。
34.实施方式1：如图1所示，本nb_iot智慧调节阀控制系统包括主控单元1、 nb_iot通信单元2和上位机3，所述主控单元1通过nb_iot通信单元2与上位机3进行信息交互，所述主控单元1包括主控模块11和功能模块，所述nb_iot 通信单元2包括nb_iot通信模块21和附属模块，其中，
35.所述主控模块11用于根据上位机3指令信息间接驱动调节阀电机转动以实现阀体开度控制，并直接采集调节阀电机参数以采集阀体开度状态信息；所述功能模块包括与主控模块11相应引脚连接的：所述主控模块11用于根据上位机3指令信息间接驱动调节阀电机转动以实现阀体开度控制，并直接采集调节阀电机参数以采集阀体开度状态信息；所述功能模块包括与主控模块11相应引脚连接的：电机驱动模块12，用于根据主控模块指令向调节阀电机供给足够的驱动电压来直接控制调节阀电机的转动角度；温度传感器模块13，用于采集调节阀说所在管道的温度信息并周期性的向主控模块发送温度信息数据；寄存器模块14，用于存储记录主控芯片生成的控制数据信息、采集到的开度状态信息和接收到的温度信息；电源调整模块15，用于对外部供电进行电压转换和整流为主控单元、nb_iot通信单元及调节阀电机供电；
36.所述nb_iot通信模块21用于将主控单元1采集/接收到的数据信息通过nb_iot网络上传至上位机3，同时将上位机3下达的指令信息通过nb_iot网络接收至主控单元1；所述
附属模块包括连接在nb_iot通信模块21上的：sim 卡模块22，用于为nb_iot通信模块提供联网权限支持；nb_iot天线电路23，用于配合nb_iot通信模块实现与上位机之间的无线数据接收和发送。
37.实施方式2：本nb_iot智慧调节阀控制系统所述主控模块11通过串口转 hdr-f-2.54排座连接nb_iot通信模块21。串口转hdr-f-2.54排座具有隔离 nb_iot通信模块与主控模块的作用，防止对主控模块录入核心代码时受到 nb_iot通信模块干扰。其余结构和部件如实施方式1所述，不再重复描述。
38.实施方式3：如图2至9所示，本nb_iot智慧调节阀控制系统所述主控模块11采用stc15w408as核心芯片。stc15w408as核心芯片具有价格低廉、精度高、存储空间充足、宽电压供电dc/3.3v～dv/5.5v、功能全面等优点，其内部自带复位电路、晶振及时钟电路，降低了核心电路的复杂性，提升了其稳定性；由于nb_iot通信模块的供电电压最高可为4.2v，为了使主控模块与 nb_iot通信模块之间稳定的数据交互，故使用dc/3.3v供电。所述nb_iot通信模块21采用lsd4nbn通信模块。lsd4nbn通信模块采用dc/3v供电，具有低功耗、通讯稳定、抗干扰能力强、使用便捷等优点。所述电机驱动模块12 采用l9110s电机驱动芯片。l9110s电机驱动芯片为宽电压供电的芯片，使用 dc/3.3v供电，具有良好的稳定性，主控模块通过两个功能引脚控制l9110s电机驱动芯片给电机足够的驱动电压，控制调节阀电机的转动，并通过另外两个功能引脚连接到调节阀电机接口，通过调节阀电机输出轴位置参数来间接确定调节阀的开度状态。所述温度传感器模块13采用ds18b20温度传感器。所述寄存器模块14采用24c02的存储芯片。所述电源调整模块15包括db207s整流桥、xl1509稳压芯片和ams1117-3.3三端稳压器。通过db207s整流桥对外部dc/24v供电电流进行二次整流，再通过通过xl1509稳压芯片把dc/24v电压转化成dc/5v，用dc/5v电压对18b20温度传感器模块进行供电，保证其稳定的稳定数据，再通过ams1117-3.3三端稳压器模块对dc/5v进行降压转化为 dc/3.3v为主控模块、nb_iot通信模块、电机驱动模块、寄存器模块供电。所述sim卡模块22采用cesdlc3v0j4模块。cesdlc3v0j4模块能够很好的适配中国电信的sim物联网卡，并对sim物联网卡进行过流过压保护。其余结构和部件如实施方式1所述，不再重复描述。
39.本nb_iot智慧调节阀控制系统克服了传统管网调节阀普遍采用多级、多层次、集中联网的控制方式所导致的数据传输稳定性和阀体控制精度问题，其在阀体设计上采用开度为0～100
°
可调的现有开度可控阀体结合l9110s电机驱动芯片进行开度驱动，并利用nb_iot通信网络进行数据交互，配合主控单元的架构设计，保证了nb_iot智慧调节阀在密集安装情况下的数据传输的稳定性及控制精度，同时系统能够对外部供电进行转换和调整，从而进一步保证了控制系统各模块的供电运行平稳性。
40.以上描述显示了本实用新型的主要特征、基本原理，以及本实用新型的优点。对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施方式或者实施例的细节，且在不背离本实用新型的精神或者基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此应将上述实施方式或者实施例看作示范性的，且非限制性的。本实用新型的范围由所附权利要求而非上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
41.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包
含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。