专利名称：闭锁螺线管能量储备的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及灌溉控制装置，更特别地涉及使用能量储备的灌溉控制装置的
^[共 o2.相关技术的讨论典型的灌溉控制系统与水阀、泵合作，通过包括洒水装置、转子、滴灌管和其它输 水装置的多种水分配装置来控制灌溉用水的流动。这些控制系统广泛应用于各种灌溉，从 住宅和商业景观到高尔夫球场和农业灌溉。例如，通过抛出水的喷射或喷雾，转子进行灌 溉，转子绕基本垂直的轴旋转。通常安装在地下的供水管向转子供水，并且通常电螺线管控 制阀向转子。通常，利用阀在开启和关闭状态之间的转换控制通过转子或其它输水装置的水 流。在许多例子里，螺线管控制阀的位置。用于灌溉的螺线管的两种基本形式是闭锁螺线管 和非闭锁螺线管。典型的非闭锁螺线管需要连续的电力以维持开启(灌溉)装置。因而， 如果典型的交流电或直流电非闭锁螺线管掉电或停电，作为故障保护阀回到关闭位置。另一方面，开启闭锁螺线管需要一定量的能量(例如，第一能量脉冲串)，关闭闭 锁螺线管需要同样量的能量(例如，第二能量脉冲串)。通常通过大容量电容器提供开启/ 关闭脉冲，电容器作为本地能量储备。如果打开闭锁螺线管后不久掉电，就没有足够的时间 为能量储备再充电以确保能关闭闭锁螺线管。如果掉电，并且不能关闭闭锁螺线管，则大量 非计划灌溉持续流出，直到发现错误手动纠正，由于大量非计划灌溉，会发生严重的草皮损 害。在利用电池或其它可耗尽的电源控制闭锁螺旋管阀的应用里，应当注意确保一旦开启 阀就有足够的能量去关闭阀以避免过量灌溉。
发明内容
在一个实施例里，本发明被表征为一种用于控制灌溉的方法，该方法包括利用来 自第一储存能量源的电力，向致动器供电以响应于提供灌溉的指令开启阀，并且如果第二 储存能量源所储存的能量水平降到第一阈值水平之下，利用来自第二储存能量源的电力， 向致动器供电以关闭阀。在另一个实施例里，本发明被表征为一种用于控制灌溉的方法，该方法包括利用 来自第一储存能量源的电力，向致动器供电以响应于提供灌溉的指令开启阀；利用来自第 二储存能量源的电力，向致动器供电以响应于终止条件(例如，超出时间阈值)关闭阀，第 二储存能量源与第一储存能量源是分开的。在又一个实施例里，本发明被表征为一种灌溉装置，该灌溉装置包括致动器、第一 储存能量源和第二储存能量源，致动器被配置成控制流向至少一个输水装置的水流，第一 储存能量源被配置成向致动器供电以实施通过至少一个输水装置的灌溉，第二储存能量源 与第一储存能量源是分开的，其中第二储存能量源被配置成向致动器供电以终止通过至少 一个输水装置的灌溉。该灌溉装置还包括控制器，该控制器被配置成使第一储存能量源向 致动器供电以响应于提供灌溉的指令实施灌溉，使第二储存能量源向致动器供电以响应于终止条件终止灌溉。附图详细描述下面结合附图进行更详细的描述，本发明的多个实施例中的上面提到的和其它方 面、特征和优点会更加显而易见。
图1描述了根据某些实施例的灌溉系统的简化框图。图2描述了根据某些实施例的接收通信和/或控制灌溉的过程的简化流程图。图3描述了灌溉装置的实施例的简化框图，灌溉装置耦合并控制场站 (fieldstation)，还与二线式接口耦合以接收电力、灌溉控制指令、参数和/或其它此类通图4是更加详细地示出了根据多个实施例的图3灌溉装置的多个组成元件的框 图。图5是根据一个实施例的用于控制灌溉的方法的流程图。在附图的数个视图中，相应的附图标记表示相应的元件。本领域技术人员将意识 到图里为简单和清楚举例说明的元件，没有必要按比例描绘。例如，为帮助提高本发明各种 实施例的理解，图中某些元件的尺寸相对其它元件的尺寸可放大。另外，为了便于更少混淆 地查看本发明的各种实施例，常常不描述通用而好理解的、在商业上切实可行的设备里有 用或必须的元件。详细描述下面的描述不在限制意义上进行，而仅仅出于描述实施例基本原则的目的进行。 本发明的范围应当参考权利要求确定。整个说明书中对“ 一个实施例”、“实施例”或类似语言的引用意味着，连同实施例 描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例里。因而，短语“在一个实施 例里”、“在实施例里”和类似语言的出现在整个说明书中可以但不是必须全部指同样的实 施例。
图1描绘了根据某些实施例的灌溉系统120的简化框图。该灌溉系统包括灌溉控 制器122和一个或多个远程灌溉装置124，远程灌溉装置通过一个或多个双线电源线、通路 或接口 126与灌溉控制器122耦合。灌溉装置124各自可包括电子控制模块，并与一个或 多个阀和/或场站130耦合，其与一个或多个洒水装置、转子、滴灌管和/或其它输水装置 132合作以向输水装置供水。在某些具体实施例中，灌溉控制器122是卫星控制器，还与中 央灌溉控制器140耦合，中央灌溉控制器对灌溉控制器提供至少部分控制。通常，中央灌溉 控制器140与多个灌溉控制器122和/或其它此类卫星灌溉控制器耦合，以通过多个灌溉 控制器协调灌溉。灌溉控制器122还包括编码器134，该编码器使灌溉控制器能将信息编码到交流 电信号上，例如，通过对一个或多个信号的正的和/或负的峰值进行削波，附加从而在向一 个或多个灌溉装置124供电之外提供通信。在现有技术中编码器是众所周知的，因此没有 给出对编码器的进一步说明。与二线式接口 126耦合的灌溉装置从二线式线路和/或接口 126引出运行功率，以及接收通信，例如，灌溉指令、参数、条件等等，其至少部分能用于控制 和/或协调灌溉和/或灌溉调度的实现。此外，灌溉控制器122可任选地与一个或多个分布式网络142耦合，例如，内联网、
5因特网或其它此类网络。然而，可以理解的是，网络142实质上是任何有关的用于传达数据 的有线或无线通信网络、网络或网络的组合，例如，公共交换电话网络(PSTN)、蜂窝、传呼、 无线电频率广播、一个或多个光纤的混合网络、电缆和/或卫星以及其它有关的网络，并且 灌溉控制器通过有线、无线或有线和无线耦合的组合连接网络。通过与网络耦合，灌溉控制 器122能访问网络上的其它装置144，例如，服务器、气象站、数据库等等，以接收和/或转发 调度信息、控制信息、天气信息、土壤水分蒸发蒸腾损失总量(ET)数据，运行参数，和/或其 它此类有关的数据和信息。在运行中，灌溉装置124接收来自二线式接口 126的输入电信号，并尝试对编码到 交流电压输入信号上的通信解码。在某些具体实现里，基于接收到同步信号，灌溉装置检测 同步脉冲或其它标识符，并同步灌溉装置的时基和/或运转。对来自输入信号的附加数据 解码。当多个灌溉装置在单一的二线接口上活动时，电力信号可包括装置标识符(ID)，该标 识符指示通信被定向至哪个灌溉装置或哪些灌溉装置。同样地，灌溉装置可从解码的数据 中提取装置ID，并确定通信是否被定向至灌溉装置。当通信被定向至灌溉装置时，灌溉装置 可利用解码的数据并采取适当的动作，例如，启动或停止灌溉、实现指令或调度、改变参数，寸寸。图2描绘了根据某些实施例的接收通信和/或控制灌溉的过程220的简化流程 图。在步骤222，检测同步标识符。通常，由调制脉冲或系列脉冲定义同步标识符，这些脉冲 可与其它调制区分，例如，预定模式、衰减或削波脉冲(举例来说，削波脉冲的负侧)的预定 部分、通过预定量或其它可检测的调制衰减一个或多个脉冲。在步骤224，同步灌溉装置，例如，记录同步脉冲的接收和一个或多个内时钟和/ 或计时器之间的关系，调整一个或多个内时钟和/或时间、和/或内元件操作和/或其它此 类同步。例如，在某些实施例里，同步提供了针对灌溉装置和/或灌溉装置的过程的已知起 始点，以重启时钟和准备去经由二线通路接收数据。在步骤226，对多个数据脉冲进行检测、 解码。这些数据脉冲包括装置ID、指令、参数和/或其它此类信息，就像上面和下面进一步 描述的那样。在步骤230，确定由二线式接口接收的数据是否被定向至灌溉装置。当通信没 有被定向至灌溉控制器时，过程220终止和/或返回步骤220去等待后续同步。可选择地， 进入步骤232，其中灌溉装置124采取适当的动作，例如，启动灌溉、中断和/或停止灌溉、改 变参数、确定本地参数和基于所确定的参数传输通信，和/或其它此类动作。图3描绘了灌溉装置124的实施例的简化框图，该灌溉装置耦合并控制场站130， 并进一步与二线式接口 126耦合以接收电力、灌溉控制指令、参数和/或其它此类通信。多 个灌溉装置124可与单一的二线式接口 126耦合。灌溉装置124包括控制器322、一个或 多个存储器324、二线式接口输入326、交流电输入转换单元330、可变基准电压发电机332、 一个或多个数据电压比较器334、基准电压电平控制器336、一个或多个计时器340、装置ID 比较器342、数据通信鉴定器(eValimtor)344、和一个或多个动作执行单元346，例如，灌溉 启动单元、灌溉停止单元和/或其它此类单元，这些动作执行单元根据由二线式接口接收 的数据通信实施动作。灌溉装置的组件通过一个或多个直接连接、总线和/或其它相关耦 合350耦合。某些实施例还包括能量储备352和/或其它备用电源，它们可使灌溉装置124 能在通过二线式接口的供电被中断的情况下根据本地储存的灌溉调度去发起灌溉。在某些 例子里，可使用来自二线式接口的电力在能量储备里储存电力。
通过硬件、固件、软件或它们的结合可实现灌溉装置。在某些实现里，一个或多个 灌溉装置的组件通过单一微处理器、集成电路、微控制器或其它装置实现。附加地或可选择 地，一个或多个灌溉装置的组件可在控制器322内实现。例如，基准电压控制器336、部分或 全部存储器324、计时器340、ID比较器342、通信鉴定器344、一个或多个动作执行单元346 和/或其它组件在整体或部分上通过控制器322实现。在某些实现里，灌溉装置124包括 电子控制模块360，该模块包含一个或多个组件用于对所接收的输入信号解码，例如，转换 单元330、可变基准电压发电机332、比较器334、基准电压控制器336和/或一个或多个计 时器340。附加地，在某些例子里，ID比较器342和/或通信。在某些实施例里，灌溉装置 124的许多元件通过微控制器实现，例如，由亚利桑那州钱德勒微芯片技术有限公司制造的 PIC16F677/687/689系列之一或其它类似的控制器。通过一个或多个处理器、微处理器、微控制器、状态机或其它此类有关的控制器或 提供所有功能、数据处理和对灌溉装置124的控制的控制器的组合来实现控制器322。一 个或多个存储器324可存储软件程序、可执行程序、灌溉控制程序、调度、运行时参数、土壤 情况和参数、其它有关的程序和数据、可由处理器、机器和计算机执行的指令。通过只读存 储器、随机存取存储器、电可擦除只读存储器、易失磁盘驱动器、闪存、可移动介质(举例来 说，软盘、硬盘、光盘(⑶)、数字多功能光盘(DVD)、闪存等等)、实质上任何其它有关的存储 器或存储器的结合可实现存储器。一般地，存储器324也称为计算机可读介质。就像上面介绍的那样，控制器和/或灌溉装置124的其它组件通过储存在存储器 内的软件实现，并在微控制器或处理器上执行，或相反地，以固件形式储存和执行。另外，通 过逻辑器件、固件和/或它们的结合可实现控制器和/或其它组件。因此，利用实质上任何 相关的处理器逻辑或逻辑电路，可执行这里描述的处理。交流输入转换单元330与二线式接口输入326耦合以接收交流电压信号。部分 地，转换单元330衰减产生数据信号(VDATAF)的信号，数据信号处于更容易被灌溉装置124 使用的电平。例如，在某些例子里，电压衰减到能用于集成电路的电平，例如5V或更低。另 外，在某些实施例里，在进一步处理输入信号时，转换单元330标识或提取输入信号基准电 压(VREFF)作为基准水平和/或偏压水平。可变基准电压发电机332由控制器322部分地控制，并产生由比较器334使用的 比较器基准电压。在某些实施例里，可变基准电压发电机能改变基准电压，从而允许在标识 输入信号的不同方面时利用单个比较器，就像下面将详细描述的那样，例如，以第一电平施 加第一基准电压来标识同步指示，并将基准电压改变到第二电压电平以检测编码到信号上 的数据位。可包括基准电压控制器336，其部分地指示出由可变基准电压发电机332产生的 基准电压的电平。就像上面介绍的那样，比较器334接收基准电压，并比较基准电压与提取的数据 信号(VDATAF)。基于上述比较，比较器产生比较器输出信号，该信号在所施加的基准电压和 数据信号之间的关系成比例。比较器输出信号用于标识编码在信号上的数据位，并且在某 些实施例里，还可将灌溉装置124的至少一部分从休眠或睡眠状态激活或唤醒，休眠或睡 眠状态显著地减少电力消耗，就像下面详细描述的那样。在某些实施例里，基于一个或多个 时间阈值(例如自检测数据位起的时间)，计时器340协同比较器输出用于标识数据位和/ 或同步。计时器还可将灌溉装置124的至少一部分从休眠或睡眠状态激活或唤醒，休眠或
7睡眠状态显著地减少供电消耗。ID比较器342和通信鉴定器单元344从所接收位中提取数据以确定输入信号上编 码的通信是否被定向至灌溉装置124和/或标识参数、指令和/或请求。灌溉启动单元346 能执行一个或多个指令，例如，启动一个或多个场站130、调整参数和/或实施其它操作。图4是更加详细地示出图3灌溉装置的多个组件元件的框图。为了清楚起见，图3 示出的灌溉装置的多个组件元件在图4的例示里已被略去。在图4中，灌溉装置124被示 为具有与转换单元330连通的能量储备352，能量储备在控制器322的控制下运行。控制器 还控制驱动电路400(举例来说，H桥电路)以实施双向电流以供开启/关闭(例如正向和 反向激活)螺线管405。图4还更加详细地示出可用于实现能量储备352的各种组件。具体地，能量储备 352被示为具有第一能量储备410和第二能量储备415，第一和第二能量储备被定位成通过 电路400向螺线管405供电。能量储备352还包括能量储备滤波器425、第一二极管430和 第二二极管435。数据滤波器420被示为接收来自输入326的信令，并向转换单元330提供 此类输入。因为第一能量储备410通常用于启动灌溉装置124以提供灌溉，所以它被描述为 “开启”能量储备。在一实施例里，第一能量储备410起到储存的能量源的作用以用于向诸 如螺线管405的致动器供电，从而开启关联灌溉阀(举例来说，阀130)以实施灌溉。第一 能量储备利用能够向螺线管提供所需电力的一装置(举例来说，电池、电容器、准电容器、 超级电容器、超电容和它们的组合)实现。根据数个实施例，第二能量储备415用于向螺线管供电使其处于“关闭”状态以关 闭关联灌溉阀并终止灌溉。利用任一组件(举例来说，电池和/或电容器)和用于实现第 一能量储备410的技术来实现第二能量储备。通常，利用相同的或类似的组件配置第一和 第二能量储备，但这不是必需的。就像上面记录的那样，螺线管405通常与合适的诸如阀130的灌溉阀耦合，该阀一 端耦合到供水管，另一端耦合到一个或多个输水装置。阀和所使用的输水装置的类型对本 发明的各个实施例并非是关键的，因而，略去对此类组件的进一步的描述。作为特定类型致动器的螺线管405通常利用闭锁螺线管实现，开启和关闭闭锁螺 线管需要能量(举例来说，能量的脉冲串)。螺线管的一个特征是，其可被配置成控制流向 一个或多个输水装置的水流。螺线管的开启位置指提供灌溉的开启的阀的位置，螺线管的 关闭位置指关闭的阀位置，关闭的阀位置不允许通过关联的输水装置灌溉。相比于典型的 非闭锁螺线管，闭锁螺线管通常具有较低的电力需要。例如，非闭锁螺线管需要连续的电力 以维持开启(灌溉)位置。另一方面，闭锁螺线管仅需要开启或关闭的电力；不需要维持开 启的或关闭的位置的电力。典型的灌溉循环包括向螺线管405供电以打开关联的灌溉阀从而提供灌溉，维持 螺线管(和关联的灌溉阀)处于打开状态直到完成期望的大致灌溉(举例来说，15分钟)， 然后向螺线管供电以关闭灌溉阀并终止灌溉。有多种情景，这里也称之为灌溉终止情况，其 可触发、发起或以其它方式创建终止灌溉的需要。这些情景或情况的例子包括灌溉装置124 的掉电、与灌溉装置的通信的丢失、灌溉的流逝时间超过了最大的灌溉阈值的确定、电源衰 减至阈值之下、接收来自远程源(举例来说，灌溉控制器122)或本地源(举例来说，控制器322)的终止灌溉的指令、以上情景或情况的组合，等等。在最佳的环境中，在整个灌溉循环(也就是，螺线管405的开启和关闭)维持灌溉 装置124的运行电力。通常经由输入326提供的此运行电力也可用于恢复能量或以其它方 式对第一和第二能量储备410、415再充电。然而，对灌溉装置的供电中断是普遍的。此类供电中断的原因包括供电接口(举例来说，二线式接口 126)的物理中断、向 灌溉装置供电的灌溉控制器的供电故障、装置或系统故障、由于灌溉水接触暴露的灌溉电 线引起的过量泄漏或载荷，等等。当工人关闭或重启灌溉控制器而一个或多个灌溉装置正 主动地灌溉时，会出现其它情形。类似地有问题的相关情形包括涉及灌溉装置的制造或安装的错误。如果灌溉装置 安装在激活位置(举例来说，定位在打开状态的螺线管阀或活塞)，则发生非指令灌溉。因 此，即使系统并没有发出开始灌溉的指令，也会发生主动灌溉。在这类情景下，没有向灌溉 装置供电，或仅以限制的方式向其供电。不考虑上述原因，在灌溉装置遇到供电中断的过程 中，多种情形出现。不考虑上述原因，灌溉装置上的供电中断可阻止第一能量储备410的能量恢复到 足够关闭螺线管405的水平。例如，在螺线管和关联阀已打开之后，如果在灌溉循环中出现 供电中断，则此情形可能是有问题的。例如，考虑只有一个能量储备(举例来说，第一能量 储备410)的情况，并且因为通过向螺线管发送开启或关闭电流耗尽能量后通常需要一定 的时间去给能量储备再充电，所以在恢复单一能量储备的供电以前已经出现供电中断。在 这个例子里，由于单一能量储备没有足够的电力进行此类操作，因此不能向螺线管供电以 关闭灌溉阀。同样地，螺线管以及由此关联阀将不合需要地保持在打开位置，从而可能造成 对灌溉的损害。为了减小或减轻此类担心，灌溉装置124包括第二能量储备415。在需要终止灌溉 的任何时候，可命令第二能量储备(举例来说，通过由控制器322发出的指令)以向螺线管 405供应必须的电力，从而使螺线管和关联阀关闭，由此终止灌溉。由于没有要求利用第二 能量储备去向螺线管405供电以打开阀，因此第二能量储备将具有足够的电力来关闭螺线 管，从而关闭阀和终止灌溉。值得注意的是，第二能量储备415能关闭螺线管405和关联阀，即使在灌溉循环的 主动灌溉阶段过程中灌溉装置124经历供电中断的情况下也如此。在某些情况下，没有接 收到来自外部源(举例来说，灌溉控制器122)的指令的情况下，或者，即使灌溉装置已经掉 电，也可关闭螺线管。根据不同的实施例，用于控制灌溉的灌溉装置124的操作可包括接收提供灌溉的 指令。该指令可远程(举例来说，灌溉控制器122)、本地(举例来说，控制器322)，或它们 的组合地发起。在远程指令里，数据通过输入326接收，通过数据滤波器420过滤，然后传 递到转换单元330，该转换单元在控制器322的控制下运行。通常数据滤波器被配置成移除 调制数据上的任何不需要的噪音和电力。在这一点上，来自第一能量储备410的电力可用于激活螺线管405，从而导致关联 灌溉阀(例如，阀130)打开。在某些点上，灌溉装置124确定终止由灌溉装置提供的灌溉。 利用第二能量储备415，通过关闭螺线管405此操作发生，从而导致灌溉阀关闭。现在，考虑这个情形，其中灌溉装置124经历供电中断而螺线管是打开的，这阻止第一能量储备410的能量恢复到足够关闭螺线管405的水平。由于再一次地不依靠来自第 一能量储备410的电力去关闭螺线管，因为在许多情况下此功能是由第二能量储备415来 执行的，因此此类情形没有消极地影响灌溉装置125的关闭操作。已经描述了本发明的不同实施例，但是根据本发明的可选实施例，仍可选择地或 附加地实现进一步的特征。一个此类特征涉及在已经出现供电中断以后执行的操作。在这 个情形下，由于缺少电力控制器322将停止工作。然而，利用第二能量储备415提供的电力 可维持控制器的操作。第二能量储备一般不保持延长时间段内对控制器的供电。然而，这 个时间段足以使灌溉装置终止灌溉，由此避免过量灌溉的情况。这个实施例上的一个变体 是，在开启螺线管405以前向控制器322供电。然后，可利用控制器确定在接收到灌溉指令 之后第一能量储备410是否具有足够的能量去打开螺线管405。因此，仅当第一能量储备具 有足够的能量进行此类操作时才打开螺线管。利用第二能量储备415向控制器322供电的一个潜在缺点是，第二能量储备的能 量水平会降到关闭螺线管405所需的量之下。为了防止这种情况的出现，以周期的、重复的 或其它方式，灌溉装置可监控或以其它方式检测第二能量储备的能量水平(举例来说，电 压电平)。如果第二能量储备的能量水平降到阈值水平之下，则当第二能量储备具有足够的 能量这样做时，通过第二能量储备关闭螺线管。根据另一实施例，不仅利用第二能量储备415，而且利用来自第一能量储备410的 电力，来实现关闭螺线管405。用于完成这个的一种技术是，在第一和第二能量储备之间的 电路里实现第一二极管430。此配置导致这两个储备的电力的“或”。虽然第一能量储备将 消耗大量的能量以向打开螺线管405供电，但它保留附加的能量是可能的，从而可协助第 二能量储备关闭螺线管。另外的可能性是，在第一能量储备已部分地或完全地恢复或再充 电之后出现供电中断。进一步的选择涉及用于打开和关闭灌溉阀的组件。图4描绘了作为螺线管405的 这类装置，但是这不是必要的。可选实现可利用几乎所有可致动的装置，其通常通过电力的 作用可控制地操作阀或其它水控制装置。另外的选择涉及装置或用于实现第一和第二能量储备410、415的一个或多个装 置。就像上面记录的那样，电容器可用于实现这些能量储备。所使用的电容器的详细类型 和大小不是关键特征。一般而言，在成本和电力之间有一折衷。增加的电力需求需要更大 的电容器，因而导致系统成本增加。相反，较少的电力需求需要较小的电容器，因而降低系 统成本。只要供电约束没有危及系统的运行，习惯上尽可能使用尽可能小的电容器。电容 器的故障，特别的用于关闭灌溉阀所使用的电容器会导致对于灌溉情形的损害。所使用的 电容器的大小通常由系统(举例来说，螺线管405)的电力要求强制规定。作为一个非限制 的例子，在螺线管具有的运转电压范围为从5伏特到50伏特的系统里可实现具有容量范围 为从25 ii F到2300 u F的电容器。图5是描绘根据本发明的实施例的用于控制灌溉的方法的流程图。特别参考图4 描绘的灌溉装置描述这个方法，但是，可以理解的是，所公开的方法并不局限于描述的灌溉 装置，或者任何其它装置。框500描绘了操作的可是，其在接收到灌溉指令后开始。在某些 情况下，此操作在图2的框232后进行。
10
可任选的判定框505确定是否有足够的能量可用于打开致动器，例如螺线管，以 实施灌溉。这个操作可通过确定第一能量储备410的能量水平(举例来说，电压)实现。用 于确定第一能量储备的所储存的能量水平的技术利用下面的公式所储存的能量=l/2*(C*v2)其中C代表电容量，v代表电压。如果确定了最小的电容量，并且，也确定了用于 打开致动器的最小的所需能量(焦耳)，则用此类信息确定最小的所需电压，以确保第一能 量储备的运行。如果没有足够的电压可用，则控制返回，以进一步测量第一能量储备的能量水平。 如果第一能量储备的能量水平超出阈值水平，则这个操作有助于仅仅确保螺线管打开。继 续参考框505，如果有足够的电压可用，则控制进入框510。框510包括响应于灌溉指令打开螺线管。例如，这个操作利用来自第一能量储备 的电力，从而导致提供期望的灌溉。判定框515、520和525涉及可关闭螺线管和关联阀的不同的终止条件。根据本发 明的不同实施例，可以任何顺序实现部分或全部这些条件。判定框515确定终止灌溉的指令是否已被接收。这个指令采取关闭命令的形式， 该关闭命令由灌溉控制器122发送到关联的灌溉装置124以发起螺线管的闭。如果终止 灌溉的指令被接收，控制进入框530。框530包括关闭螺线管以关闭阀和终止灌溉，然后该方法终止(框535)。框530 的操作可利用来自第二能量储备415的电力提供期望能量。可以理解的是，这个操作可在 多种情形执行，在这些情形中由外部源向灌溉装置提供的电力已中断。返回判定框515，如果尚未收到终止灌溉的指令，则控制可进入判定框520。框520确定打开螺线管的时间段是否超出最大时间阈值(举例来说，15分钟)。如 果时间段已经超出，则控制进入框530，且运行如上所述地继续。另一方面，如果时间段尚未 超出，则控制进入判定框525。框525确定第二能量储备的能量水平是否降到阈值水平之下。该阈值水平的例子 是在转换单元330中测量到的如由能量储备滤波器425接收到的典型运行电压的33%。通常，此能量水平是将允许第二能量储备关闭螺线管405及其关联阀的能量水 平。这个特征尝试阻止这样的情形，即第二能量储备被消耗到它不再能用来关闭螺线管的 点。如果第二能量储备的能量水平降到阈值之下，则控制进入框530，且运行如上所述地继 续。然而，如果还没有达到这个阈值，则控制返回例如框515，从而可按需或按期望地重复所 描述的操作。除了前述的操作之外，有可能在灌溉装置的供电中断过程中进行框505到530的 操作的部分或全部。例子是这样的一个，其中由外部源(举例来说，灌溉控制器122)向灌 溉装置和关联组件提供的电力被中断。考虑此掉电，该方法还可包括例如利用第二能量储 备415向控制器322供电的可任选特征。这个特征允许维持控制器的运转达一时间段以例 如利用第二能量储备关闭螺线管。框530涉及利用来自第二源的电力关闭螺线管；即，第二能量储备415。如果需要 的话，可利用附加的源使得关闭操作利用来自第二能量储备415和第一能量储备410的电 力。
虽然可利用这里描述的示例性的操作系列实现前述的实施例，但可执行附加的或 较少的操作。此外，可以理解，所显示和描述的操作的顺序仅仅是示范性的，而且没有要求 单一的操作顺序。已经描述了本发明的不同实施例，但是可根据本发明的可选择的实施例 可选择地或附加地实现其它进一步的特征。尽管这里所公开的本发明已经通过具体实施 例、例子和它们的应用进行了描述，但是可由本领域技术人员做出许多改进和变化而不背 离在权利要求里阐明的本发明的范围。
权利要求
一种用于控制灌溉的方法，所述方法包括利用来自第一储存能量源的电力，向致动器供电以响应于提供灌溉的指令打开阀；以及如果第二储存能量源所储存的能量水平降到第一阈值水平之下，利用来自第二储存能量源的电力向致动器供电以关闭阀。
2.如权利要求1所述的方法，还包括确定所述第二储存能量源所储存的能量水平。
3.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括在由外部源向控制器供应的电力中断的情况下，利用所述第二储存能量源向控制器供电 o
4.如权利要求1所述的方法，还包括确定所述第一储存能量源所储存的能量水平，其中如果第一储存能量源所储存的能量 水平超出第二阈值水平，则仅仅进行对所述致动器的用于打开所述阀的供电。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一储存能量源和第二储存能量源利 用单独的设备实现。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一储存能量源和第二储存能量源利 用单独的电容器实现。
7.如权利要求1所述的方法，还包括如果所述阀是打开的的时间段超过最大时间阈值，则发起对所述致动器的用于关闭所 述阀的供电。
8.如权利要求1所述的方法，还包括响应于接收到终止灌溉的指令，发起对所述致动器的用于关闭阀的供电。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用来自所述第二储存能量源和所述第一 储存能量源的电力，实现对所述致动器的用于关闭所述阀的供电。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述致动器包括闭锁螺线管。
11.如权利要求1所述的方法，还包括 接收来自灌溉控制器的指令。
12.如权利要求1所述的方法，还包括解码从多线式通路接收的交流电信号，以取回所述指令。
13.一种用于控制灌溉的方法，所述方法包括利用来自第一储存能量源的电力，响应于提供灌溉的指令向致动器供电以打开阀；和 利用来自第二储存能量源的电力，响应于终止条件向致动器供电以关闭阀，所述第二 储存能量源与所述第一储存能量源是独立的。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，如果所述阀是打开的的时间段超过最大 时间阈值，则所述终止条件出现。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，当灌溉装置与远程灌溉控制器之间的通 信消失，则所述终止条件出现，所述灌溉装置包括所述第一储存能量源和所述第二储存能 量源。
16.如权利要求13所述的方法，其特征在于，灌溉装置的供电中断发生以后，所述终止条件出现，所述灌溉装置包括所述第一储存能量源和所述第二储存能量源。
17.如权利要求13所述的方法，其特征在于，响应于接收到终止灌溉的指令，所述终止 条件出现。
18.一种灌溉装置，包括致动器，其被配置成控制流向至少一个输水装置的水流；第一储存能量源，其被配置成向致动器供电以实施通过至少一个输水装置的灌溉； 第二储存能量源，所述第二储存能量源与第一储存能量源是分开的，其中所述第二储 存能量源被配置成向所述致动器供电以终止通过至少一个输水装置的灌溉；和 控制器，其被配置成响应于提供灌溉的指令，使所述第一储存能量源向所述致动器供电以实施灌溉；以及 响应于终止条件，使所述第二储存能量源向致动器供电以终止灌溉。
19.如权利要求18所述的灌溉装置，其特征在于，所述致动器包括螺线管。
20.如权利要求18所述的灌溉装置，其特征在于，所述致动器包括闭锁螺线管。
21.如权利要求18所述的灌溉装置，其特征在于，所述第一储存能量源和第二储存能 量源分别包括电容器。
22.如权利要求18所述的灌溉装置，还包括耦合到所述致动器的阀，所述致动器被配置成控制所述阀的位置以控制流向至少一个 输水装置的水流。
全文摘要
本发明涉及闭锁螺线管能量储备。一种灌溉装置包括致动器、第一储存能量源和第二储存能量源，致动器被配置成控制流向至少一个输水装置的水流，第一储存能量源被配置成向致动器供电以实施通过至少一个输水装置的灌溉，第二储存能量源与第一储存能量源是独立的，其中第二储存能量源被配置成向致动器供电以终止通过至少一个输水装置的灌溉。该灌溉装置还包括控制器，控制器被配置成使第一储存能量源响应于提供灌溉的指令向致动器供电以实施灌溉，并使第二储存能量源响应于终止条件向致动器供电以终止灌溉。
文档编号A01G25/16GK101849494SQ20091100019
公开日2010年10月6日 申请日期2009年12月22日 优先权日2008年12月22日
发明者T·J·克里斯 申请人:雷鸟有限公司