本发明涉及自动控制技术领域，具体讲是一种基于风光互补供电和双通信技术的调水阀门控制系统。
背景技术：
现有的远距离调水阀门控制系统，其控制箱与通讯模块的供电大多采用直设电缆的方式供电。近来随着新能源供电技术的日趋成熟，也有采用微型光伏电站或者风能供电的方案。但是，直设输电电缆的方式建设成本、后期维护成本过高，且面对远距离调水的特殊环境铺设难度较大。而单一地采用风能或者光伏供电的方案，其环境适应性较差且可靠性一般。
此外，在通讯方式上，现有的远距离调水阀门控制系统大多采用直铺光纤进行通讯，也有采用各类无线通讯技术诸如lora、cyfi、gprs等进行通讯。但是，传统的直铺光纤通讯方案成本较高，且由于采用串行的网络，其中一个节点故障，会造成整个系统的通讯瘫痪。采用运营商4g/3g/gprs通讯方案，虽然成本较低但是遇到特定环境（如无运营商信号覆盖或信号极差）时无法通讯。而单一地采用各类无线通讯技术诸如lora、cyfi、nb-iot构建局域网，成本过高，当远距离调水线路极长时尤甚。
为了解决上述问题，本案由此而生。
技术实现要素：
本发明的目的在于：针对远距离调水输水管线的复杂环境，提供一种可实现稳定可靠的供电与通讯的基于风光互补供电和双通信技术的调水阀门控制系统。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种基于风光互补供电和双通信技术的调水阀门控制系统，包括总控监控平台、配有自控系统的设备控制箱、供电模块、无线传输模块、传感器、阀门；所述设备控制箱与阀门相连；所述传感器、阀门通过无线传输模块与总控监控平台相连；所述供电模块与总控监控平台、设备控制箱、传感器相连；所述供电模块为风光互补供电模块；所述无线传输模块包括4g通讯模块和lora通讯模块。
进一步地，所述风光互补供电模块包括太阳能电池板、风力发电机、电源管理模块、电源输出模块；所述太阳能电池板和风力发电机分别与电源管理模块相连，电源管理模块与电源输出模块相连，电源输出模块与总控监控平台、设备控制箱、传感器相连。
进一步地，所述风光互补供电模块还包括蓄电池；所述电源输出模块与蓄电池相连，蓄电池与总控监控平台、设备控制箱、传感器相连。
进一步地，所述传感器安装于控制井内，其包括流量计、液位计、压力传感器。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比，具有以下优点：
一、采用风能/光伏互补供电，保证供电在极端环境中也能稳定可靠，同时微型电站的模式其扩展性极佳，后期维护也省时省力；
二、采用运营商4g/lora双通信技术，解决了无运营商信号覆盖区域的通讯问题，同时应用在远距离调水超长管路时，针对不同环境采用相应的通信技术，在保证可靠快速的通讯前提下，极好地控制了成本；
综合，本发明具有环境适用性强、供电可靠性高、通讯范围广且可靠性高、建设投资小与运维成本低等优点。
附图说明
图1是本发明的整体方框图。
图2是本发明中供电模块的方框图。
图3是本发明的通讯原理图。
图中所示：1、总控监控平台2、设备控制箱3、供电模块31、太阳能电池板32、风力发电机33、电源管理模块34、电源输出模块35、蓄电池4、无线传输模块41、4g通讯模块42、lora通讯模块421、lora终端422、lora网关5、传感器6、控制井7、阀门。
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本发明作进一步详细阐述。
如图1所示：一种基于风光互补供电和双通信技术的调水阀门控制系统，包括总控监控平台1、配有自控系统的设备控制箱2、供电模块3、无线传输模块4、传感器5、阀门7。所述设备控制箱2与阀门7相连，用于控制阀门7的开度。传感器5、阀门7通过无线传输模块4与总控监控平台1相连。每一个阀门7均配备有一个控制井6，传感器5安装于控制井6内，其包括流量计、液位计、压力传感器，这些传感器5负责采集数据，并通过无线传输将信号传递导总控监控平台1。总控监控平台1安装在用户处，通过总控监控平台1可以监控各类传感器5信息与阀门开度数据。设备控制箱2也安装于控制井6内，由于其配有自控单元，可实现根据设定的策略，即使在断网的情况下，也能就地自动控制阀门7的开闭。供电模块3与总控监控平台1、设备控制箱2、传感器5相连，用于给这些设备供电。本发明的第一个主要发明点为：供电模块3为风光互补供电模块3，风光互补供电模块3为设备控制箱2、无线传输模块4和各类传感器5提供稳定可靠的电源。
风能发电和光伏发电同时为系统供电。在某一时刻，其中一种发电方式占主要部分，另一种方式则作为补充。如此能实现供电的稳定可靠，且当其中一种发电设备故障时，不至于导致系统瘫痪。
如图2所示：风光互补供电模块3由太阳能电池板31、风力发电机32、电源管理模块33、电源输出模块34等模块组成。其中，太阳能电池板31和风力发电机32分别与电源管理模块33相连，电源管理模块33与电源输出模块34相连，电源输出模块34与总控监控平台1、设备控制箱2、传感器5相连。
首先，风力发电机32在不同的工况下会输出介于13~25v变化的交流电，需经过整流后方可为直流负载供电，太阳能电池板31输出的经dc/dc电路转换的直流电与经整流后风电进入电源输出模块34。电源管理模块33提供了风力发电所需的整流电路与光伏发电所需的dc/dc电路，该模块的核心是电源管理芯片，可根据实际的环境选择供电类型或者根据实际环境中风电与光伏发电的功率、效率进行切换供电。电源输出模块34由逆变器与输出电路组成，根据不同的负载属性决定连接方式。
此外，风光互补供电模块3中存在一个大容量的蓄电池35，电源输出模块34与蓄电池35相连，蓄电池35与总控监控平台1、设备控制箱2、传感器5相连。当风力发电机32与太阳电池板任一正常工作时，蓄电池35处于充电状态。当风力发电机32与太阳电池板均异常时，蓄电池35充当系统电源，为总控监控平台1、设备控制箱2、传感器5供电。
如图1和图3所示：本发明的第二个主要发明点为：无线传输模块4包括4g通讯模块41和lora通讯模块42。无线传输模块4（lora/4g）负责将各类传感器5信息与阀门7开度数据发送出去。
运营商4g通信方式直接将数据发送至总控监控平台1，lora通讯方式则是将数据发送至搭建的lora网关422，经lora网关422发送至总控监控平台1。
针对远距离调水阀门控制系统管路长、环境复杂的实际情况，通过运营商4g通信与lora通信相结合，解决了无运营商信号覆盖区域的通讯问题。同时根据不同环境采用相应的通信技术，在保证可靠快速的通讯前提下，极好地控制了成本。在运营商4g信号覆盖的区域，采用结构较为简单、成本较低的4g通讯模块41，数据通过该模块直连以太网。在运营商信号未覆盖的区域，在远距离的调水工程中，这类区域往往长度不小。在以太网到达的区域边缘建立lora网关422，无信号区域内的阀门7井处，安装lora终端421，每个终端将数据发送至网关，经由网关接入以太网。lora通信技术具有有效通信距离远、易于建设和部署、设备使用寿命长等优点。
以上所述依据实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书中记载的内容。