专利名称：智能化网络灌溉监控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力线通讯、网络技术的自动化监控领域，尤其是适用于农业灌溉用电计量和收费管理的智能化网络灌溉监控系统。
背景技术：
目前，水利是农业的命脉，农业灌溉是保证农业生产的必要手段，绝大部分的农业灌溉都是利用电能驱动的。农业灌溉用电管理问题是一个长期存在的问题，由于管理手段的不完善，ー些地方出现“电霸”、偷电、人情电等状况导致电价居高不下，造成干群关系矛盾突出、邻里关系不和等问题，严重影响了农业生产水平的提高。多年以来有许多科技工 作者以及有关的公司、科研院所等投入了相当的人力物カ进行研究，相继研制出了 IC卡电表、射频卡电表等，产生了一定积极的效果。但也有明显的不足首先由于其原理的局限性，无法杜绝窃电行为的发生，并且对使用环境要求较高。其次，由于用户所交的电费都折合成电量储存在IC卡或射频卡等移动介质内，这些高科技产品不但对使用者技术水平有一定的要求，而且由于存储介质的损坏和丢失也会造成其中剰余的电量数据丢失，给用户造成不必要的损失。而农业灌溉用电管理关键的就是用电计量、电费收缴的管理问题，提高管理手段与管理技术水平是解决问题的良好途径。农业用电的另一个问题是农村低压供电线路的电压损耗过大问题，由于农业灌溉用低压线路的年利用率比较低，一般不会超过20% (约70天左右)，虽说国家投入了大量资金进行农网改造，但是从经济和安全方面考虑，也不适合采用较粗的导线线径。在农村常见低压供电网中，在一条供电线路上有多个负载位置并且多个负载同时工作，共用线路的线路损耗将会很大，导致相关负载的端电压很低(据我们调查，对于额定电压380伏的低压电网，水泵电机的端电压低于300伏的也不少见)，对输电效率及水泵机组的工作效率影响很大。
实用新型内容本实用新型的目的是提供ー种智能化网络灌溉监控系统，为用户提供安全可靠的灌溉工作环境。本实用新型采用下述技术方案ー种智能化网络灌溉监控系统，包括计算机监控系统、中心控制器模块和终端控制器，所述的计算机监控系统与中心控制器模块通讯连接，所述的中心控制器模块设置在电カ变压器室内，采集电力变压器的电压、电流信息，所述的中心控制器模块与终端控制器通讯连接，每个终端控制器的控制信号输出端用来控制连接
灌溉水泵。所述的中心控制器模块包括第一中央处理单元、变压器电压采集単元、变压器电流采集单元、第一数据采集単元，变压器电压采集単元和变压器电流采集単元的信号输出端通过第一数据采集単元与第一中央处理单元的信号输入端连接，第一中央处理单元的通信端通过通讯模块与计算机监控系统的通信端和终端控制器的通信端连接。[0007]所述的终端控制器包括变频器控制模块和电源控制模块，所述的电源控制模块包括第二中央处理单元、电源进线电流采集単元、电源进线电压采集単元、第二数据采集单元，电源进线电流采集单元、电源进线电压采集单元通过第二数据采集単元与第二中央处理单元的信号输入端连接，第二中央处理单元的通信端通过通讯模块与第一中央处理单元的通讯模块连接；所述的变频器控制模块包括水泵压カ采集单元、水泵流量采集单元、水泵功率采集单元、第三数据采集单元以及变频器，所述的水泵压カ采集单元、水泵流量采集单元、水泵功率采集单元通过第三数据采集単元与变频器的信号输入端连接，变频器的信号输出端与灌溉水泵连接；变频器的通信端通过串行通讯接ロ与第二中央处理单元的通讯模块连接。[0008]所述的第一中央处理单元的通讯模块连接有第一电カ线通讯接ロ，第二中央处理単元的通讯模块连也接有第二电カ线通讯接ロ，第一电カ线通讯接ロ与第二电カ线通讯接ロ通过电カ线进行通信。所述的第一中央处理单元的通讯模块和计算机监控系统的通信端通过无线通讯接ロ或者USB通讯接ロ连接。本实用新型能够对用户灌溉用电进行收费集中管理控制、监控用户进行灌溉作业活动、监控本地供电网的运行、为终端用户提供其线路的负载及线路损耗的交互信息，为用户提供安全可靠的灌溉工作环境；用户可以在终端控制器上得到本线路的压降损耗、负载状況，可根据灌溉的缓急与线路状况自主选择灌溉时机，以降低成本，提高灌溉效益，从而提闻农业生广的效益。
图I为本实用新型的系统框图；图2为中心控制器的电路框图；图3为终端控制器的电路框图。
具体实施方式
如图I所示，本实用新型ー种智能化网络灌溉监控系统，包括计算机监控系统、中心控制器模块和终端控制器，所述的计算机监控系统与中心控制器模块通讯连接，所述的中心控制器模块设置在电カ变压器室内，采集电力变压器的电压、电流信息，所述的中心控制器模块与终端控制器通讯连接。如图2所示，所述的中心控制器模块包括第一中央处理单元、变压器电压采集单元、变压器电流采集単元、第一数据采集単元，变压器电压采集単元和变压器电流采集単元用来采集变压器室的电カ变压器的出线电压、电流，变压器电压采集単元和变压器电流采集単元的信号输出端通过第一数据采集単元与第一中央处理单元的信号输入端连接，第一中央处理单元的通信端的通讯模块通过无线通讯接ロ或者USB通讯接ロ与计算机监控系统的通信端连接；第一中央处理单元的通讯模块还连接有第一电カ线通讯接ロ(电カ线载波模块，为成熟的现有技木)，用干与终端控制器通过电カ线进行通讯。如图3所示，以ー个终端控制器为例进行说明所述的终端控制器包括变频器控制模块和电源控制模块，所述的电源控制模块包括第二中央处理单元、电源进线电流采集単元、电源进线电压采集単元、第二数据采集単元，电源进线电流采集単元、电源进线电压采集单元用来采集接入终端控制器的电源的电流和电压，电源进线电流采集単元、电源进线电压采集单元的信号输出端通过第二数据采集単元与第二中央处理单元的信号输入端连接，第二中央处理单元的通信端的通讯模块连接有第二电カ线通讯接ロ(电カ线载波模块，为成熟的现有技木)，第二电カ线通讯接ロ与第一电カ线通讯接ロ通过电カ线进行通讯。所述的变频器控制模块包括水泵压カ采集单元、水泵流量采集单元、水泵功率采集单元、第三数据采集单元以及变频器，所述的水泵压カ采集单元、水泵流量采集单元、水泵功率采集单元通过第三数据采集単元与变频器的信号输入端连接，变频器的信号输出端与灌溉水泵连接；变频器的通信端通过串行通讯接ロ与第二中央处理单元的通讯模块连接。所有的终端控制器均与中心控制器模块进行通讯。 如图I、图2、图3所示，由技术人员在计算机监控系统内安装灌溉监控软件，完成后由系统管理员根据权限录入用电收费数据；在变压器室安装中心控制器模块，将中心控制器的电源连接到电カ变压器的380V低压输出端，首先根据设备情况利用USB或无线通讯方式与计算机监控系统进行通讯测试；终端控制器作为ー个整体，其电源进线端连接三相380V电源，输出端连接三相水泵电机。首先用户向系统管理员申请本终端的临时使用权限，中心控制器通过帐户、密码管理，控制、记录用户灌溉活动；以缴费帐户为依据，将终端控制器的地址与用户的缴费帐户临时绑定。本系统以变压器供电区域为控制范围，每个终端控制器采集自身位置的电カ參数，结合中心控制器获得变压器源头的电カ參数，可以为用户提供其所在供电线路的负载运行状况，用户可根据灌溉的缓急与线路状况自主选择灌溉时机，以降低成本，提高灌溉效益；用户根据终端控制器的显示器信息确定设备正常后，即可启动设备进行灌溉作业；中心控制器模块和终端控制器组成利用电カ线进行主、从方式通讯的网络，电カ线通讯采用在网内具有唯一地址的方法识别，利用网络通讯技术，实行灌溉收费数据信息集中管理、双重备份，以确保系统安全可靠的运行。同时在计算机监控系统上可以获知每个终端和整个供电网的运行状况，并可以控制其运行状态，调整解决电网负荷过大的问题。
权利要求1.一种智能化网络灌溉监控系统，其特征在于包括计算机监控系统、中心控制器模块和终端控制器，所述的计算机监控系统与中心控制器模块通讯连接，所述的中心控制器模块设置在电力变压器室内，采集电力变压器的电压、电流信息，所述的中心控制器模块与终端控制器通讯连接，每个终端控制器的控制信号输出端用来控制连接灌溉水泵。
2.根据权利要求I所述的智能化网络灌溉监控系统，其特征在于所述的中心控制器模块包括第一中央处理单元、变压器电压采集单元、变压器电流采集单元、第一数据采集单元，变压器电压采集单元和变压器电流采集单元的信号输出端通过第一数据采集单元与第一中央处理单元的信号输入端连接，第一中央处理单元的通信端通过通讯模块与计算机监控系统的通信端和终端控制器的通信端连接。
3.根据权利要求2所述的智能化网络灌溉监控系统，其特征在于所述的终端控制器包括变频器控制模块和电源控制模块，所述的电源控制模块包括第二中央处理单元、电源进线电流采集单元、电源进线电压采集单元、第二数据采集单元，电源进线电流采集单元、电源进线电压采集单元通过第二数据采集单元与第二中央处理单元的信号输入端连接，第二中央处理单元的通信端通过通讯模块与第一中央处理单元的通讯模块连接；所述的变频器控制模块包括水泵压力采集单元、水泵流量采集单元、水泵功率采集单元、第三数据采集·单元以及变频器，所述的水泵压力采集单元、水泵流量采集单元、水泵功率采集单元通过第三数据采集单元与变频器的信号输入端连接，变频器的信号输出端与灌溉水泵连接；变频器的通信端通过串行通讯接口与第二中央处理单元的通讯模块连接。
4.根据权利要求3所述的智能化网络灌溉监控系统，其特征在于所述的第一中央处理单元的通讯模块连接有第一电力线通讯接口，第二中央处理单元的通讯模块连也接有第二电力线通讯接口，第一电力线通讯接口与第二电力线通讯接口通过电力线进行通信。
5.根据权利要求4所述的智能化网络灌溉监控系统，其特征在于所述的第一中央处理单元的通讯模块和计算机监控系统的通信端通过无线通讯接口或者USB通讯接口连接。
专利摘要本实用新型公开了一种智能化网络灌溉监控系统，包括计算机监控系统、中心控制器模块和终端控制器，所述的计算机监控系统与中心控制器模块通讯连接，所述的中心控制器模块设置在电力变压器室内，采集电力变压器的电压、电流信息，所述的中心控制器模块与终端控制器通讯连接，每个终端控制器的控制信号输出端用来控制连接灌溉水泵。本实用新型能够对用户灌溉用电进行收费集中管理控制、监控用户进行灌溉作业活动、监控本地供电网的运行、为终端用户提供其线路的负载及线路损耗的交互信息，为用户提供安全可靠的灌溉工作环境。
文档编号G05B19/418GK202421875SQ201220019230
公开日2012年9月5日 申请日期2012年1月17日 优先权日2012年1月17日
发明者李文忠 申请人:李文忠