一种基于蓝牙组网的电磁阀低功耗控制装置的制作方法

本发明涉及蓝牙组网技术，具体涉及一种基于蓝牙组网的电磁阀低功耗控制装置。

背景技术：

随着通信的发展，蓝牙作为一种信息传输技术被广泛应用。蓝牙5.0的室内定位需配合wifi才能达到米级别。伴随蓝牙5.1的推出，特有的aoa/aod定位技术，提供的高精度室内定位达到厘米级别。提供了更低成本、更高精度、更容易普及的室内定位技术，也为数据的低功耗、快捷传输提供条件，使得室内定位能够应用于更多的物联网场景。

在传统的常开电磁阀应用中，吸合采用全压控制，但电磁阀吸合状态时所需要维持吸合状态的电压远小于动作时的全压，此阶段就会浪费大量电能。

在供电方面，传统的电磁阀需要外拉电源，大大增加了安装的难度。所以需要增加自发电装置，若增加直流发电机进行自发电则会造成后面管道失压的情况，故需要增加增压装置。

针对传统电磁阀控制装置的不足，本发明提出了一种基于蓝牙组网的电磁阀低功耗控制装置用于解决上述问题。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，设计了一种基于蓝牙组网的电磁阀低功耗控制装置。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于蓝牙组网的电磁阀控制装置，其特征在于，包括：通讯装置、定位装置、传感装置、电磁阀2、供电设备、终端设备15、增压装置、微型系统处理模块；所述的通讯装置、定位装置为蓝牙装置，采用蓝牙5.1，用于对电磁阀2进行定位以及传感装置与终端设备15进行数据交互，第一蓝牙装置3固定在电磁阀2上端，第二蓝牙装置8固定在增压泵7上端；所述的传感装置为流速传感装置，用于获取管道流速的实时数据，第一流速传感装置5串接在电磁阀2后面的管道1上，由储电装置11供电，第二流速传感器10串接在增压泵7后的管道上，由降压整流装置12供电；所述的供电设备为直流发电机6，串接在电磁阀2后端的管道1上，以及太阳能电池14，可根据环境选择安装，电能输出端与储电装置11输入口相连，所述的增压装置为增压泵7，串接在直流发电机6后面，用于对管道1进行增压，该装置由降压整流装置12直接供电。所述微型系统处理模块，用于接收终端信号，输出pwm波控制相关执行器，第一微型系统处理模块4安装在电磁阀2上端，第二微型系统处理模块9安装在增压泵7上端。

优选的，所述定位装置与通讯装置集成于一个蓝牙装置；

优选的，所述电磁阀为采用脉宽调制技术的电磁阀；

优选的，所述供电设备为直流发电机以及太阳能电池；

优选的，所述增压装置为采用脉宽调制技术控制的增压泵；

优选的，所述所述蓝牙芯片的型号为nfr52811。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.与传统电磁阀控制装置相比，本发明增加一个蓝牙技术，可以实时与终端进行信息交互，且可实现精确定位；

2.传统的电磁阀供电只有“给电”与“失电”两种方式，本发明采用脉宽调制技术，可以实现“给最少电”的功能，预先实验出电磁阀吸合维持需要的最小电压占空比，通过终端对流速数据的处理判断电磁阀状态，然后决定是否输出pwm波进行控制，实现节省电能的效果；

3.传统的电磁阀控制装置需要外拉电源进行独立供电，本发明增设直流发电机、电阳能电池两种供电方式，使供电更加简便化；

4.本发明增设直流发电机自发电则增加增压装置进行压力补偿。

附图说明

图1是本发明的装置组成示意图。

图2是本发明的二维蓝牙aoa定位原理图。

附图中，各数字含义为：1：管道；2：电磁阀；3：第一蓝牙装置；4：第一微型系统处理模块；5：第一流速传感装置；6：直流发电机；7：增压泵；8：第二蓝牙装置；9：第二微型系统处理模块；10：第二流速传感装置；11：储电装置；12：降压整流装置；13：插座；14：太阳能电池；15：终端设备。

具体实施方式

本发明的一种基于蓝牙组网的电磁阀低功耗控制装置，具体包括以下内容：

1.所述通讯装置、定位装置实现信息交互及蓝牙aoa定位。包括以下步骤：

步骤1，装配在管道1上的第一流速传感装置5，第二流速传感装置10采集到流速信息，通过蓝牙5.1与终端设备实现信息的低功率传输；

步骤2，电磁阀2上端的第一蓝牙装置3发射的蓝牙信号波会因为终端设备15的以阵列排列的多个天线存在已知且小于信号波半波长的距离d，导致不同接收天线接收的蓝牙信号之间会产生相位差∆ψ，阵列天线之间足够近时，可以将蓝牙信号波在足够小的距离内视为直线传播，此时可以根据其中各个天线接收到的蓝牙信号之间的相位差∆ψ、蓝牙信号波长λ以及结合接收天线之间的距离d通过三角公式算出蓝牙信号波发射的方向。若保持接收端与发射端等高，参阅图2，存在a、b两个接收天线，距离为d且小于半波长，c为发射端。直线1为t1时刻被a天线接收到的信号波，直线2为t2时刻被b天线接收到的信号波，计算方向具体步骤如下，

step1:以b点作为原点建立笛卡尔直角坐标系；

step2:计算出直线1与直线2之间的距离l：

;

step3:通过三角公式确定接收角θ的值：

，

；

步骤3，确定了蓝牙信号发射端的方向，再结合信号强度可以算出终端设备15与蓝牙信号发射端的距离。综合算出来的方向以及距离，位置被唯一确定，实现对电磁阀2的定位；

2.所述终端设备数据处理实现对电磁阀的低功耗控制。包括以下步骤：

步骤1，终端设备15的蓝牙接收端将接收的水流速信号传输给处理器进行数据处理，判别电磁阀所处状态；

步骤2，根据判定的状态，若为吸合保持状态，则将输出pwm波的信号通过蓝牙传输给第一微型系统处理模块4，第一微型系统处理模块4输出预设的合适pwm波通过驱动电路进而控制电磁阀2，降低平均电压，实现对电磁阀2的低功耗控制；

3.所述供电装置实现对电磁阀2的便捷式供电。包括以下方案：

方案1，若电磁阀2安装在光照不良的地方，则使用直流发电机6通过管道1液体的流动带动叶片转动发电，输出电能通过储电装置11来实现储存，供电时通过相关转换电路来对电磁阀2、蓝牙设备、微型处理系统、传感装置等进行供电；

方案2，若电磁阀2安装环境在光照充足的地方，则使用太阳能电池14通过光照进行发电，输出电能通过储电装置11来实现储存，供电时通过相关转换电路来对电磁阀2、蓝牙设备、传感装置等低压直流设备进行供电；

4.所述增压装置实现对管道1进行压力补偿。包括以下步骤：

步骤1，设置一个增压泵7在直流发电机6后面，同时在增压泵7后面增加一个流速传感装置；

步骤2，增压泵7后面的第二流速传感装置10与直流发电机6前面的第一流速传感装置5通过蓝牙5.1把流速信息发送给终端设备15；

步骤3，终端设备15将两者信号比较，通过pid算法进而控制输出的pwm占空比；pid算法具体步骤如下：

step1：比较第一流速传感装置5与第二流速传感装置10的信号，得到偏差信号e(t);

step2:通过pid算法公式，改变pwm占空比，

；

step3：直到偏差信号为e(t)=0，则停止；

步骤4，当直流发电机前面的管道1部分与增压泵后面的管道1部分流速一致，pwm占空比固定，则增压泵转速维持不变。