[实用新型]微功率阀门无线控制器

说明书

一、技术领域

本实用新型涉及一种通过无线远距离遥控阀门工作的控制装置，尤其是一种微功率阀门无线控制器。

二、技术背景

现有技术中，包括自动灌溉系统中的无线遥控阀门实际上是一种由很窄的电脉冲来驱动的阀门，通过改变电脉冲的正负极决定了阀门的打开或关闭动作，动作完成后就不再需要电能来维持当前状态。控制这类阀门的的一般的阀门控制器采用信号电缆、红外线、无线电台传输控制信息，其通讯多为单向的，因此不能采集其它信息。并且双向通讯也会使功耗随着通讯距离的增加而增加，供电部分复杂程度增加成本也大大增加，因而不能适应大批量、低成本阀门控制的需要。

三、发明内容

本实用新型的发明目的在于，提出一种具有双向无线数据传输功能的阀门控制器，其利用微功耗的无线通讯进行阀门开关控制和状态、参数传输，即微功率阀门无线控制器。

本实用新型的发明目的通过以下措施实现，壳体内与外侧还固定阀位反馈接口、模拟量监测接口、阀门驱动接口，壳体内还固定中央处理器，电压调节电路和电池以及无线通讯电路及天线，其中中央处理器分别与控制面板、阀位反馈接口、模拟量监测接口、阀门驱动接口、电压调节电路和电池、无线通讯电路及天线连接。

本实用新型是一种具有双向无线数据传输功能的(灌溉专用)阀门控制器，它可以接受上级控制器经过无线电发来的控制指令，同时可以通过无线电向上级控制器发送阀位状态等信息。整个装置在中央处理器内置的定时器控制下大部分时间处于休眠状态，只在很少的时间内进行间歇式工作，从而极大的节约了电能，延长了电池使用寿命。本阀门控制器特别适用于大量分散的阀门控制，如灌溉控制。

四、附图说明

图1是本实用新型实施例1的结构示意图

图2是本实用新型实施例1的元器件功能连接示意图

图3是本实用新型实施例1的工作程序软件框图

图4是本实用新型实施例2的主处理器4的内部逻辑图

图5是本实用新型实施例3的外围电路连接图

图6是本实用新型实施例4的阀门驱动控制和阀门位置反馈接口电路图

图7是本实用新型实施例5的电压调节和模拟量监测电路图

五、具体实施方式

实施例1：壳体3表面固定控制面板2，壳体3内与外侧还固定阀位反馈接口5、模拟量监测接口8、阀门驱动接口7，壳体3内还固定中央处理器4，电压调节电路和电池6，其中中央处理器4分别与控制面板2、阀位反馈接口5、模拟量监测接口8、阀门驱动接口7、电压调节电路和电池6、无线通讯电路及天线1连接。

本实用新型实施例由硬件和软件共同作用来实现必要的功能。其工作原理如下：整个装置在中央处理器4内置的定时器控制下大部分时间处于休眠状态，只在很少的时间内进行间歇式工作，从而极大的节约了电能，延长了电池使用寿命。控制的电磁阀数量宜为一至四个。

中央处理器4一旦开始工作就会通过阀位反馈接口5将阀门实际开关状态转换成数字信息，并通过模拟量监测接口8将电池电压等控制器自身工作参数和其它外部参数转换成数字信号并加以保存。无线通讯电路及天线1一旦接收到来自上级的无线电控制指令，就会将这些指令以数字化的电信号传给中央处理器4，中央处理器4解读指令的内容，并根据指令的内容控制阀门驱动接口7，从而控制阀门的开启或关闭。然后将阀门控制动作完成信息和已经监测到的阀门状态和内外参数通过无线通讯电路及天线1发送到上级控制器。

由于本实用新型的电源部分采用了电压调节电路，所以可以采用干电池、可充电电池或太阳能电池单独供电、也可充电电池和太阳能电池联合供电、干电池和太阳能电池组合供电的形式。

实施例2：在实施例1中采用的无线通讯电路及天线1中主要为NORDIC半导体公司的NRF9E5，它已经将独立的无线通讯电路(NRF905)与单片机(8051)集成在一个芯片上，使得整个装置外部连接更简单。

实施例3：在实施例1中中央处理器4外围电路连接中，U2为串行电擦除不挥发存储器，用来存储所有的程序和参数。X1是用来产生系统振荡的晶体。ANT是用来进行无线通讯的天线。

实施例4：在实施例1中，阀门驱动控制和阀门位置反馈接口电路中U5、U6是场效应管，用来控制阀门是否动作和动作的方向开启或关闭，Q3、Q4、Q5是三极管用来调节单片机端口电压(VDD)使之能够控制较高的阀门驱动电压(Vbt)。阀门位置反馈信号是由阀门给出的一个接点开闭信号，这个信号通过限流电阻R29接到单片机端口P0.2，从而监测阀门的开闭状态。相同的电路可以使用多次，从而达到控制和监测多个阀门的目的。

实施例5：在实施例1中，电压调节和模拟量监测电路，Vbt是电池电压，是系统总供电电源也是被控阀门的直接动力电源。U3是三端电压调节器，其输出电压为固定的3.3V，用来供给主芯片和所有逻辑电路。L4、C20、C22起滤波作用。AIN0、AIN1、AIN2、AIN3是四个模拟量监测端口，其中AIN0用来监测装置内部的电池电压，AIN1、AIN2、AIN3经过分压电阻R33、R34、R35用来测量外部的模拟量。