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上海湖泉閥門有限公司LoRa電動(dòng)閥門本實(shí)用新型的目的在于一種廣覆蓋、多連接、低成本、低功耗、長(zhǎng)穩(wěn)定且適用于農(nóng)業(yè)灌溉的基于lora無(wú)線通信的閥門控制系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種基于lora無(wú)線通信的閥門控制系統(tǒng)，包括lora網(wǎng)關(guān)以及與lora網(wǎng)關(guān)連接的數(shù)個(gè)閥門控制器，所述閥門控制器包括單片機(jī)以及與單片機(jī)連接的電源模塊、壓力流量一體機(jī)、電壓采集模塊、調(diào)試模塊、電磁閥控制模塊、rs485模塊和lora射頻模塊，lora射頻模塊與lora網(wǎng)關(guān)連接，電磁閥控制模塊與農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)中的電磁閥連接，電壓采集模塊與電源模塊連接。

進(jìn)一步地，所述電源模塊采用太陽(yáng)能板供電。

進(jìn)一步地，所述rs485模塊連接有傳感器陣列。

進(jìn)一步地，所述傳感器陣列包括溫度傳感器、濕度傳感器和二氧化碳傳感器。

進(jìn)一步地，所述單片機(jī)采用stm32單片機(jī)。

進(jìn)一步地，所述lora射頻模塊采用sx1278芯片。

本實(shí)用新型具有以下有益效果：

(1)采用lora作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪K，每個(gè)lora網(wǎng)關(guān)可多可以接入32個(gè)閥門控制器，減少多網(wǎng)關(guān)部署帶來(lái)的頻段干擾，具有成本低、功耗低、組網(wǎng)能力好、覆蓋廣等優(yōu)點(diǎn)；

(2)通過(guò)設(shè)置壓力流量一體機(jī)，實(shí)時(shí)檢測(cè)管道內(nèi)的水壓和水流，適宜打開或關(guān)閉電磁閥以控制水壓和水流，提高了管道的使用壽命，以及農(nóng)作物的生長(zhǎng)能力。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

本實(shí)施例提供的基于lora無(wú)線通信的閥門控制系統(tǒng)，包括lora網(wǎng)關(guān)以及與lora網(wǎng)關(guān)連接的數(shù)個(gè)閥門控制器，所述lora網(wǎng)關(guān)與云平臺(tái)連接，所述云平臺(tái)可與多個(gè)手持終端連接，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互功能。

如圖2所示，所述閥門控制器包括單片機(jī)以及與單片機(jī)連接的電源模塊、壓力流量一體機(jī)、電壓采集模塊、調(diào)試模塊、電磁閥控制模塊、rs485模塊和lora射頻模塊，lora射頻模塊與lora網(wǎng)關(guān)連接，電磁閥控制模塊與農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)中的電磁閥連接，電源與電壓采集模塊連接。

所述電源模塊采用太陽(yáng)能板供電，它包括太陽(yáng)能板、逆變器和鋰電池，太陽(yáng)能板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，再通過(guò)逆變器將電能充電給鋰電池，太陽(yáng)能供電技術(shù)已經(jīng)是成熟的技術(shù)，本實(shí)施例只是將其應(yīng)用于本實(shí)施例中的電池的充電，就可對(duì)每個(gè)閥門控制系統(tǒng)供電，無(wú)需外接電源。所述電壓采集模塊用于采集鋰電池的電壓和太陽(yáng)能板的輸出電壓信號(hào)，并把采集的電壓信號(hào)發(fā)送給單片機(jī)。

所述壓力流量一體機(jī)用于采集水管內(nèi)的水流速度和水流壓力；采用現(xiàn)有技術(shù)中的可采集水壓和水流的設(shè)備實(shí)現(xiàn)，并將采集的水流速度和水流壓力發(fā)送給單片機(jī)。

所述電磁閥控制模塊用于驅(qū)動(dòng)農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)中的電磁閥的打開或關(guān)閉，以實(shí)現(xiàn)灌溉，電磁閥控制模塊的是否打開或關(guān)閉電磁閥是單片機(jī)控制的。

所述調(diào)試模塊用于實(shí)現(xiàn)對(duì)單片機(jī)的調(diào)試功能。

所述rs485模塊是用于連接傳感器陣列，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，所述傳感器陣列主要包括溫度傳感器、濕度傳感器和二氧化碳傳感器，用于采集溫度信號(hào)、濕度信號(hào)和二氧化碳的含量，所述傳感器陣列可根據(jù)農(nóng)田需求增加或更換其他的數(shù)據(jù)采集傳感器，只需要更換帶有rs485接口的傳感器與rs458連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集即可。

所述lora射頻模塊用于實(shí)現(xiàn)閥門控制器與云平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)傳輸，主要是采用采用低功耗，抗干擾，遠(yuǎn)距離的sx1278芯片實(shí)現(xiàn)。lora模塊接收靈敏度高達(dá)-148dbm，在廣袤的農(nóng)田里并不會(huì)有過(guò)多的信道干擾，可以實(shí)現(xiàn)3公里穩(wěn)定傳輸，*農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)遠(yuǎn)距離的要求。lora模塊的接收電流僅為14ma，睡眠電流僅為100na，采用lora模塊提供的信道活動(dòng)檢測(cè)功能，可以實(shí)現(xiàn)每5秒鐘只需喚醒30毫秒，便可以有效的接收到網(wǎng)關(guān)發(fā)送的任何數(shù)據(jù)，極大降低功耗。

如圖3所示，所述單片機(jī)采用具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理能力的處理器實(shí)現(xiàn)，具體地，本實(shí)施例采stm32單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，其內(nèi)加載有閥門控制主程序、流量監(jiān)控主程序、低功耗控制主程序、lora無(wú)線通信協(xié)議和rs485有線通信協(xié)議。

所述閥門控制主程序用于接收lora射頻模塊接收的驅(qū)動(dòng)閥門打開或關(guān)閉的信號(hào)，或者根據(jù)壓力流量一體機(jī)采集水管內(nèi)的水流速度和水流壓力對(duì)生成驅(qū)動(dòng)電磁閥打開或關(guān)閉的信號(hào)。所述流量監(jiān)控主程序用于接收壓力流量一體機(jī)采集水管內(nèi)的水流速度和水流壓力，避免因?yàn)樗鬟^(guò)大或者水壓過(guò)大，農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)內(nèi)的水壓過(guò)大會(huì)造成水管破裂，影響農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)的使用壽命，水流過(guò)大會(huì)農(nóng)田內(nèi)的植物會(huì)有影響。所述低功耗主程序是降低整體控制器的用電量，可時(shí)鋰電池?zé)o需外來(lái)電源，直接通過(guò)太陽(yáng)能板供電即可實(shí)現(xiàn)用電需求。所述lora無(wú)線通信協(xié)議用于間隔喚醒單片機(jī)采用電磁閥狀態(tài)以及水壓一體機(jī)采集的信號(hào)，具體地每5秒喚醒一次，每次喚醒后主要用于接收lora網(wǎng)關(guān)發(fā)來(lái)的查詢控制命令以及向lora網(wǎng)關(guān)上報(bào)電磁閥狀態(tài)、當(dāng)前電量、水流狀態(tài)、傳感器狀態(tài)等；閥門控制器lora射頻模塊每次喚醒采用cad模式接收數(shù)據(jù)，發(fā)送采用非cad模式。所述rs485有線通信協(xié)議由單片機(jī)啟動(dòng)通信，單片機(jī)向與其傳感器發(fā)送任務(wù)報(bào)文，傳感器接到單片機(jī)的任務(wù)命令后返回響應(yīng)報(bào)文并執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。

本實(shí)用新型的工作流程為：用戶手持終端與所述云平臺(tái)連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的獲取和執(zhí)行命令的傳輸，云平臺(tái)采用現(xiàn)有技術(shù)的云計(jì)算功能的服務(wù)器實(shí)現(xiàn)，主要用于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)分析，所述云平臺(tái)通過(guò)所述lora網(wǎng)關(guān)連接，所述lora網(wǎng)關(guān)采用現(xiàn)有技術(shù)可與本實(shí)施例所述提供的閥門控制器連接并能實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹悄芫W(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)，用戶通過(guò)可以打開或關(guān)閉電磁閥的指令，云平臺(tái)接收后發(fā)送給lora網(wǎng)關(guān)，lora網(wǎng)關(guān)在發(fā)給相應(yīng)的閥門控制器，閥門控制器接收指令，控制電磁閥打開或關(guān)閉。

以上所述僅是本實(shí)用新型優(yōu)選的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何基于本實(shí)用新型所提供的技術(shù)方案和實(shí)用新型構(gòu)思進(jìn)行的改造和替換都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。

   本實(shí)用新型技術(shù)公開了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程無(wú)線電磁閥控制系統(tǒng)，包括遠(yuǎn)程服務(wù)器、控制處理端、電磁閥閥體三部分，其中控制處理端包括GPRS模塊、單片機(jī)、紅外發(fā)送模塊、液化氣濃度檢測(cè)傳感器，所述液化氣濃度檢測(cè)傳感器接單片機(jī)的輸入端，所述紅外發(fā)送模塊接液化氣濃度檢測(cè)傳感器的輸出端，所述GPRS模塊接單片機(jī)的雙向通訊端；所述電磁閥閥體包括紅外接收模塊、繼電器及電磁閥門，所述紅外接收模塊通過(guò)繼電器接電磁閥門；所述遠(yuǎn)程服務(wù)器與GPRS模塊雙向通訊。本實(shí)用新型技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)電磁閥的遠(yuǎn)程及智能控制。