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、長穩(wěn)定且適用于農(nóng)業(yè)灌溉的基于lora無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)作物的生長能力。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(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能板供電，它包括太陽能板、逆變器和鋰電池，太陽能板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，再通過逆變器將電能充電給鋰電池，太陽能供電技術(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^大或者水壓過大，農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)內(nèi)的水壓過大會(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需外來電源，直接通過太陽能板供電即可實(shí)現(xiàn)用電需求。所述lora無線通信協(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。