一種智能型直流脈沖電磁閥中央處理器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于農業種植自動控制領域，尤其是一種智能型直流脈沖電磁閥中央處理器。
【背景技術】
[0002]近年來，水資源供需矛盾日益尖銳，農業干旱缺水與水資源短缺成為我國經濟和社會發展的重要制約因素。管道灌溉、噴灌、滴灌和滲灌等技術應運而生，有效地解決了干旱缺水地區的農業灌溉問題。但由于自動化控制技術和工程費用的限制，大部分節水灌溉系統還處于人工操作閥門進行灌溉的狀態，自動化程度不高，經濟效益并不顯著。目前，針對節水灌溉的自動控制系統大多數都是基于有線式控制，電磁閥常用交流和直流兩種供電方式，連接方式有星形連接和環形連接。其不足之處:交流電磁閥打開時，需要一直有電流維持，且只能采用星形連接，控制中心與現場電磁閥的距離不同會導致各電磁閥處的交流電壓相差很多，使得電磁閥不能很好地被控制，甚至導致電磁閥損壞;直流脈沖電磁閥可以采用星形連接和環形連接兩種方式，星形連接存在與交流電磁閥同樣的問題，且布線成本較高。環形連接可以降低布線成本，但如果某一處出現故障，會導致后面的電磁閥處于失控狀態。另外上述灌溉系統缺少數據采集功能，其工作狀態無法實時監控。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種智能型直流脈沖電磁閥中央處理器，可利用太陽能和蓄電池組合供電，可實時采集現場的參數和狀態，可以實時/定時對電磁閥進行操作，且中央處理單元具備網絡通訊和控制功能，能夠實現集中/分布式監測與控制。
[0004]本實用新型解決其技術問題是通過以下技術方案實現的:
[0005]—種智能型直流脈沖電磁閥中央處理器，其特征在于:由中央處理單元及與其連接的壓力傳感器單元、信號調理電路模塊、充電控制電路模塊、放電保護電路模塊、電磁閥控制電路模塊、無線通訊模塊構成;信號調理電路模塊及充電控制電路模塊分別于太陽能電池單元連接，信號調理電路模塊、充電控制電路模塊及放電保護電路模塊分別與蓄電池連接，中央處理單元對太陽能能電池單元的電壓、蓄電池電流信號進行數據采集，根據采集的數據對充電控制電路模塊和放電保護電路模塊進行控制，實現能量的轉換與傳輸；中央處理單元通過壓力傳感器采集電磁閥出口壓力，通過電磁閥控制電路模塊控制各電磁閥的開閉。
[0006]而且，所述的中央處理單元還與溫度傳感器單元連接，用于對環境的溫度和濕度進行測量。
[0007]而且，所述的中央處理單元采用ATMEGA16芯片。
[0008]而且，所述的電磁閥均為直流脈沖電磁閥。
[0009]本實用新型的優點和有益效果為:
[0010]1.本智能型直流脈沖電磁閥中央處理器，為解決中央處理單元和電磁閥的供電問題及降低布線成本，解決環形連接系統易癱瘓的問題，采用無線連接方式，中央處理單元和電磁閥由太陽能電池單元和蓄電池組合供電。白天陽光充足時，中央處理單元和電磁閥所需要的電流均來自于太陽能板，太陽能板可將多余的電能給蓄電池充電；夜間或陽光不充足時，中央處理單元就由蓄電池供電。中央處理單元對蓄電池的充放電和保護進行集中管理，采用HVM信號控制CMOS開關管進行充放電的設計方案，充電分為快速、恒壓和浮充三種控制工作方式;根據監測蓄電池的電壓和電流對電池實行過放和短路保護。
[0011]2.本智能型直流脈沖電磁閥中央處理器，為實現現場參數的實時采集和狀態監測，中央處理單元采用ATMEGA16芯片，利用AVR單片機的AD通道對太陽能板電壓、蓄電池電壓、蓄電池電流、電磁閥出口壓力以及環境溫度和濕度等參數進行測量，利用過采樣技術提高AD轉換器的分辨率，系統具有測量參數多、速度快、精度高等優點。這些參數用于蓄電池的充放電管理和電磁閥動作的控制，同時也可通過無線模塊上傳給上位機進行狀態顯示和存儲，并用于數據的二次處理。
[0012]3.本智能型直流脈沖電磁閥中央處理器，可實現直流脈沖電磁閥的實時/定時控制，直流脈沖電磁閥在閥門動作時需要電路提供一定寬度的正/負脈沖信號，不需要維系電流，因此其優點是節約電能。為實現負脈沖信號而又不增加額外的負電源電路，采用DPDT繼電器實現電磁閥電流的換向功能。利用單片機控制C0MS管的開/關產生脈沖信號，脈沖寬度由單片機的定時器設定。系統工作時，中央處理單元接收上位機發出的控制信號，根據命令可實現電磁閥的即時開關控制，也可以將電磁閥的開閥和關閥時刻儲存起來，等待系統時間到達時再進行電磁閥的定時開關操作。
[0013]4.本智能型直流脈沖電磁閥中央處理器，中央處理單元的網路通訊與控制功能，無線通信模塊與本中央處理單元的串口相連，完成中央處理單元與上位機的通訊功能。上位機發出控制信號后，無線通信模塊對控制信號進行路由和ID識別，如果控制命令是發給本中央處理單元的，則進行串行數據的接收與處理。上位機可對每個中央處理單元發出中央處理單元在線查詢、請求中央處理單元回傳數據和狀態、電磁閥的實時開關控制、電磁閥的定時開關控制、壓力限值設定、時間限值設定、中央處理單元時鐘設定和中央處理單元基準電壓校準等命令。各中央處理單元對上位機的命令代碼進行解析與處理，同時返給上位機一個應答信號。上位機可通過中央處理單元返回的應答信號、現場采集數據和狀態信號對各節點進行實時監控。
[0014]5.本節水灌溉系統采用直流脈沖式電磁閥，采用太陽能和蓄電池給中央處理單元供電，可極大地節約電能，切實做到節能減排;每個中央處理單元最多可控制四個電磁閥，上位機通過無線通訊網絡對中央處理單元實現分布式控制，控制方式靈活、可靠，降低系統布線成本；中央處理單元具有數據采集功能，可把采集的現場數據和狀態回傳給上位機顯示和存儲，用于數據的統計和二次處理，優化系統的灌溉決策；中央處理單元內部具有穩壓電路，確保供給各電磁閥的直流電壓穩定，延長電磁閥的使用壽命。另外由于系統中各電磁閥可單獨進行控制，有利于用戶做出更加合理的控制決策，確保管道壓力的穩定均衡。
【附圖