本實(shí)用新型涉及一種控制裝置，尤其涉及一種智能閥門(mén)控制裝置，屬于農(nóng)業(yè)信息設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

發(fā)展現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)和生態(tài)農(nóng)業(yè)是今后我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，推廣高新技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用勢(shì)在必行。智能監(jiān)控設(shè)備集計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、控制技術(shù)、通訊技術(shù)于一體，對(duì)加強(qiáng)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)監(jiān)控，對(duì)于進(jìn)一步推動(dòng)農(nóng)業(yè)信息化、自動(dòng)化和智能化具有重要意義。雖然改革開(kāi)放三十年以來(lái)，我國(guó)農(nóng)業(yè)監(jiān)控領(lǐng)域取得了長(zhǎng)足進(jìn)步,但與世界先進(jìn)國(guó)家比較，我國(guó)在農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)觀測(cè)試驗(yàn)、監(jiān)測(cè)自動(dòng)化設(shè)施、科技支撐等方面有比較明顯的差距。首先，支持傳感器的數(shù)量和種類(lèi)較少，擴(kuò)展性較差；其次，在各種惡劣復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)，傳統(tǒng)設(shè)備布線難；再者，在無(wú)人值守的野外現(xiàn)場(chǎng)，電池供電設(shè)備功耗大，更換不便，可維護(hù)性不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)所存在的不足之處，本實(shí)用新型提供了一種智能閥門(mén)控制裝置。

為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種智能閥門(mén)控制裝置，包括外殼和支架，它還包括微處理器、數(shù)據(jù)采集電路、通訊電路；外殼的上端設(shè)置有太陽(yáng)能板，太陽(yáng)能板的一端與外殼呈鑲嵌式連接，另一端向上翹起后與水平面呈30～60°夾角；外殼的下端設(shè)置有支架，支架通過(guò)三角地插固定安裝在土地上；

外殼的內(nèi)部安裝有電路板，電路板上設(shè)置有微處理器以及分別與微處理器相連接的存儲(chǔ)電路、數(shù)據(jù)采集電路、控制輸出電路、通訊電路、指示燈電路、電源管理電路；太陽(yáng)能板通過(guò)蓄電池與微處理器相連接；

數(shù)據(jù)采集電路集成設(shè)置了至少四個(gè)模擬輸入端和至少四個(gè)開(kāi)關(guān)輸入端；控制輸出電路集成設(shè)置了至少四個(gè)開(kāi)關(guān)輸出端；通訊電路集成設(shè)置了多種射頻通訊模塊。

外殼的下部設(shè)置有多個(gè)信號(hào)傳輸端口；信號(hào)傳輸端口分為開(kāi)關(guān)輸入端口、模擬輸入端口、開(kāi)關(guān)輸出端口。

開(kāi)關(guān)輸入端口、模擬輸入端口分別與數(shù)據(jù)采集電路中的開(kāi)關(guān)輸入端、模擬輸入端一一對(duì)應(yīng)；開(kāi)關(guān)輸出端口與控制輸出電路中的開(kāi)關(guān)輸出端相對(duì)應(yīng)。

模擬輸入端口通過(guò)線纜與分布于土壤中的多個(gè)傳感器相連接。

本實(shí)用新型改進(jìn)了數(shù)據(jù)采集電路的結(jié)構(gòu),可以實(shí)現(xiàn)傳感器的隨意增減和熱插拔,從而提高自動(dòng)氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備的擴(kuò)展性；此外，本實(shí)用新型采用太陽(yáng)能電池供電，減少設(shè)備之間的布線，提高設(shè)備操作的便捷性、維修的快捷性和使用靈活性，且操作簡(jiǎn)單、攜帶方便。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的部分放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實(shí)用新型的電路控制結(jié)構(gòu)圖。

圖中：1、外殼；2、太陽(yáng)能板；3、信號(hào)傳輸端口；4、支架；5、三角地插。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

如圖1～3所示，本實(shí)用新型包括外殼1和支架4，它還包括微處理器、數(shù)據(jù)采集電路、通訊電路；外殼1的上端設(shè)置有太陽(yáng)能板2，太陽(yáng)能板2的一端與外殼1呈鑲嵌式連接，另一端向上翹起后與水平面呈30～60°夾角；外殼1的下端設(shè)置有支架4，支架4通過(guò)三角地插5固定安裝在土地上；外殼1的下部設(shè)置有多個(gè)信號(hào)傳輸端口3；信號(hào)傳輸端口3分為開(kāi)關(guān)輸入端口、模擬輸入端口、開(kāi)關(guān)輸出端口。

外殼1的內(nèi)部安裝有電路板，電路板上設(shè)置有微處理器以及分別與微處理器相連接的存儲(chǔ)電路、數(shù)據(jù)采集電路、控制輸出電路、通訊電路、指示燈電路、電源管理電路；太陽(yáng)能板2通過(guò)蓄電池與微處理器相連接，為微處理器提供電能。

微處理器用于對(duì)采集數(shù)據(jù)和控制命令進(jìn)行處理；數(shù)據(jù)采集電路用于采集土壤溫濕度、管道壓力、液位信息和脈沖流量信息，該電路集成設(shè)置了至少四個(gè)模擬輸入端和至少四個(gè)開(kāi)關(guān)輸入端；開(kāi)關(guān)輸入端、模擬輸入端分別與信號(hào)傳輸端口3中的開(kāi)關(guān)輸入端口、模擬輸入端口一一對(duì)應(yīng)。開(kāi)關(guān)輸入端用于對(duì)電磁閥的開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行反饋；模擬輸入端通過(guò)線纜與分布于土壤中的多個(gè)傳感器相連接。

控制輸出電路集成設(shè)置了至少四個(gè)開(kāi)關(guān)輸出端；開(kāi)關(guān)輸出端與信號(hào)傳輸端口3中的開(kāi)關(guān)輸出端口相對(duì)應(yīng)，用于控制電磁閥的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。通訊電路集成設(shè)置了多種射頻通訊模塊，可提供多種無(wú)線傳輸方式。

電源管理電路用于本裝置的開(kāi)關(guān)機(jī)控制、充電控制等，為裝置的各電路模塊提供穩(wěn)定的電源；指示燈電路可為裝置提供多種狀態(tài)指示。

下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)以及使用方法做詳細(xì)介紹。

實(shí)施例一：使用本實(shí)用新型進(jìn)行野外數(shù)據(jù)采集、閥門(mén)控制和穩(wěn)定傳輸時(shí)，具體選用的各模塊如下：

微處理器：采用意法半導(dǎo)體STM32F103VGT6，包括100個(gè)引腳，可以為存儲(chǔ)電路、控制電路、指示燈電路、數(shù)據(jù)采集電路提供了足夠的I/0資源；1M片內(nèi)Flash，96K片內(nèi)存，可以滿足系統(tǒng)軟件編寫(xiě)的需求；片上有12位的A/D轉(zhuǎn)換器，并且提供了片內(nèi)參考電壓，可滿足本技術(shù)方案進(jìn)行信息采集的需求；3種功耗模式的選擇可以滿足系統(tǒng)低功耗的需求。

存儲(chǔ)電路：采用MXIC公司的MX25L25635EMI-12G芯片，存儲(chǔ)空間大小32MB，用于存儲(chǔ)傳感器數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)采集電路：采用STM32F103VGT6自帶的12位A/D轉(zhuǎn)換器提供模擬輸入端，它無(wú)需外接元器件就可以獨(dú)立完成A/D轉(zhuǎn)換功能，實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換；采用TI的REF3330作為A/D采集時(shí)的參考電源芯片，以提高A/D測(cè)量準(zhǔn)確度；采用STM32F103VGT6自帶的4路I/O提供開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入端，可以實(shí)現(xiàn)四路脈沖量及單總線信號(hào)采集；采用STM32F103VGT6自帶的TTL接口經(jīng)過(guò)SP3232芯片轉(zhuǎn)換成RS232接口，可以完成圖像數(shù)據(jù)的采集；采用STM32F103VGT6自帶的TTL接口電平轉(zhuǎn)換后的RS485接口，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò)展。

控制輸出電路：采用STM32F103VGT6自帶的I/O提供開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出端，實(shí)現(xiàn)多路控制，如控制電磁閥和設(shè)備供電。

通訊電路：采用深圳市華奧通通信技術(shù)有限公司的HAC-UL LoRa微功率無(wú)限數(shù)傳模塊，通過(guò)RS232接口與系統(tǒng)連接。

此外，本實(shí)施例的太陽(yáng)能板的尺寸為340×260×90(mm)，功率10W；蓄電池容量5AH，輸出電壓3.7V；電源管理電路采用TOREX公司XC6206-3.3V芯片，4.2V轉(zhuǎn)3.3V提供MCU供電，靜態(tài)電流1uA；采用BX8021升壓芯片轉(zhuǎn)換成5V和12V，為設(shè)備提供外部供電接口；指示燈電路，采用STM32F103VGT6自帶的I/O控制LED，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各狀態(tài)的顯示。

如圖2所示，太陽(yáng)能板2為嵌入式太陽(yáng)能板，與外殼1的夾角為45度，外殼正面放置LOGO；外殼底板上提供各種輸入輸出和外部供電接口，所選插頭全部滿足IP67防水要求。

如圖3所示，太陽(yáng)能板2與外殼1放置在支架4的頂端，通過(guò)螺絲與支架4固定，支架4的下端設(shè)置有三角地插5起固定作用。

本實(shí)用新型的工作原理為：

將本實(shí)用新型放置在野外，模擬輸入端與脈沖流量計(jì)、土壤溫濕度傳感器、管道壓力傳感器和投入式壓力液位傳感器相連接,用來(lái)完成土壤溫濕度、管道流量、液位和壓力的采集；開(kāi)關(guān)輸出端與電磁閥連接，用于對(duì)電磁閥進(jìn)行控制，并將采集到的信息和電磁閥狀態(tài)按無(wú)線傳輸方式發(fā)送到監(jiān)控中心；監(jiān)控中心對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和對(duì)比分析，同時(shí)將最新的控制信息發(fā)送給野外的智能閥門(mén)控制器，如定時(shí)時(shí)間、決策信息(控制閾值，用于自動(dòng)控制)、控制命令等。這樣管理人員在遠(yuǎn)離氣象站的異地便可及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，并能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制、定時(shí)控制和智能控制。

本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)由于本裝置采集端采集了電磁閥的工作狀態(tài)，提高了系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性；

(2)由于采用了太陽(yáng)能電池板供電，減少了工作人員布線的難度，具有很大的靈穩(wěn)定性活性和實(shí)用性；

(3)由于采用了太陽(yáng)能電池板供電和無(wú)線射頻通訊方式，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要任意更換安裝地點(diǎn)，無(wú)需任何布線。

上述實(shí)施方式并非是對(duì)本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型的技術(shù)方案范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。