LoRa電動閥門

上海湖泉閥門有限公司LoRa電動閥門本實用新型的目的在于一種廣覆蓋、多連接、低成本、低功耗、長穩定且適用于農業灌溉的基于lora無線通信的閥門控制系統。

為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種基于lora無線通信的閥門控制系統，包括lora網關以及與lora網關連接的數個閥門控制器，所述閥門控制器包括單片機以及與單片機連接的電源模塊、壓力流量一體機、電壓采集模塊、調試模塊、電磁閥控制模塊、rs485模塊和lora射頻模塊，lora射頻模塊與lora網關連接，電磁閥控制模塊與農業灌溉系統中的電磁閥連接，電壓采集模塊與電源模塊連接。

進一步地，所述電源模塊采用太陽能板供電。

進一步地，所述rs485模塊連接有傳感器陣列。

進一步地，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。

進一步地，所述單片機采用stm32單片機。

進一步地，所述lora射頻模塊采用sx1278芯片。

本實用新型具有以下有益效果：

(1)采用lora作為數據傳輸的模塊，每個lora網關可多可以接入32個閥門控制器，減少多網關部署帶來的頻段干擾，具有成本低、功耗低、組網能力好、覆蓋廣等優點；

(2)通過設置壓力流量一體機，實時檢測管道內的水壓和水流，適宜打開或關閉電磁閥以控制水壓和水流，提高了管道的使用壽命，以及農作物的生長能力。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

本實施例提供的基于lora無線通信的閥門控制系統，包括lora網關以及與lora網關連接的數個閥門控制器，所述lora網關與云平臺連接，所述云平臺可與多個手持終端連接，并實現數據交互功能。

如圖2所示，所述閥門控制器包括單片機以及與單片機連接的電源模塊、壓力流量一體機、電壓采集模塊、調試模塊、電磁閥控制模塊、rs485模塊和lora射頻模塊，lora射頻模塊與lora網關連接，電磁閥控制模塊與農業灌溉系統中的電磁閥連接，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，太陽能供電技術已經是成熟的技術，本實施例只是將其應用于本實施例中的電池的充電，就可對每個閥門控制系統供電，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，并把采集的電壓信號發送給單片機。

所述壓力流量一體機用于采集水管內的水流速度和水流壓力；采用現有技術中的可采集水壓和水流的設備實現，并將采集的水流速度和水流壓力發送給單片機。

所述電磁閥控制模塊用于驅動農業灌溉系統中的電磁閥的打開或關閉，以實現灌溉，電磁閥控制模塊的是否打開或關閉電磁閥是單片機控制的。

所述調試模塊用于實現對單片機的調試功能。

所述rs485模塊是用于連接傳感器陣列，實現數據的采集，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、濕度信號和二氧化碳的含量，所述傳感器陣列可根據農田需求增加或更換其他的數據采集傳感器，只需要更換帶有rs485接口的傳感器與rs458連接實現數據的采集即可。

所述lora射頻模塊用于實現閥門控制器與云平臺之間的數據傳輸，主要是采用采用低功耗，抗干擾，遠距離的sx1278芯片實現。lora模塊接收靈敏度高達-148dbm，在廣袤的農田里并不會有過多的信道干擾，可以實現3公里穩定傳輸，*農業灌溉技術遠距離的要求。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檢測功能，可以實現每5秒鐘只需喚醒30毫秒，便可以有效的接收到網關發送的任何數據，極大降低功耗。

如圖3所示，所述單片機采用具有數據存儲和處理能力的處理器實現，具體地，本實施例采stm32單片機實現，其內加載有閥門控制主程序、流量監控主程序、低功耗控制主程序、lora無線通信協議和rs485有線通信協議。

所述閥門控制主程序用于接收lora射頻模塊接收的驅動閥門打開或關閉的信號，或者根據壓力流量一體機采集水管內的水流速度和水流壓力對生成驅動電磁閥打開或關閉的信號。所述流量監控主程序用于接收壓力流量一體機采集水管內的水流速度和水流壓力，避免因為水流過大或者水壓過大，農業灌溉系統內的水壓過大會造成水管破裂，影響農業灌溉系統的使用壽命，水流過大會農田內的植物會有影響。所述低功耗主程序是降低整體控制器的用電量，可時鋰電池無需外來電源，直接通過太陽能板供電即可實現用電需求。所述lora無線通信協議用于間隔喚醒單片機采用電磁閥狀態以及水壓一體機采集的信號，具體地每5秒喚醒一次，每次喚醒后主要用于接收lora網關發來的查詢控制命令以及向lora網關上報電磁閥狀態、當前電量、水流狀態、傳感器狀態等；閥門控制器lora射頻模塊每次喚醒采用cad模式接收數據，發送采用非cad模式。所述rs485有線通信協議由單片機啟動通信，單片機向與其傳感器發送任務報文，傳感器接到單片機的任務命令后返回響應報文并執行相應動作。

本實用新型的工作流程為：用戶手持終端與所述云平臺連接，實現數據的獲取和執行命令的傳輸，云平臺采用現有技術的云計算功能的服務器實現，主要用于數據的存儲和數據分析，所述云平臺通過所述lora網關連接，所述lora網關采用現有技術可與本實施例所述提供的閥門控制器連接并能實現的數據傳輸的智能網關實現，用戶通過可以打開或關閉電磁閥的指令，云平臺接收后發送給lora網關，lora網關在發給相應的閥門控制器，閥門控制器接收指令，控制電磁閥打開或關閉。

以上所述僅是本實用新型優選的實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何基于本實用新型所提供的技術方案和實用新型構思進行的改造和替換都應涵蓋在本實用新型的保護范圍內。

   本實用新型技術公開了一種基于物聯網的遠程無線電磁閥控制系統，包括遠程服務器、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、紅外發送模塊、液化氣濃度檢測傳感器，所述液化氣濃度檢測傳感器接單片機的輸入端，所述紅外發送模塊接液化氣濃度檢測傳感器的輸出端，所述GPRS模塊接單片機的雙向通訊端；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；所述遠程服務器與GPRS模塊雙向通訊。本實用新型技術能夠實現電磁閥的遠程及智能控制。