无线智能水井与能源供给系统技术方案

本发明专利技术公开了一种无线智能水井与能源供给系统，其包含：井口设备、及能源小车；井口设备包含：井口电池组件、无线充电模块、水井取水模块、第一无线通讯模块、第一声源模块、及井口控制器。井口控制器能输出充电控制信号至无线充电模块，输出水泵控制信号至水井取水模块，输出定位控制信号至第一声源模块。能源小车包含：小车电池组件、小车控制器、定位单元、驱动单元、及加速度传感器。小车控制器将定位指令传输至定位单元，并通过定位单元获取时戳数据，计算能源小车与声源的相对方位及相对距离，输出驱动信号至驱动单元，控制能源小车的行进。本发明专利技术提供的系统对井口进行封闭且不用拖拉电线至井口设备，有效提高了水井的安全级别，方便取水。

Wireless Intelligent Well and Energy Supply System

【技术实现步骤摘要】
无线智能水井与能源供给系统
本专利技术涉及一种智能水井，具体涉及一种无线智能水井与能源供给系统。
技术介绍
传统的水井一般井口敞开，用绳索拉水桶取水。这种模式存在人员与动物的坠落、水体生物污染、投毒等安全隐患，且在使用时费时费力。智能水井与能源供给系统可以将井口与外界隔离，有效防止人员与动物的坠落，同时防止他人对井水的投毒。然而，智能水井的井口设备的电源通过架设电线连接，设在地面上既不方便，也不安全；设在地下不便于检修，且安全性也无法保障。因此，需要提供一种智能水井与能源供给系统，能无线智能取水，还可方便地为智能水井的井口设备提供无线充电。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种无线智能水井及能源，一方面对井口进行封闭并且不用拖拉电线至井口设备，有效提高了水井的安全级别；另一方面用户可以通过手持指令器控制井口设备的出水量。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种无线智能水井与能源供给系统，其包含：井口设备、及为井口设备提供充电能源的能源小车；所述的井口设备包含：井口电池组件、无线充电模块、水井取水模块、第一无线通讯模块、第一声源模块、及井口控制器；所述的井口电池组件包含由若干电池构成的井口电池组、井口电源降压模块、井口电池管理模块；所述的无线充电模块经能源小车获取电力，对井口电池组无线充电；所述的第一无线通讯模块用于接收能源小车发出的定位需求指令与充电需求指令；所述的井口控制器能输出充电控制信号至无线充电模块，输出水泵控制信号至水井取水模块，输出定位控制信号至第一声源模块；该井口控制器与第一无线通讯模块信号连接；所述的能源小车包含：小车电池组件、小车控制器、定位单元、驱动单元、及加速度传感器；所述的小车电池组件包含：第一直流降压模块、小车电池组及小车电池管理模块；所述的小车控制器分别与定位单元、驱动单元、小车电池管理模块、加速度传感器信号连接；所述的加速度传感器，用于检测能源小车在移动过程中的加速度变化量，并将加速度变化量信号传输至小车控制器；所述的小车控制器将定位指令传输至定位单元，并通过定位单元获取时戳数据，计算能源小车与声源的相对方位及相对距离，规划能源小车行进路线，并输出驱动信号至驱动单元，控制能源小车的行进。较佳地，该系统还包含：无线充电站，其包含：与交流电源连接的变压整流模块；与变压整流模块第一路电压连接的无线放电模块；与变压整流模块第二路电压连接的充电站控制器、第二无线通讯模块、第二声源模块；其中，所述的第二无线通讯模块与充电站控制器信号连接；所述的充电站控制器能输出充电控制信号至无线放电模块，所述的充电站控制器还能输出定位控制信号至第二声源模块。较佳地，所述的无线放电模块包含发射电路，该发射电路包含：用于建立磁场的初生线圈。较佳地，该系统还包含：手持指令器，其包含：电池与稳压模块；及分别与电池与稳压模块连接的第三无线通讯模块、主控制器、模拟量输入模块；其中，所述的第三无线通讯模块与主控制器信号连接；所述的模拟量输入模块输出模拟量信号；所述的主控制器接收该模拟量信号，并转化为数字信号，输出至第三无线通讯模块，由第三无线通讯模块发送至井口设备的第一无线通讯模块。较佳地，所述的电池与稳压模块包含：直流电源、低压差线性稳压器；所述的模拟量输入模块选择电位器。较佳地，所述的井口电池管理模块与井口控制器信号连接，将井口电池组的电量信息反馈至井口控制器。较佳地，所述的无线充电模块包含接收电路，该接收电路包含次级线圈，感应能源小车的无线充放电模块的发送端的电磁信号从而产生电流，为井口电池组充电。较佳地，所述的能源小车还包含：与小车电池组件双向连接的无线充放电模块，通过无线充放电模块能实现充电站对小车电池组无线充电，或者，实现小车电池组为井口电池组无线充电。较佳地，所述的定位单元包含：定位控制器，其与所述小车控制器信号连接，根据小车控制器输出的定位指令，发出定位控制信号；为定位控制器提供电压转换的第二直流降压模块；用于提供一个固定的声波拾取站的固定定位器；用于提供实时位置的声波拾取站的定位模块；旋转模块，其包含用于驱动定位模块旋转的步进电机；及用于收发无线信号的第四无线通讯模块，其与定位控制器信号连接。较佳地，所述的驱动单元包含：第三直流降压模块；与第三直流降压模块连接的动力控制器，该动力控制器与所述的小车控制器信号连接，接收来自小车控制器的驱动信号，经逻辑运算后发出电机控制信号；及步进电机驱动模块，其包含用于分别驱动左侧步进电机、右侧步进电机的控制器，接收来自动力控制器的电机控制信号，并相应地驱动左侧步进电机和/或右侧步进电机旋转；其中，所述的电机控制信号包含：控制左侧步进电机的第一控制信号，及，控制右侧步进电机的第二控制信号。本专利技术提供的无线智能水井与能源供给系统可以将井口与外界隔离，有效防止人员与动物的坠落，同时防止他人对井水的投毒。另一方面无线智能水井与能源供给系统的井口设备可以无需外接电源线就正常工作。取水时使用由内部电池组提供电力的电机将水抽出。当电池组电量不足时，无线智能水井与能源供给系统的井口设备会通过无线通讯信号通知待机的能源小车携带电池组来到无线智能水井与能源供给系统的井口设备周围，通过无线充电技术对井口设备的内部电池组充电。能源小车平时会在无线充电站附近待机，同时对能源小车电池组充电。附图说明图1为本专利技术的一种无线智能水井与能源供给系统的井口设备的结构示意图。图2为本专利技术的一种无线智能水井与能源供给系统的能源小车的结构示意图。图3为本专利技术的一种无线智能水井与能源供给系统的能源小车的定位单元的结构示意图。图4为本专利技术的一种无线智能水井与能源供给系统的能源小车的驱动单元的结构示意图。图5为本专利技术的一种无线智能水井与能源供给系统的无线充电站的结构示意图。图6为本专利技术的一种无线智能水井与能源供给系统的手持指令器的结构示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步的说明。本专利技术的无线智能水井与能源供给系统包含：井口设备、能源小车、无线充电站及手持指令器。无线智能水井与能源供给系统的井口设备安装在水井挖掘口之上，实现水井取水的功能，同时协助能源小车进行定位。如图1所示，该井口设备包含：井口电池组件41、无线充电模块42、水井取水模块43、第一无线通讯模块44、第一声源模块45、井口控制器46。所述的井口电池组件41包含：由若干电池构成的井口电池组411、井口电源降压模块412、井口电池管理模块413。所述的井口电源降压模块412使用URB4805设备，用于将输出电压降至井口控制器46、第一无线通讯模块44及第一声源模块45的工作电压，如将DC48V转化成DC5V，为井口设备提供控制电源。所述的井口电池管理模块413与井口控制器46信号连接，如通过SPI接口连接，将井口电池组41的电量信息反馈至井口控制器46。井口电池管理模块413检测到井口电池组411的电量信息，通过SPI协议反馈至井口控制器46，经井口控制器46逻辑判断需要充电时，发出充电需求指令，经第一无线通讯模块44发送至待机的能源小车，能源小车收到该指令后，发出定位指令，并无线传输至第一无线通讯模块44，经SPI接口输入至井口控制器46，经判断识别后，输出定位控制信号控制第一声源模块45发出声呐信息以供能源小车定位，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线智能水井与能源供给系统，其特征在于，该系统包含：井口设备、及为井口设备提供充电能源的能源小车；所述的井口设备包含：井口电池组件、无线充电模块、水井取水模块、第一无线通讯模块、第一声源模块、及井口控制器；所述的井口电池组件包含由若干电池构成的井口电池组、井口电源降压模块、井口电池管理模块；所述的无线充电模块经能源小车获取电力，对井口电池组无线充电；所述的第一无线通讯模块用于接收能源小车发出的定位需求指令与充电需求指令；所述的井口控制器能输出充电控制信号至无线充电模块，输出水泵控制信号至水井取水模块，输出定位控制信号至第一声源模块；该井口控制器与第一无线通讯模块信号连接；所述的能源小车包含：小车电池组件、小车控制器、定位单元、驱动单元、及加速度传感器；所述的小车电池组件包含：第一直流降压模块、小车电池组及小车电池管理模块；所述的小车控制器分别与定位单元、驱动单元、小车电池管理模块、加速度传感器信号连接；所述的加速度传感器，用于检测能源小车在移动过程中的加速度变化量，并将加速度变化量信号传输至小车控制器；所述的小车控制器将定位指令传输至定位单元，并通过定位单元获取时戳数据，计算能源小车与声源的相对方位及相对距离，规划能源小车行进路线，并输出驱动信号至驱动单元，控制能源小车的行进。...

【技术特征摘要】
1.一种无线智能水井与能源供给系统，其特征在于，该系统包含：井口设备、及为井口设备提供充电能源的能源小车；所述的井口设备包含：井口电池组件、无线充电模块、水井取水模块、第一无线通讯模块、第一声源模块、及井口控制器；所述的井口电池组件包含由若干电池构成的井口电池组、井口电源降压模块、井口电池管理模块；所述的无线充电模块经能源小车获取电力，对井口电池组无线充电；所述的第一无线通讯模块用于接收能源小车发出的定位需求指令与充电需求指令；所述的井口控制器能输出充电控制信号至无线充电模块，输出水泵控制信号至水井取水模块，输出定位控制信号至第一声源模块；该井口控制器与第一无线通讯模块信号连接；所述的能源小车包含：小车电池组件、小车控制器、定位单元、驱动单元、及加速度传感器；所述的小车电池组件包含：第一直流降压模块、小车电池组及小车电池管理模块；所述的小车控制器分别与定位单元、驱动单元、小车电池管理模块、加速度传感器信号连接；所述的加速度传感器，用于检测能源小车在移动过程中的加速度变化量，并将加速度变化量信号传输至小车控制器；所述的小车控制器将定位指令传输至定位单元，并通过定位单元获取时戳数据，计算能源小车与声源的相对方位及相对距离，规划能源小车行进路线，并输出驱动信号至驱动单元，控制能源小车的行进。2.如权利要求1所述的无线智能水井与能源供给系统，其特征在于，该系统还包含：无线充电站，其包含：与交流电源连接的变压整流模块；与变压整流模块第一路电压连接的无线放电模块；与变压整流模块第二路电压连接的充电站控制器、第二无线通讯模块、第二声源模块；其中，所述的第二无线通讯模块与充电站控制器信号连接；所述的充电站控制器能输出充电控制信号至无线放电模块，所述的充电站控制器还能输出定位控制信号至第二声源模块。3.如权利要求2所述的无线智能水井与能源供给系统，其特征在于，所述的无线放电模块包含发射电路，该发射电路包含：用于建立磁场的初生线圈。4.如权利要求1所述的无线智能水井与能源供给系统，其特征在于，该系统还包含：手持指令器，其包含：电池与稳压模块；及分别与电池与稳压模块连接的第三无线通讯模块、主控制器、模拟量输入模...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱龙其，生祥，
申请(专利权)人：美钻深海能源科技研发上海有限公司，美钻能源科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31