一种适用于智慧农业的阀门远程控制终端及其工作方法技术

本发明专利技术涉及智慧农业物联网技术领域，公开了一种适用于智慧农业的阀门远程控制终端及其工作方法。通过本发明专利技术创造，一方面利用由半双工收发功放电路及天线单元、无线收发电路单元、微控制电路单元和阀门控制模块构成的阀门远程无线控制通路，可以实现控制指令消息的无线接收以及根据控制指令消息执行相应阀门控制的目的，另一方面利用由微控制电路单元、功放供电控制电路单元和半双工收发功放电路及天线单元构成的节能控制通路，可以在休眠时对所述半双工收发功放电路及天线单元进行下电节能操作，从而可以周期性或间隙性地启动接收控制指令消息，实现终端电池节能以及延迟续航能力的目的，使所述阀门远程控制终端更加适用于智慧农业场景中。

A Valve Remote Control Terminal for Intelligent Agriculture and Its Working Method

【技术实现步骤摘要】
一种适用于智慧农业的阀门远程控制终端及其工作方法
本专利技术属于智慧农业物联网
，具体涉及一种适用于智慧农业的阀门远程控制终端及其工作方法。
技术介绍
智慧农业是物联网技术在现代农业领域的高级应用，即运用传感器和软件进行远程监测，并通过移动平台或者电脑平台对农业生产进行控制，使传统农业更具有"智慧"。除了精准感知、控制与决策管理外，从广泛意义上讲，智慧农业还包括农业电子商务、食品溯源防伪、农业休闲旅游、农业信息服务等方面的内容。目前的智慧农业物联网技术主要包括有如下几个功能系统。(1)监控功能系统:根据无线网络获取的植物生长环境信息，如监测土壤水分、土壤温度、空气温度、空气湿度、光照强度、植物养分含量等参数(其它参数也可以选配，如土壤中的PH值和电导率等等)。信息收集、负责接收无线传感汇聚节点发来的数据、存储、显示和数据管理，实现所有基地测试点信息的获取、管理、动态显示和分析处理，以直观的图表和曲线的方式显示给用户，并根据以上各类信息的反馈对农业园区进行自动灌溉、自动降温、自动卷模、自动进行液体肥料施肥和自动喷药等自动控制行为。(2)监测功能系统:在农业园区内实现自动信息检测与控制，通过配备无线传感节点，太阳能供电系统、信息采集和信息路由设备配备无线传感传输系统，每个基点配置无线传感节点，每个无线传感节点可监测土壤水分、土壤温度、空气温度、空气湿度、光照强度、植物养分含量等参数。以及根据种植作物的需求提供各种声光报警信息和短信报警信息。(3)实时图像与视频监控功能系统:农业物联网的基本概念是实现农业上作物与环境、土壤及肥力间的物物相联的关系网络，通过多维信息与多层次处理实现农作物的最佳生长环境调理及施肥管理。但是作为管理农业生产的人员而言，仅仅数值化的物物相联并不能完全营造作物最佳生长条件。视频与图像监控为物与物之间的关联提供了更直观的表达方式。比如:哪块地缺水了，在物联网单层数据上看仅仅能看到水分数据偏低，应该灌溉到什么程度，而不能死搬硬套地仅仅根据这一个数据来做决策。因为农业生产环境的不均匀性决定了农业信息获取上的先天性弊端，而很难从单纯的技术手段上进行突破。视频监控的引用，直观地反映了农作物生产的实时状态，引入视频图像与图像处理，既可直观反映一些作物的生长长势，也可以侧面反映出作物生长的整体状态及营养水平，从而可以从整体上给农户提供更加科学的种植决策理论依据。在上述几大功能系统中，用于完成自动灌溉、自动喷药和液体肥料自动施肥等控制行为的阀门设备是必不可少的关键设备之一，但是这些阀门设备一般需野外离散布置，为了避免供电及通信走线的麻烦，通常采用电池供电并利用无线物联网络进行远程通信控制，因此必然存在阀门设备的终端节能需求，有必要设计一款既能实现远程无线控制行为又能延长终端电池续航能力的新型阀门远程控制终端。
技术实现思路
为了解决现有阀门远程控制终端在无线控制以及电池节能等方面的需求，本专利技术目的在于提供一种适用于智慧农业的阀门远程控制终端及其工作方法。本专利技术所采用的技术方案为：一种适用于智慧农业的阀门远程控制终端，包括微控制电路单元、无线收发电路单元、半双工收发功放电路及天线单元、功放供电控制电路单元和若干阀门控制模块，其中，所述阀门控制模块包括有电磁阀驱动电路单元以及电连接该电磁阀驱动电路单元的电磁阀；所述微控制电路单元、所述无线收发电路单元和所述半双工收发功放电路及天线单元依次通信连接，所述微控制电路单元的功放使能输出端电连接所述功放供电控制电路单元的受控端，所述功放供电控制电路单元的供电输出端电连接所述半双工收发功放电路及天线单元的供电接入端，所述微控制电路单元的第一输出端电连接所述电磁阀驱动电路单元的受控端。优化的，所述阀门控制模块还包括有与电磁阀对应的流量传感器，其中，所述流量传感器的输出端电连接所述微控制电路单元的第一输入端。优化的，所述电磁阀采用脉冲电磁阀，所述电磁阀驱动电路单元采用型号为AT9110的马达驱动芯片且包括有第一电容、第二电容和第一电阻，其中，所述马达驱动芯片的OA引脚和OB引脚分别电连接脉冲电磁阀的线圈支路两端，所述第一电容的两端分别电连接所述马达驱动芯片的OA引脚和OB引脚，所述马达驱动芯片的IA引脚和IB引脚分别电连接所述微控制电路单元的两个第一输出端，所述马达驱动芯片的VCC引脚电连接所述第一电阻的一端，所述马达驱动芯片的GND引脚接地，所述第一电阻的另一端分别电连接所述第二电容的一端和电池组供电接入端，所述第二电容的另一端接地。优化的，所述功放供电控制电路单元采用型号为MCP1824T-3302e/OT的低压差线性稳压芯片且包括有第三电容、第四电容、第五电容和第二电阻，其中，所述低压差线性稳压芯片的引脚作为所述功放供电控制电路单元的受控端电连接所述微控制电路单元的功放使能输出端，所述低压差线性稳压芯片的VIN引脚分别电连接电池供电接入端、所述第三电容的一端和所述第四电容的一端，所述低压差线性稳压芯片的GND引脚、所述第三电容的另一端和所述第四电容的另一端分别接地，所述低压差线性稳压芯片的VOUT引脚分别电连接所述功放供电控制电路单元的供电输出端、所述第五电容的一端和所述第二电阻的一端，所述低压差线性稳压芯片的PWRGD引脚电连接所述第二电阻的另一端，所述第五电容的另一端接地。优化的，所述半双工收发功放电路及天线单元采用型号为SE2611T的功放芯片和型号为SN74LVC1G04DBVT的单路反向器且包括有第六电容和第七电容，其中，所述功放芯片的LEN引脚和CRX引脚分别电连接所述单路反向器的Y引脚，所述功放芯片的PEN引脚和CTX引脚以及所述单路反向器的A引脚分别电连接所述无线收发电路单元的半双工收发切换端，所述功放芯片的TX引脚在串联所述第六电容后电连接所述无线收发电路单元的射频信号连接端，所述功放芯片的RX引脚在串联所述第六电容后电连接所述无线收发电路单元的射频信号连接端。本专利技术所采用的另一种技术方案为：一种如前所述适用于智慧农业的阀门远程控制终端的工作方法，包括休眠模式和觉醒模式；所述休眠模式包括步骤如下：S101.在确定进入休眠模式后，微控制电路单元和无线收发电路单元进入节能工作状态，同时由微控制电路单元控制在功放使能输出端输出第一电平信号，使所述功放供电控制电路单元的供电输出端输出低电平电压，所述半双工收发功放电路及天线单元下电停工；所述觉醒模式包括步骤如下：S201.在确定进入觉醒模式后，微控制电路单元和无线收发电路单元进入正常工作状态，同时由微控制电路单元控制在功放使能输出端输出第二电平信号，使所述功放供电控制电路单元的供电输出端输出高电平电压，所述半双工收发功放电路及天线单元上电工作；S202.由微控制电路单元通过无线收发电路单元控制所述半双工收发功放电路及天线单元进入单工接收状态：若在唤醒信道上按期收到终端唤醒消息，则执行步骤S203，否则确定进入休眠模式；S203.若在控制信道上按期收到包含有目标终端唯一标识信息和目标阀门唯一标识信息的阀门控制指令消息，则执行步骤S204，否则确定进入休眠模式，其中，所述阀门控制指令消息为阀门导通指令消息、阀门截止指令消息或阀门切换指令消息；S204.由微控制电路单元判断所述目标终端唯一标识信息本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于智慧农业的阀门远程控制终端，其特征在于：包括微控制电路单元、无线收发电路单元、半双工收发功放电路及天线单元、功放供电控制电路单元和若干阀门控制模块，其中，所述阀门控制模块包括有电磁阀驱动电路单元以及电连接该电磁阀驱动电路单元的电磁阀；所述微控制电路单元、所述无线收发电路单元和所述半双工收发功放电路及天线单元依次通信连接，所述微控制电路单元的功放使能输出端(PAEN)电连接所述功放供电控制电路单元的受控端，所述功放供电控制电路单元的供电输出端(VPA)电连接所述半双工收发功放电路及天线单元的供电接入端，所述微控制电路单元的第一输出端电连接所述电磁阀驱动电路单元的受控端。

【技术特征摘要】
1.一种适用于智慧农业的阀门远程控制终端，其特征在于：包括微控制电路单元、无线收发电路单元、半双工收发功放电路及天线单元、功放供电控制电路单元和若干阀门控制模块，其中，所述阀门控制模块包括有电磁阀驱动电路单元以及电连接该电磁阀驱动电路单元的电磁阀；所述微控制电路单元、所述无线收发电路单元和所述半双工收发功放电路及天线单元依次通信连接，所述微控制电路单元的功放使能输出端(PAEN)电连接所述功放供电控制电路单元的受控端，所述功放供电控制电路单元的供电输出端(VPA)电连接所述半双工收发功放电路及天线单元的供电接入端，所述微控制电路单元的第一输出端电连接所述电磁阀驱动电路单元的受控端。2.如权利要求1所述的一种适用于智慧农业的阀门远程控制终端，其特征在于：所述阀门控制模块还包括有与电磁阀对应的流量传感器，其中，所述流量传感器的输出端(IOT1～2)电连接所述微控制电路单元的第一输入端。3.如权利要求1所述的一种适用于智慧农业的阀门远程控制终端，其特征在于：所述电磁阀采用脉冲电磁阀，所述电磁阀驱动电路单元采用型号为AT9110的马达驱动芯片(DR1)且包括有第一电容(C43)、第二电容(C44)和第一电阻(R22)，其中，所述马达驱动芯片(DR1)的OA引脚和OB引脚分别电连接脉冲电磁阀的线圈支路两端(DAT，DBT)，所述第一电容(C43)的两端分别电连接所述马达驱动芯片(DR1)的OA引脚和OB引脚，所述马达驱动芯片(DR1)的IA引脚和IB引脚分别电连接所述微控制电路单元的两个第一输出端(DR1A，DR1B)，所述马达驱动芯片(DR1)的VCC引脚电连接所述第一电阻(R22)的一端，所述马达驱动芯片(DR1)的GND引脚接地，所述第一电阻(R22)的另一端分别电连接所述第二电容(C44)的一端和电池组供电接入端(VBTs)，所述第二电容(C44)的另一端接地。4.如权利要求1所述的一种适用于智慧农业的阀门远程控制终端，其特征在于：所述功放供电控制电路单元采用型号为MCP1824T-3302e/OT的低压差线性稳压芯片(U5)且包括有第三电容(Cap4)、第四电容(C13)、第五电容(C14)和第二电阻(R5)，其中，所述低压差线性稳压芯片(U5)的引脚作为所述功放供电控制电路单元的受控端电连接所述微控制电路单元的功放使能输出端(PAEN)，所述低压差线性稳压芯片(U5)的VIN引脚分别电连接电池供电接入端(VBT)、所述第三电容(Cap4)的一端和所述第四电容(C13)的一端，所述低压差线性稳压芯片(U5)的GND引脚、所述第三电容(Cap4)的另一端和所述第四电容(C13)的另一端分别接地，所述低压差线性稳压芯片(U5)的VOUT引脚分别电连接所述功放供电控制电路单元的供电输出端(VPA)、所述第五电容(C14)的一端和所述第二电阻(R5)的一端，所述低压差线性稳压芯片(U5)的PWRGD引脚电连接所述第二电阻(R5)的另一端，所述第五电容(C14)的另一端接地。5.如权利要求1所述的一种适用于智慧农业的阀门远程控制终端，其特征在于：所述半双工收发功放电路及天线单元采用型号为SE2611T的功放芯片(U3)和型号为SN74LVC1G04DBVT的单路反向器(U4)且包括有第六电容(C40)和第七电容(C41)，其中，所述功放芯片(U3)的LEN引脚和CRX引脚分别电连接所述单路反向器(U4)的Y引脚，所述功放芯片(U3)的PEN引脚和CTX引脚以及所述单路反向器(U4)的A引脚分别电连接所述无线收发电路单元的半双工收发切换端(TX)，所述功放芯片(U3)的TX引脚在串联所述第六电容(C40)后电连接所述无线收发电路单元的射频信号连接端(RFIN)，所述功放芯片(U3)的RX引脚在串联所述第六电容(C40)后电连接所述无线收发电路单元的射频信号连接端(RFIN)。6.一种如权利要求1～5任意一项所述适用于智慧农业的阀门远程控制终端的工作方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建福，
申请(专利权)人：深圳市联智物联网科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44