本发明专利技术提供了一种分布式控制系统，其中主控制器通过沿着传输线的长度形成的多个耦合环路感应地传送能量和数据到多个远程子模块或从控制器上。每个远程子模块通过多个耦合环路依次感应地传送返回数据到主控制器。电感耦合的应用提供了相对现有技术的优势，因为在传输线和远程子模块之间不再要求直接的电流的电连接，这势必将简化装置并加强长期的可靠性。此处所描述的本控制系统的举例应用包括农业灌溉系统，其中单个的喷灌器和阀门部件可以集体地，单个地，或者成组或成子集地被控制，来根据预设的灌溉参数改变施用量。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大致上涉及分布式控制技术，更具体地涉及例如在农业灌溉系统中对单个的喷灌器或阀门部件的控制。
技术介绍
已经知道可以采用系统来将能量和/或数据分布和传输到沿着传输线或电缆布置的设备上。美国专利文献中的示例性文献包括如下美国专利7，176，589公开了例如电感耦合器、功率转换器和调制/解调电路的电子器件，其用于将能量和/或数据分布和/或传输到沿着水下电缆布置的电子设备上；美国专利6，624，745公开了一种电感耦合的数据 通信系统，其沿着位于例如网络工作站之间的同一个双线式导体来分布能量和数据；美国专利4，244，022公开了一种用于大规模灌溉的固态控制系统，其具有中央处理单元，该中央处理单元具有主时钟和连接到多个卫星控制器的中央/注射器定时模块系统，卫星控制器又连接到控制灌溉螺线管阀门上。上述并非穷举，而仅是与分布式能量系统相关的专利的例子。下面将要描述的本专利技术的目的是简化安装，增强可靠性，并且潜在地减少在示例性但是非限定性的灌溉系统中使用的分布式能量系统的成本。
技术实现思路
在一个示例性的但是非限定性的实施方案中，本专利技术提供了分布式控制系统，其中主控制器通过沿着传输线的长度布置多个耦合环路将能量和数据感应式地输送到多个远程的子模块或从控制器中。在本示例性的实施方案中，各远程子模块又通过沿着所述传输线的长度分布的多个耦合环路将返回数据感应式地输送到主控制器。使用电感耦合提供了相对于现有技术的优势，这是因为在传输线和远程子模块之间不需要直接的电流式的电连接，这势必会简化安装，并增强长期的可靠性。这里所描述的控制系统的示例性应用包括农业灌溉系统，其中单个的喷灌器部件可被全体地、单独地、或者成组地或成子集地来控制，以根据指定的灌溉参数来改变施用量。相应地，在一个示例性但是非限定性的方面，提供了一种分布式控制系统，其包括主控制器，其连接到传输线上，并适于输送能量和数据给传输线以及从传输线接收数据；该传输线包括配置成携带差分数据的第一导体和第二导体；沿着传输线布置的多个耦合器，各耦合器包围了一对在传输线上形成的电感耦合环路，并且穿过电感器或线圈以建立传输线和电感器之间的互耦，所述电感器连接到一个或多个从控制器上；其中，所述互耦使得数据可从主控制器传输到一个或多个从控制器以及从一个或多个从控制器传输到主控制器。在另一个示例性但是非限定性的方面，提供了用于将传输线和从控制器电耦合的耦合器组件，其中该耦合器组件包括具有下体部分和上盖部分的壳体以及分裂铁芯，其中上盖部分可在打开和闭合位置之间移动，分裂铁芯的第一半体与在传输线上形成的电感耦合环路支撑于上盖部分中，而分裂铁芯的第二半体和线圈支撑于下体部分中。在另外一个示例性但非限定性的方面，提供了一种控制灌溉系统中的多个喷灌器部件的方法，该灌溉系统包括用来控制多个从控制器的主控制器，其中该从控制器与所述多个喷灌器部件中的一个或多个操作性相连，该方法包括沿着传输线布置多个电感耦合环路，并且使传输线和多个从控制器互耦；以及经传输线从主控制器 发送信号到多个从控制器，以及经传输线从多个从控制器接收信号到主控制器。附图说明现在将结合下述附图来更详细地描述本专利技术。图I是简化的示意图，显示了根据一个示例性但非限定性的实施方案的控制系统；图2是从图I的控制系统中提取的主控制器的示意图；图3是从图I的控制系统中提取的一个从控制器的放大示意图；图4是图3所示的从控制器的更详细的示意图；图5是一个备选实施方案中的从控制器的示意图；图6是根据一个示例性实施方案的从控制器的电路板的透视图；图7是图6所示的电路板的主视图；图8是图6所示的电路板的俯视图；图9是图6所示的电路板的旋转到垂直方向的侧视图；图10是安装在壳体内的从控制器的电路板的透视图；图11是图10所示的从控制器的以剖面形式显示的透视图；图12显示了一个示例性的实施方案，其中主控制器和从控制器沿着刚性设置的灌溉线安装。图13是另一个应用的透视图，其中主控制器安装在线性灌溉机器的一端，并且从控制器相邻于单个喷灌器地安装在从机器的架空构架上悬垂下来的下垂软管上；图14是与图13相似的另一应用的示意图，但其中从控制器沿着架空构架的顶部安装；图15是另外一个应用的透视图，其中主控制器安装在枢轴式灌溉机器的中心枢轴上，并且从控制器沿着机器的架空构架的顶部安装；并且图16A和图16B示出了包括正弦波形电感耦合环路的备选电感耦合器，该耦合器显示为处于打开位置和闭合位置。具体实施例方式为了便于理解，图I用简化形式显示了与例如灌溉机器一同使用的电感耦合的分布式控制系统10。主控制器12与传输线14相连接。主控制器12设置在控制系统10中，以将能量和命令数据输送到传输线14，并且进一步配置成接收由传输线14输送的状态和传感数据。主控制器12输送到传输线14的能量是时分多路制式，具有小于约200kHz的频率，并且峰峰间振幅小于约48伏特。主控制器12输送到传输线14的数据指定为命令协议，其中数据调制成连续波的形式，然而其他形式的调制也可以采用，包括频移键控、相移键控、脉冲编码调制，或者其他形式的现有技术中已知的调制。主控制器12从传输线14上接收的数据指定为状态协议，其中数据从连续波信号中解调，然而其他形式的调制也可以采用，包括频移键控、相移键控、脉冲编码调制，或者其他形式的现有技术中已知的调制。所传输的信号和所接收的信号的调制频率可以相同或不同，这取决于应用。在一个优选的实施方案中，所接收的载波频率小于约1000kHz。传输线14是具有两个导体(见图3中的导体92a和92b)的平衡的传输线，这两个导体配置成携带差分信号。以这种方式，信号以最小的衰减沿着传输线14的长度传播，这是因为每个导体的场有效地抵消以减少辐射散发。传输线14具有特征阻抗值，其为传输线 14的构造和环境的函数。在一个优选的实施方案中，传输线14的特征阻抗小于200欧姆。传输线14可以是双芯引线或双纹线类型的传输线，并且可以依据应用屏蔽或不屏蔽。仍然参照图1，导体沿着传输线14形成多个耦合环路16，其中各耦合环路16的一部分路由通过耦合器18。各耦合环路16和相应的耦合器18的细节将在下文更详细地讨论。各耦合器18与子模块或从控制器20连接，其细节将在下文中更详细地讨论。线路终端22与传输线14的一端相连。在一个优选的实施方案中，线路终端22为电阻器,其具有大约等于传输线14的特征阻抗的电阻值。本领域技术人员可以认识到，其它类型的负载也可以用来作为线路终端22，例如电感性或电容性负载，这并不会偏离本专利技术的范围。现在参照图2，主控制器12包括配置用来提供能量给多个子模块20 (图I)中的每一个并与之通信的微控制器40。微控制器40与用户界面42相连，该用户界面42使得操作者可以配置和操作分布式控制系统10 (图I)。微控制器40进一步连接到通信端口 44，使得可与包括其它控制器的其它系统进行信息交换。通过微控制器40生成载波信号46，以促进沿着传输线14的能量和数据的传输。取决于应用，载波信号46可以是矩形波或正弦波的形式。微控制器40进一步生成数据信号48,其反映了在微控制器40内定义的协议。与门电路50与载波信号46和数据信号48中的每一个相连，以提供大致由标号52所本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：马克·A·鲍曼，汤姆·J·杨，克雷格·B·尼尔森，查德·D·雷恩韦伯，
申请(专利权)人：尼尔森灌溉公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。