一种低功耗太阳能灌溉装置的制作方法

1.本实用新型涉及农业灌溉领域，具体而言，涉及一种低功耗太阳能灌溉装置。


背景技术：

2.灌溉控制器的太阳能板和天线是朝上的，因为农业环境异常复杂，有很多鸟类出没，所以太阳能板上会经常有鸟类站立及鸟类分泌物。如果不及时清理这样极大影响了控制器的供电输入，导致灌溉装置不能正常使用。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种低功耗太阳能灌溉装置，以解决上述的技术问题。
4.一种低功耗太阳能灌溉装置，其包括移动控制终端、灌溉主机、灌溉控制器、电磁阀；
5.所述移动控制终端与所述灌溉主机之间通信连接，所述灌溉主机与所述灌溉控制器之间通信连接，所述灌溉控制器与电磁阀之间电性连接；
6.所述灌溉控制器包括太阳能板、加速度传感器、射频识别感应传感器、驱鸟器，所述太阳能板的侧面设置所述射频识别感应传感器和所述驱鸟器；所述加速度传感器用于检测所述太阳能板是否被物体冲击产生加速度，并在检测到太阳能板加速度时，生成触发信号，所述射频识别感应传感器用于检测有温度的物体，并在检测到有温度的物体落在太阳能板表面时生成触发信号，所述驱鸟器用于在接收到加速度传感器或者射频识别感应传感器产生的触发信号后工作。
7.在本实用新型较佳的技术方案中，上述移动控制终端为用户手持设备；所述灌溉主机设置在机房；所述灌溉控制器和电磁阀设置在田地。
8.在本实用新型较佳的技术方案中，上述灌溉控制器还包括：第一单片机、第一通信模块、电压监测模块；
9.所述第一单片机的电源引脚连接所述太阳能板，所述第一单片机的唤醒使能引脚分别连接加速度传感器、射频识别感应传感器；所述第一单片机的通信引脚连接第一通信模块；所述第一单片机的输入引脚连接电压监测模块；所述第一通信模块用于与灌溉主机通信；所述电压监测模块用于监测太阳能板的电压。
10.在本实用新型较佳的技术方案中，上述灌溉主机包括第二单片机模块、气象采集模块，所述第二单片机模块电性连接气象采集模块，所述气象采集模块用于采集气象数据；
11.所述第二单片机模块包括第二单片机、第二通信模块、第三通信模块、判断模块；所述第二单片机的通信引脚分别与第二通信模块、第三通信模块连接；所述第二单片机的输入引脚连接判断模块；所述第二通信模块用于与灌溉控制器通信；所述判断模块用于判断太阳能板的电压是否小于正常阈值电压。
12.在本实用新型较佳的技术方案中，上述加速度传感器和所述射频识别感应传感器
有中断功能；所述中断功能为所述加速度传感器或者所述射频识别感应传感器发生响应时产生中断电平信号。
13.在本实用新型较佳的技术方案中，上述加速度传感器的型号为adxl33。
14.在本实用新型较佳的技术方案中，上述射频识别感应传感器型号为gy
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9960
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3.3apds
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9960rgb。
15.在本实用新型较佳的技术方案中，上述第一单片机的型号为stm32f103。
16.在本实用新型较佳的技术方案中，上述加速度传感器，具体用于检测太阳能板的加速力，有物体接触太阳能板时，太阳能板产生加速力，当加速力超过预定数值时，生成触发信号。
17.在本实用新型较佳的技术方案中，上述射频识别感应传感器，具体用于检测太阳能板表面的有温度的物体，当太阳能板表面存在有温度的物体，检测温度值超过预定数值时，生成触发信号。
18.本实用新型的有益效果主要在于：本装置第一单片机是在被传感器使能时才唤醒，大大减少了功耗。本装置设置了驱鸟器及时驱赶鸟类，避免鸟类影响太阳能板的采光，保证了太阳能板稳定运行。本装置利用加速度传感器和射频识别感应传感器，两个传感器可以防止其中一个传感器响应失灵，以保证在任何一个传感器感应到都会唤醒第一单片机。本装置设置电压监测模块，监测太阳能板电压，并将太阳能板的电压情况及时反映给使用者。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
20.图1为本实用新型整体结构连接示意图；
21.图2为本实用新型实施例中加速度传感器的示意图；
22.图3为本实用新型实施例中射频识别感应传感器的示意图；
23.图4为本实用新型实施例工作流程示意图；
24.图5为本实用新型实施例中stm32f103的示意图；
25.图6为本实用新型整体结构位置示意图。
26.图中：1，移动控制终端；2，灌溉主机；3，灌溉控制器；4，电磁阀；31，太阳能板；32，射频识别感应传感器；33，加速度传感器；34驱鸟器。
具体实施方式
27.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
28.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求
保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
31.此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
32.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
33.下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
34.灌溉装置在使用时，太阳能板上如果停留鸟类或者堆积鸟类分泌物，就会影响太阳能板的正常采光，导致太阳能板无法输入正常电压。现有的灌溉装置不能及时提醒用户进行及时清理，导致灌溉装置存在隐患。
35.针对上述的技术缺项，本技术提供一种低功耗太阳能灌溉装置。
36.请参照图1，本实施例提供一种低功耗太阳能灌溉装置，包括：移动控制终端1、灌溉主机2、灌溉控制器3、电磁阀4；
37.请参照图6，移动控制终端1为用户手持设备；灌溉主机2设置在机房；灌溉控制器3和电磁阀4设置在田地。
38.移动控制终端1与灌溉主机2之间通信连接，灌溉主机2与灌溉控制器3之间通信连接，灌溉控制器3与电磁阀4之间电性连接。
39.灌溉主机2为本装置整体的控制设备，灌溉主机2连接多个灌溉控制器3，灌溉控制器3为控制电磁阀4的设备，每个灌溉控制器3对应一个电磁阀4，每一个电磁阀4对应灌溉一个地块。当用户去想要灌溉某一个地块的时候，使用移动控制终端1发送相应的信号给灌溉主机2，灌溉主机2将信息发送给地块对应的灌溉控制器3，然后此灌溉控制器3就会通过导线把信号传递给电磁阀4，电磁阀4打开放水，形成了灌溉。
40.例如，用户想要灌溉a地块，用户可以通过移动控制终端1给灌溉主机2发送“灌溉a地块”的指令，灌溉主机2接收到指令之后，灌溉主机2找到与a地块对应的灌溉控制器3，灌溉主机2将指令发送给与a地块对应的灌溉控制器3，灌溉控制器3打开与a地块对应的电磁
阀4，电磁阀4喷水对a地块形成灌溉。
41.灌溉控制器3包括太阳能板31、加速度传感器33、射频识别感应传感器32、驱鸟器34；太阳能板31的底面设置加速度传感器33，太阳能板31的侧面设置射频识别感应传感器32和驱鸟器34；加速度传感器33于检测所述太阳能板是否被物体冲击产生加速度，并在检测到太阳能板加速度时，生成触发信号，射频识别感应传感器32用于检测有温度的物体，并在检测到有温度的物体落在太阳能板31表面时生成触发信号，驱鸟器34用于在接收到加速度传感器33或者射频识别感应传感器32产生的触发信号后工作。
42.加速度传感器33是一种能够测量加速力的传感器。通常由质量块、压电晶体、加速度计和适调电路等部分组成。传感器在加速过程中，通过对质量块所受惯性力的测量。
43.当有物体冲击太阳能板31时，太阳能板31产生加速力，这里的加速力就是作用于物体上使物体处于加速过程中的力，加速度传感器33的加速度计受振，使得质量块加在压电晶体上的力发生变化，当被测振动频率远远低于加速度计的固有频率时，被测加速度的变化与力的变化成正比，因此可通过力的大小判断加速度的大小。由于正压电效应，使得其变形的同时也产生电场，两个相对表面上出现正负相反电荷，产生电压，因此可将加速力转化成电压输出。
44.射频识别感应传感器32检测太阳能板31表面是否存在有温度的物体，在射频识别感应传感器32检测区域内，射频识别感应传感器32检测到的温度高于设定值时，射频识别感应传感器32输出一个电压信号。
45.灌溉控制器还包括：第一单片机、第一通信模块、电压监测模块；
46.第一单片机的电源引脚连接太阳能板，第一单片机的唤醒使能引脚分别连接加速度传感器33、射频识别感应传感器32；第一单片机的通信引脚连接第一通信模块；第一单片机的输入引脚连接电压监测模块；第一通信模块用于与灌溉主机通信；电压监测模块用于监测太阳能板的电压。
47.第一单片机的电源引脚连接太阳能板，太阳能板为第一单片机提供电能。第一单片机正常情况下处于低功耗的非工作模式，第一单片机的唤醒使用引脚分别连接加速度传感器33、射频识别感应传感器32，当加速度传感器33或者射频识别感应传感器32给第一单片机发送电信号时，第一单片机被唤醒，被唤醒后的第一单片机处于工作模式，此时打开驱鸟器34进行驱鸟操作；驱鸟器34工作一段时间后，电压监测模块监测太阳能板31的电压，并将监测到的电压值发送给处于工作模式第一单片机。处于工作模式的第一单片机将接收到的太阳能板电压值通过第一通信模块发送给灌溉主机。
48.第一单片机在正常情况下处于低功耗的非工作模式。当有物体落在太阳能板31表面时，太阳能板31在物体冲击下产生加速力，此时加速度传感器33检测到太阳能板31的加速力。也就是说加速度传感器33检测到太阳能板31表面存在物体，此时加速度传感器33输出一个电压信号，唤醒第一单片机。当射频识别感应传感器32检测到鸟类停落在太阳能板表面时，射频识别感应传感器32输出一个电信号，唤醒第一单片机。当第一单片机被加速度传感器33或者射频识别感应传感器32唤醒后，第一单片机处于正常工作状态时，第一单片机打开驱鸟器34进行驱鸟操作。
49.灌溉主机2包括第二单片机模块、气象采集模块，第二单片机模块电性连接气象采集模块,气象采集模块用于采集气象数据。
50.气象采集模块采集气象数据，气象采集模块采集气象数据可以通过通信模块直接获取互联网中的气象数据，并将气象数据发送给第二单片机模块。第二单片机模块接收气象采集模块采集到的气象数据，并将气象数据通过计算得到该气象数据下对应的太阳能板31的正常电压值。这里的气象数据包括光照强度、温度、湿度等影响太阳能板31电压的因素。
51.第二单片机模块包括第二单片机、第二通信模块、第三通信模块、判断模块；第二单片机的通信引脚分别与第二通信模块、第三通信模块连接；第二单片机的输入引脚连接判断模块；第二通信模块用于与灌溉控制器通信；判断模块用于判断太阳能板的电压是否小于正常阈值电压。
52.第二单片机接收气象采集模块采集的气象数据，并将气象数据通过计算得到该气象数据下对应的太阳能板31的正常电压值。第二单片机通过第二通信模块与第一通信模块通信，并接收第一通信模块发送数据。第一通信模块发送的数据是电压监测模块监测太阳能板的电压值。第二单片机将接收到的太阳能板的监测电压和第二单片机计算得到的太阳能板31的正常电压发送给判断模块进行判断。当太阳能板31的监测电压小于正常电压时，第二单片机通过第三通信模块给移动控制终端1发送需要清理太阳能板31的提示信息。
53.本装置中使用的加速度传感器33有中断功能，例如采用型号为adxl33的加速度传感器33，adxl33的具体结构如图2所示。
54.本装置中使用的射频识别感应传感器32有中断功能，例如采用型号为gy
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9960
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3.3apds
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9960rgb的射频识别感应传感器32，gy
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9960
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3.3apds
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9960rgb的具体结构如图3所示。
55.中断功能为加速度传感器或者射频识别感应传感器发生响应时产生中断电平信号。
56.下面以具体例子介绍本装置。
57.参阅图4，采用灌溉lora(long range radio)主机和lora灌溉控制器，灌溉lora主机是一个有联网功能及lora功能的网关，当用户想要使用电磁阀时需要通过lora主机使用lora信号控制lora灌溉控制器。当用户去想要灌溉某一个地块的时候，就会用手机将相应的lora信号发送给地块对应的低功耗太阳能lora灌溉控制器，然后此控制器就会通过导线把电磁阀信号传递给电磁阀，形成了灌溉。
58.lora灌溉控制器的主控芯片采用stm32f103，主控芯片的具体引脚如图5所示。
59.lora灌溉控制器正常情况下是处于低功耗的，非工作模式的，需要外界唤醒才可以使用，这个系统种能被唤醒的方式有三种。
60.第一种是加速度传感器33唤醒，在太阳能板31的下面设置一个加速度传感器33，加速度传感器33的会输出一个唤醒信号用来唤醒低功耗lora灌溉控制器。
61.第二种是射频识别感应传感器32唤醒，在太阳能板31的侧面设置一个短距离射频识别感应传感器32，射频识别感应传感器32会输出一个唤醒信号用来唤醒低功耗lora灌溉控制器。
62.第三种是lora灌溉主机进行唤醒。lora唤醒分为两种情况，第一种是用户需要灌溉某个地块时对其进行控制。第二种是周期轮询查询参数。lora灌溉控制器可能是被lora灌溉时唤醒，也可能是被加速度传感器33或者射频识别感应传感器32唤醒。当被加速度传
感器33或者射频识别感应传感器32唤醒时，需要打开驱鸟器34等待一段时间后，lora灌溉控制器通过电压监测模块检测太阳能板31的电压。当被lora唤醒时需要lora灌溉控制器立刻通过电压监测模块监测太阳能板31的电压。
63.当lora灌溉控制器被唤醒时，lora灌溉主机对太阳能板31电压的电压值进行判断，分析监测到的电压值是否少于正常值。如果小于则提醒用户处理鸟类分泌物，防止太阳能光照不足。太阳能板31电压正常值应该被lora灌溉主机获取到，lora灌溉主机是有4g或者2g功能的网关，可以获取互联网中时间气候及气象站等信息。
64.驱鸟器可以有效的帮助lora灌溉控制器处于低功耗状态，并且可以进行驱鸟操作保证了太阳能板31的稳定工作。而且lora灌溉控制器都是在被传感器使能时才唤醒，大大减少了功耗。
65.利用加速度传感器33、射频识别感应传感器32两个传感器可以防止其中一个传感器响应失灵，以保证在任何一个传感器感应到都会唤醒处理器。
66.检测太阳板电压值，可以知道电压输入情况，及时反映给用户。
67.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。