[发明专利]低功耗无线闸门控制器

说明书

                        技术领域

本发明涉及一种低功耗无线闸门控制器，尤其是涉及一种利用太阳能供电、低能耗设计、用无线方式传输数据的低功耗无线闸门控制器。该控制器适宜在我国缺电地区和闸控点比较偏远地区推广使用。

                        背景技术

在闸门控制器中，各控制器之间的数据通讯和同步是关键技术之一。目前，公知的控制器之间采用公网和无线进行并行通讯和同步。

下面以北京中水科工程总公司的渠道闸门太阳能就地自动控制器为例说明。

渠道闸门太阳能就地自动控制器，属于自动控制设备领域，包括控制器机柜、供电电源、控制电路板，其特征在于，提供电源全部能量的构件是太阳能电池板，能量通过光电转换装置存储于与其相连的蓄电池中，再连接到控制机柜之外的电机及传动装置；所述机柜中安装的控制电路板，是以单片机芯为中心的6部分电路所组成。该控制器使用由太阳能电池板充电的蓄电池电源，可在无动力电的环境下，实现渠道闸门的就地自动控制，完成对渠道闸门的正转(提升)、反转(降落)、停止等操作，一台控制器可对多个闸门进行控制，而且依靠通讯端口实现远程控制、闸门开度监测、参数设定，同时监测电源电压，保证闸门运行稳定可靠。

该控制器存在芯片的集成度不高，功耗高，需要通过公网进行数据传输，不适宜在闸控点比较偏远地区使用。

                        发明内容

本发明的目的在于提供一种低功耗无线闸门控制器，该控制器通用性好、结构简单、可靠性高、芯片集成度高、功耗低、成本低，可实现无延时远程控制功能。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：主机采用低功耗设计技术。在没有任何操作的情况下，五分钟内进入休眠状态，并关闭所有外部设备，休眠时每分钟唤醒一次主机，进行例行操作，以满足太阳能供电的需要。

本发明包括：信号处理单元、A/D转换单元、背板扁平电缆、开关量输入信号单元、开关量输入信号转换单元、单片机单元、开关量输出转换单元、外部开关量输出单元、通信单元、时钟电子开关及传感器电子开关。开关量输入信号单元、开关量输入信号转换单元、单片机、开关量输出转换单元和通信电压变换单元通过扁平电缆或背板进行连接；其连接顺序是：传感器通过连接线与背板/扁平电缆连接，背部/扁平电缆通过扁平电缆与信号处理单元连接，信号处理单元通过内部连线与A/D转换单元连接，A/D转换单元通过芯片内部电路与单片机连接，通信单元通过连线与背板/扁平电缆连接，背板/扁平电缆通过电缆与通信电压变换单元连接，通信电压变换单元通过内部连线与单片机连接，单片机通过内部连线与传感器电子开关连接，传感器电子开关通过电缆与传感器连接。

在实验准备阶段，主要是进行控制器软件(英特尔51系列C51单片机汇编语言软件，)和硬件的设计和调试工作，先用相关单片机的防真器进行在线防真试验。待所有功能实现后，通过下载专用线下载到单片机中进行脱机试验。试验过程中，所有外部传感器通过背板连到内部，所有内部单元均已通过内部连线均连接到主机上，一旦五分钟未进行任何操作，主机即刻进入休眠，所有传感器电源均关断，显示器背光熄火，待机时供电电流由200mA以上降到10mA，一分钟主机又被唤醒，进行例行的数据采样工作。无线电台在主机休眠期间同样可接收中心控制站发来的指令，进行闸门的起停并及时上传现场数据。

各台控制器均与中心控制台的主机相连，构成整个水库、灌区的水情测报及远程自动化调度系统。完全实现了极低功耗运行和数据无线传输两大主要功能。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

①低功耗技术，在休眠期间工作电流可降到10mA。一节65AH电池可使控制器工作至少半年。

②以无线的方式与上位机进行数据通信，并接受上位机的控制指令。

③系统通用性好、结构简单、可靠性高，实现容易、成本低廉。

④可以实现全灌区各闸门的统一管理、水库闸门的自动启闭操作和定闸位控制。(在无任何市电供应的情况下通过太阳能转化来的电力使电动机运转，提升闸门为水库放水，用于泄洪或抗旱的需要)

                            附图说明

图1为低功耗无线闸门控制器示意图。

                          具体实施方式

下面结合对附图对本发明作进一步详细描述：