[发明专利]一种用于太阳能灌区水闸的远程控制系统

权利要求书

1.一种用于太阳能灌区水闸的远程控制系统，包括核心模块、GPRS模块、直流电机控制模块、开度传感器、水位传感器，其特征在于：所述GPRS模块、水位传感器通过串行通信与核心模块连接，直流电机控制模块、开度传感器及其他传感器均采用Modbus总线或UART与核心模块连接，核心模块控制和监控水闸电机、太阳能系统、GPRS模块等，实现设备控制和水闸与云平台、移动终端之间的远程通信。

2.如权利要求1所述的用于太阳能灌区水闸的远程控制系统，其特征在于：所述核心模块采用stm32F103微控制器。

3.如权利要求1所述的用于太阳能灌区水闸的远程控制系统，其特征在于：所述 Modbus总线设定两个中断：UART通信中断、定时中断。

4.如权利要求3所述的用于太阳能灌区水闸的远程控制系统，其特征在于：所述定时中断在水闸停止且无操作的情况下，每秒一次轮询上下游水位、开度传感器，在运行或有运行指令时，轮询周期变为100ms。

5.如权利要求1所述的用于太阳能灌区水闸的远程控制系统，其特征在于：所述GPRS模块利用2G/3G网络，水闸通过无线线路接收和发送数据，实现实时水位开度流量监测上传和控制信息接受及执行。

6.如权利要求5所述的用于太阳能灌区水闸的远程控制系统，其特征在于：所述 GPRS模块通信采用TCP连接，上电后自动寻找GPRS网络，完成注册后云服务器请求连接，建立连接后上报本模块站号，其后定期向云服务器发送状态数据，接收调度指令，在状态没有发生变化时，仅发送短心跳包保持TCP连接。

7.如权利要求6所述的用于太阳能灌区水闸的远程控制系统，其特征在于：还包括云服务端监控模块，云服务端监控模块实时反馈服务端的各项状态，用户根据云服务端监控模块来了解服务端的运行状况。

8.如权利要求6所述的用于太阳能灌区水闸的远程控制系统，其特征在于：所述云服务端还转发网页操作界面、手机APP的指令，实现办公室控制和移动段远程控制，手机APP显示运行状态和实时运行数据及故障报警并提供控制操作界面，在授权情况下进行启闭闸门、变换开度、设定流量等操作。

9.如权利要求1所述的用于太阳能灌区水闸的远程控制系统，其特征在于：

所述直流电机控制模块控制电机过程如下：

电机变速启动和停止：

采用24V直流电机作为水闸动力，电机启动和停止均采用变速方式，启动时采用5秒爬坡启动，运行平稳精确，停止时则设置了3秒减速停车过程；

采用多种工作方式，分别是现场手动模式、现场自动开度控制、现场自动流量控制、现场自动水量控制、远程启闭控制、远程自动开度控制、远程自动流量控制、远程自动水量控制；

闸门运行速度控制，采用绝对编码器获得闸门开度，实时计算水闸运行速度，通过速度值监控水闸运行情况，计算停车位置。

10.如权利要求1所述的用于太阳能灌区水闸的远程控制系统，其特征在于：

故障检测过程如下：

各传感器通信检测：

传感器反馈数据检测以下故障：

发出REQ后无ACK信号，即无响应故障，可能的故障原因是信号线故障、传感器死机和传感器站号错误等；

接收到数据站号错，查询目标传感器和反馈传感器站号不一致，可能的原因是时序紊乱，倒错等；

数据正确性检验：

反馈数据不合理，即测量值出现超大或超小数据等；

水闸状态检测：

水闸运行故障检测：水闸运行方向和状态与指令不符，如指令是开启闸门，但传感器显示水闸静止；指令是水闸停止，而传感器显示水闸在移动。