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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 太陽(yáng)能智能無(wú)線液位控制器
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品
- 小類(lèi)：
- 機(jī)械與控制
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作B類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 本產(chǎn)品主要運(yùn)用于農(nóng)村集中供水、工農(nóng)業(yè)自動(dòng)供水現(xiàn)場(chǎng)。通過(guò)采用太陽(yáng)能電池供電，解決了現(xiàn)場(chǎng)無(wú)外部供電或需要長(zhǎng)距離接線供電的問(wèn)題。系統(tǒng)通過(guò)太陽(yáng)能供電技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)，節(jié)約系統(tǒng)材料成本與安裝成本，降低系統(tǒng)后期故障率，保證了工農(nóng)業(yè)供水自動(dòng)化。
- 詳細(xì)介紹：
- 本產(chǎn)品主要運(yùn)用于農(nóng)村集中供水、工農(nóng)業(yè)自動(dòng)供水現(xiàn)場(chǎng)。通過(guò)采用太陽(yáng)能電池供電，解決了現(xiàn)場(chǎng)無(wú)外部供電或需要長(zhǎng)距離接線供電的問(wèn)題。利用自學(xué)習(xí)機(jī)制和優(yōu)化硬件電路，實(shí)現(xiàn)超低工作功耗，保證長(zhǎng)時(shí)間無(wú)日照情況下電池超長(zhǎng)使用時(shí)間。通過(guò)無(wú)線中繼站的方式，實(shí)現(xiàn)非視距范圍內(nèi)的長(zhǎng)距離可靠通信。通過(guò)微型處理器智能判斷，實(shí)現(xiàn)單一端口多傳感器的兼容使用，使得主機(jī)具有更強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。利用液位檢測(cè)主機(jī)的記憶功能，實(shí)現(xiàn)水泵長(zhǎng)時(shí)間未工作狀態(tài)的判斷，并自動(dòng)控制水泵工作，有效防止水泵的銹死等問(wèn)題。利用水塔入水口處的液位檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)短距離線路檢測(cè)水泵工作是否異常，節(jié)約系統(tǒng)材料成本與安裝成本，降低系統(tǒng)后期故障率。
作品圖片
作品專(zhuān)業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 設(shè)計(jì)目的： 運(yùn)用先進(jìn)微處理器技術(shù)、無(wú)線電技術(shù)、傳感器技術(shù)和太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)，研制基于太陽(yáng)能供電技術(shù)的智能無(wú)線液位控制器，實(shí)現(xiàn)供水自動(dòng)化，達(dá)到節(jié)水、節(jié)能的目的。 基本思路： 系統(tǒng)由三個(gè)部分組成。包括太陽(yáng)能水位檢測(cè)與無(wú)線發(fā)射單元、太陽(yáng)能無(wú)線中繼站、水泵控制主機(jī)。太陽(yáng)能水位檢測(cè)與無(wú)線發(fā)射單元負(fù)責(zé)水塔內(nèi)液位的檢測(cè)和液位信息的無(wú)線傳輸。太陽(yáng)能無(wú)線中繼站實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信時(shí)無(wú)線電信息的中繼傳輸。水泵控制主機(jī)通過(guò)接收對(duì)應(yīng)的水塔液位、告警無(wú)線電信息，智能控制水泵動(dòng)作與告警等，從而實(shí)現(xiàn)水塔內(nèi)液位的自動(dòng)控制。 創(chuàng)新點(diǎn)： 1)基于自適應(yīng)算法的無(wú)線中繼技術(shù) 2)基于自學(xué)習(xí)機(jī)制的智能節(jié)能技術(shù) 3)基于太陽(yáng)能電池的綠色環(huán)保節(jié)能技術(shù) 4)單接口兼容多傳感器的液位檢測(cè)主機(jī) 5)基于入水口處液位檢測(cè)的故障檢測(cè)技術(shù) 技術(shù)關(guān)鍵： 1)采用太陽(yáng)能電池和相應(yīng)的電池管理方法，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能高效率的利用。 2)運(yùn)用自學(xué)習(xí)機(jī)制的控制算法，實(shí)現(xiàn)電池的超長(zhǎng)使用時(shí)間，延長(zhǎng)電池的使用壽命。 3)采用自適應(yīng)無(wú)線中繼算法，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信情況下單中繼站或多中繼站的自動(dòng)接入。 4)實(shí)現(xiàn)單一接口，兼容多種傳感器。 主要技術(shù)指標(biāo)： 1)水位檢測(cè)與無(wú)線中繼站蓄電池被太陽(yáng)能電池充足電能后，在無(wú)日照，水泵日工作時(shí)長(zhǎng)累計(jì)8小時(shí)情況下，可以連續(xù)可靠工作15個(gè)工作日。 2)無(wú)線中繼站同頻道通信，接入數(shù)量不受限制，系統(tǒng)最遠(yuǎn)通信距離暫時(shí)為40Km。 3)液位檢測(cè)主機(jī)待機(jī)電流低于16uA,無(wú)線中繼站待機(jī)電流低于14uA。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 與現(xiàn)有技術(shù)和產(chǎn)品相比，本設(shè)計(jì)通過(guò)太陽(yáng)能電池供電的方式給液位檢測(cè)單元以及中繼站提供綠色電能，解決了現(xiàn)場(chǎng)無(wú)外部供電或需要長(zhǎng)距離接線供電的問(wèn)題。 利用自學(xué)習(xí)機(jī)制和優(yōu)化硬件電路，實(shí)現(xiàn)超低待機(jī)功耗與工作功耗，從而保證長(zhǎng)時(shí)間無(wú)日照情況下電池超長(zhǎng)使用時(shí)間。通過(guò)微型處理器智能判斷，實(shí)現(xiàn)單一端口多傳感器的兼容使用，使得主機(jī)具有更強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。利用水塔入水口處的液位檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)短距離線路檢測(cè)水泵工作是否異常，節(jié)約系統(tǒng)材料成本與安裝成本，降低系統(tǒng)后期故障率。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 獲獎(jiǎng)情況： 2010年“農(nóng)用水塔無(wú)線液位控制器”獲得長(zhǎng)沙市第七屆大學(xué)生創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新大賽一等獎(jiǎng) 2010年參加全國(guó)創(chuàng)業(yè)大本營(yíng)第二季進(jìn)入前12強(qiáng) 2010年項(xiàng)目獲得團(tuán)省委“芙蓉學(xué)子”專(zhuān)項(xiàng)經(jīng)費(fèi)支持； 產(chǎn)品申請(qǐng)實(shí)用新型專(zhuān)利，專(zhuān)利號(hào)：ZL200920075153.7 論 文： 基于自學(xué)習(xí)機(jī)制的節(jié)能水塔控制器研究 投稿雜志：電子設(shè)計(jì)工程（中國(guó)科技核心期刊） 稿件編號(hào)：200910016 產(chǎn)業(yè)化： 注冊(cè)長(zhǎng)沙眾登機(jī)電科技有限公司進(jìn)行產(chǎn)品的生產(chǎn)與銷(xiāo)售，公司網(wǎng)址：
作品所處階段
- 產(chǎn)業(yè)化
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 合作經(jīng)營(yíng)
作品可展示的形式
- 實(shí)物 現(xiàn)場(chǎng)圖片
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 產(chǎn)品技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)： 本項(xiàng)目利用微型處理器技術(shù)、無(wú)線電技術(shù)、先進(jìn)傳感器技術(shù)和太陽(yáng)能電池技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水泵的遠(yuǎn)程控制與故障判斷，解決了當(dāng)前非自來(lái)水供水地區(qū)的用水自動(dòng)供應(yīng)問(wèn)題。產(chǎn)品通過(guò)技術(shù)手段，保證了控制的可靠性和較高的性?xún)r(jià)比，具有較高的市場(chǎng)推廣價(jià)值。 產(chǎn)品使用： 對(duì)于單相水泵而言，產(chǎn)品只需要給控制主機(jī)接通220V的交流電，并將水泵直接接入控制主機(jī)即可，對(duì)于大功率水泵與三相水泵，則可以通過(guò)控制交流接觸器進(jìn)而控制水泵。液位檢測(cè)與發(fā)射單元只需調(diào)整好太陽(yáng)能電池的入射角度，然后將檢測(cè)探頭放入液體容器中即可。太陽(yáng)能無(wú)線中繼站則根據(jù)距離需要進(jìn)行放置即可。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 伴隨國(guó)家對(duì)農(nóng)村飲水工程的投入增加，國(guó)內(nèi)許多地方采用集中供水的方式提供居民用水和牲畜用水，為保證供水水壓，水塔普遍安裝在高處，而水井為獲得更多的地下水，普遍存在于低洼處，這樣導(dǎo)致水塔與水泵距離很遠(yuǎn)。另外，隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，很多工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)也需要能夠?qū)υO(shè)備供水自動(dòng)化。 目前普遍采用的液位自動(dòng)控制系統(tǒng)，存在水位傳感檢測(cè)線路長(zhǎng)，故障率高，維護(hù)極為不方便等缺點(diǎn)。采用GSM遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)則存在系統(tǒng)費(fèi)用和后期使用費(fèi)用高等問(wèn)題，而利用普通的無(wú)線通信方式則存在發(fā)射系統(tǒng)無(wú)供電電源、電池待機(jī)時(shí)間短等問(wèn)題。伴隨太陽(yáng)能電池的快速發(fā)展和低碳生活的需求，本課題提出采用太陽(yáng)能電池供電、智能單接口兼容多液位傳感器、基于微型處理器的智能節(jié)電和充電管理技術(shù)的太陽(yáng)能無(wú)線液位監(jiān)控系統(tǒng)，配合太陽(yáng)能無(wú)線中繼站，實(shí)現(xiàn)水位信息的超長(zhǎng)距離傳輸和供電系統(tǒng)的長(zhǎng)期有效性。 水塔自動(dòng)供水設(shè)備國(guó)內(nèi)外對(duì)其研究都比較多。主要包括有線水塔自動(dòng)供水控制設(shè)備與無(wú)線水塔自動(dòng)供水設(shè)備。 有線水塔供水設(shè)備主要針對(duì)工業(yè)供水領(lǐng)域等，其顯著特征是強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的工作可靠性，一般包括精確水位自動(dòng)監(jiān)控，自動(dòng)供水、異常情況自動(dòng)處理、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。該類(lèi)型設(shè)備安裝將為復(fù)雜、安裝成本高、線路受到日照、老鼠叮咬等外界因素干擾，導(dǎo)致故障率高，維護(hù)工作繁瑣，維護(hù)成本高等問(wèn)題。 無(wú)線水塔供水設(shè)備在我國(guó)也有一定研究，但受設(shè)備供電方式的限制，水位檢測(cè)系統(tǒng)普遍采用交流電供電，缺水保護(hù)采用電線連接檢測(cè)。如雙欽科技研制的SCY-A1 多功能無(wú)線水位控制器，采用220V/50HZ交流電供電運(yùn)作，能夠全自動(dòng)運(yùn)行，全天候無(wú)人值守。又如達(dá)華電子研發(fā)的fu-1500M 多功能水位液位無(wú)線控制器，220V/50HZ交流電供電運(yùn)作，水泵水塔之間采用0.5-1.5公里（開(kāi)闊地）無(wú)線變送通信方式，無(wú)需連接控制線，全自動(dòng)運(yùn)行。該類(lèi)型系統(tǒng)液位檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的依賴(lài)性比較高，需要專(zhuān)門(mén)架設(shè)220ｖ的交流供電線到液位檢測(cè)端，通信距離受限制，為滿足更遠(yuǎn)距離通信時(shí)，設(shè)備的成本費(fèi)用增長(zhǎng)過(guò)高等問(wèn)題明顯。 研究現(xiàn)有產(chǎn)品存在的問(wèn)題，結(jié)合市場(chǎng)需要，我們提出了基于太陽(yáng)能的無(wú)線液位控制系統(tǒng)。產(chǎn)品具有安裝簡(jiǎn)單、后期維護(hù)方便、質(zhì)量可靠等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)解決了通信距離短、性?xún)r(jià)比低、傳感器連接線路過(guò)長(zhǎng)、水泵無(wú)智能管理等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了超長(zhǎng)的電池待機(jī)，保證了產(chǎn)品長(zhǎng)期穩(wěn)定的工作。
