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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 太陽能智能無線液位控制器
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本產(chǎn)品主要運(yùn)用于農(nóng)村集中供水、工農(nóng)業(yè)自動供水現(xiàn)場。通過采用太陽能電池供電，解決了現(xiàn)場無外部供電或需要長距離接線供電的問題。系統(tǒng)通過太陽能供電技術(shù)和無線通信技術(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)自動供水現(xiàn)場。通過采用太陽能電池供電，解決了現(xiàn)場無外部供電或需要長距離接線供電的問題。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，保證長時(shí)間無日照情況下電池超長使用時(shí)間。通過無線中繼站的方式，實(shí)現(xiàn)非視距范圍內(nèi)的長距離可靠通信。通過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。利用液位檢測主機(jī)的記憶功能，實(shí)現(xiàn)水泵長時(shí)間未工作狀態(tài)的判斷，并自動控制水泵工作，有效防止水泵的銹死等問題。利用水塔入水口處的液位檢測，實(shí)現(xiàn)短距離線路檢測水泵工作是否異常，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)、無線電技術(shù)、傳感器技術(shù)和太陽能發(fā)電技術(shù)，研制基于太陽能供電技術(shù)的智能無線液位控制器，實(shí)現(xiàn)供水自動化，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。包括太陽能水位檢測與無線發(fā)射單元、太陽能無線中繼站、水泵控制主機(jī)。太陽能水位檢測與無線發(fā)射單元負(fù)責(zé)水塔內(nèi)液位的檢測和液位信息的無線傳輸。太陽能無線中繼站實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信時(shí)無線電信息的中繼傳輸。水泵控制主機(jī)通過接收對應(yīng)的水塔液位、告警無線電信息，智能控制水泵動作與告警等，從而實(shí)現(xiàn)水塔內(nèi)液位的自動控制。 創(chuàng)新點(diǎn)： 1)基于自適應(yīng)算法的無線中繼技術(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主機(jī) 5)基于入水口處液位檢測的故障檢測技術(shù) 技術(shù)關(guān)鍵： 1)采用太陽能電池和相應(yīng)的電池管理方法，實(shí)現(xiàn)太陽能高效率的利用。 2)運(yùn)用自學(xué)習(xí)機(jī)制的控制算法，實(shí)現(xiàn)電池的超長使用時(shí)間，延長電池的使用壽命。 3)采用自適應(yīng)無線中繼算法，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)水位檢測與無線中繼站蓄電池被太陽能電池充足電能后，在無日照，水泵日工作時(shí)長累計(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)液位檢測主機(jī)待機(jī)電流低于16uA,無線中繼站待機(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)通過太陽能電池供電的方式給液位檢測單元以及中繼站提供綠色電能，解決了現(xiàn)場無外部供電或需要長距離接線供電的問題。 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，從而保證長時(shí)間無日照情況下電池超長使用時(shí)間。通過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，實(shí)現(xiàn)短距離線路檢測水泵工作是否異常，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)用水塔無線液位控制器”獲得長沙市第七屆大學(xué)生創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新大賽一等獎(jiǎng) 2010年參加全國創(chuàng)業(yè)大本營第二季進(jìn)入前12強(qiáng) 2010年項(xiàng)目獲得團(tuán)省委“芙蓉學(xué)子”專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)支持； 產(chǎn)品申請實(shí)用新型專利，專利號：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（中國科技核心期刊） 稿件編號：200910016 產(chǎn)業(yè)化： 注冊長沙眾登機(jī)電科技有限公司進(jìn)行產(chǎn)品的生產(chǎn)與銷售，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
作品可展示的形式
- 實(shí)物 現(xiàn)場圖片
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 產(chǎn)品技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢： 本項(xiàng)目利用微型處理器技術(shù)、無線電技術(shù)、先進(jìn)傳感器技術(shù)和太陽能電池技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水泵的遠(yuǎn)程控制與故障判斷，解決了當(dāng)前非自來水供水地區(qū)的用水自動供應(yīng)問題。產(chǎn)品通過技術(shù)手段，保證了控制的可靠性和較高的性價(jià)比，具有較高的市場推廣價(jià)值。 產(chǎn)品使用： 對于單相水泵而言，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，對于大功率水泵與三相水泵，則可以通過控制交流接觸器進(jìn)而控制水泵。液位檢測與發(fā)射單元只需調(diào)整好太陽能電池的入射角度，然后將檢測探頭放入液體容器中即可。太陽能無線中繼站則根據(jù)距離需要進(jìn)行放置即可。
同類課題研究水平概述
- 伴隨國家對農(nóng)村飲水工程的投入增加，國內(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)場也需要能夠?qū)υO(shè)備供水自動化。 目前普遍采用的液位自動控制系統(tǒng)，存在水位傳感檢測線路長，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)用高等問題，而利用普通的無線通信方式則存在發(fā)射系統(tǒng)無供電電源、電池待機(jī)時(shí)間短等問題。伴隨太陽能電池的快速發(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)的太陽能無線液位監(jiān)控系統(tǒng)，配合太陽能無線中繼站，實(shí)現(xiàn)水位信息的超長距離傳輸和供電系統(tǒng)的長期有效性。 水塔自動供水設(shè)備國內(nèi)外對其研究都比較多。主要包括有線水塔自動供水控制設(shè)備與無線水塔自動供水設(shè)備。 有線水塔供水設(shè)備主要針對工業(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監(jiān)控，自動供水、異常情況自動處理、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。該類型設(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)成本高等問題。 無線水塔供水設(shè)備在我國也有一定研究，但受設(shè)備供電方式的限制，水位檢測系統(tǒng)普遍采用交流電供電，缺水保護(hù)采用電線連接檢測。如雙欽科技研制的SCY-A1 多功能無線水位控制器，采用220V/50HZ交流電供電運(yùn)作，能夠全自動運(yùn)行，全天候無人值守。又如達(dá)華電子研發(fā)的fu-1500M 多功能水位液位無線控制器，220V/50HZ交流電供電運(yùn)作，水泵水塔之間采用0.5-1.5公里（開闊地）無線變送通信方式，無需連接控制線，全自動運(yùn)行。該類型系統(tǒng)液位檢測系統(tǒng)對環(huán)境的依賴性比較高，需要專門架設(shè)220ｖ的交流供電線到液位檢測端，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)用增長過高等問題明顯。 研究現(xiàn)有產(chǎn)品存在的問題，結(jié)合市場需要，我們提出了基于太陽能的無線液位控制系統(tǒng)。產(chǎn)品具有安裝簡單、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、性價(jià)比低、傳感器連接線路過長、水泵無智能管理等問題，實(shí)現(xiàn)了超長的電池待機(jī)，保證了產(chǎn)品長期穩(wěn)定的工作。
