一种基于LORA物联网技术的水控机控制电路的制作方法

一种基于lora物联网技术的水控机控制电路
技术领域
1.本实用新型涉及单片机控制技术领域，尤其涉及一种基于lora物联网技术的水控机控制电路。


背景技术：

2.目前市场中大部分的水控机都是单机刷卡的，单机版本设备存在一个很大问题就是不在线，无法后台统一管理，卡机消费数据无法得到跟踪，并且无法侦测一些恶意破坏和非法使用的情况，也有个别厂家设备使通过2g或者4g来解决这一问题，但是由于运营商流量费用和2g、4g模组的成本还是使整个的运营成本超出预算。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种基于lora物联网技术的水控机控制电路，用以解决水控机无法侦测一些恶意破坏和非法使用的情况的问题；
4.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
5.一种基于lora物联网技术的水控机控制电路，包括：
6.lora通信模块，用于接收来自网关的预设信号；
7.单片机控制模块，用于根据预设信号生成对应的控制信号；所述单片机控制模块包括控制芯片u3和晶振电路，所述晶振电路与控制芯片u3的第二引脚和第三引脚连接；
8.磁阀驱动模块，用于根据所述控制信号驱动电磁阀工作；
9.电流检测模块，用于根据所述控制信号监测电磁阀的工作状态；
10.电平转换模块，与流量计连接，用于将流量计测量的流量信息经过电平转换后发送至控制芯片u3。
11.进一步的，lora通信模块包括通信芯片u4和指示灯电路；
12.所述通信芯片u4的第五引脚通过电阻r13与控制芯片u3的第九引脚连接，所述通信芯片u4的第六引脚通过电阻r12与控制芯片u3的第八引脚连接，所述通信芯片u4的第一引脚通过电阻r22与所述指示灯电路连接，所述通信芯片u4的第二引脚通过电阻r23与所述指示灯电路连接，所述通信芯片u4的第三引脚通过电阻r24与所述指示灯电路连接。
13.进一步的，磁阀驱动模块包括第一磁阀驱动单元和第二磁阀驱动单元；
14.所述第一磁阀驱动单元包括三极管q3、二极管d4、电阻r3、二极管d2、mos管q1、电阻r29、发光二极管led1和电阻r1；
15.所述三极管q3的基极通过电阻r19与所述控制芯片u3的第二十一引脚连接，所述三极管q3的基极还与二极管d4的负极连接，所述二极管d4的正极接地，所述三极管q3的发射极接地，所述三极管q3的集电极与所述mos管q1的栅极连接，所述三极管q3的集电极还通过电阻r3接电源，所述mos管q1的源极分别与所述电流检测模块和电阻r29的一端连接，所述电阻r29的另一端接地，所述mos管q1的漏极与二极管d2的正极连接，所述二极管d2的负极连接电源，所述二极管d2的两端与第一电磁阀连接，所述mos管q1的与发光二极管led1的
负极连接，所述发光二极管led1的正极通过电阻r1与电源连接；
16.所述第二磁阀驱动单元包括三极管q4、二极管d5、电阻r4、二极管d3、mos管q2、电阻r30、发光二极管led2和电阻r2；
17.所述三极管q4的基极通过电阻r18与所述控制芯片u3的第二十二引脚连接，所述三极管q4的基极还与二极管d5的负极连接，所述二极管d5的正极接地，所述三极管q4的发射极接地，所述三极管q4的集电极与所述mos管q2的栅极连接，所述三极管q4的集电极还通过电阻r4接电源，所述mos管q2的源极分别与所述电流检测模块和电阻r30的一端连接，所述电阻r30的另一端接地，所述mos管q2的漏极与二极管d3的正极连接，所述二极管d3的负极连接电源，所述二极管d3的两端与第二电磁阀连接，所述mos管q2的与发光二极管led2的负极连接，所述发光二极管led2的正极通过电阻r2与电源连接。
18.进一步的，磁阀驱动模块还包括电磁阀尖峰吸收单元；
19.所述电磁阀尖峰吸收单元包括电阻r40、电阻r41、电容c7和电容c8；所述电容c7的一端与二极管d2的负极连接，电容c7的另一端通过电阻r40与二极管d2的正极连接，所述电容c8的一端与二极管d3的负极连接，电容c8的另一端通过电阻r41与二极管d3的正极连接。
20.进一步的，电流检测模块包括测量芯片u6、电阻r36、电阻r37、电阻r38和电阻r39；
21.所述测量芯片u6的第三引脚与第一磁阀驱动单元中mos管q1的源极连接，所述测量芯片u6的第十二引脚与第二磁阀驱动单元中mos管q2的源极连接，所述测量芯片u6的第七引脚与所述电阻r36的一端连接，所述电阻r36的另一端分别与控制芯片u3的第六引脚和电阻r38的一端连接，电阻r38的另一端接地，所述测量芯片u6的第八引脚与所述电阻r37的一端连接，所述电阻r37的另一端分别与控制芯片u3的第七引脚和电阻r39的一端连接，电阻r39的另一端接地。
22.进一步的，电平转换模块包括第一电平转换单元、第二电平转换单元和霍尔供电单元；
23.所述第一电平转换单元包括电阻r7、电阻r8、mos管q5、电容c21、二极管d6和电阻r5；
24.所述电阻r7的一端与电源连接，另一端与控制芯片u3的第三十引脚连接，所述电阻r8的一端与电源连接，另一端与所述mos管q5的栅极连接，所述mos管q5的源极与控制芯片u3的第三十引脚连接，所述mos管q5的漏极通过电阻r5与所述霍尔供电单元连接，所述mos管q5的漏极还与二极管d6的负极连接，所述二极管d6的正极接地，所述电容c21并联接在所述二极管d6的两端，所述mos管q5的漏极还与流量计连接；
25.所述第二电平转换单元包括电阻r9、电阻r10、mos管q6、电容c22、二极管d7和电阻r6；
26.所述电阻r9的一端与电源连接，另一端与控制芯片u3的第十四引脚连接，所述电阻r10的一端与电源连接，另一端与所述mos管q6的栅极连接，所述mos管q6的源极与控制芯片u3的第十四引脚连接，所述mos管q6的漏极通过电阻r6与所述霍尔供电单元连接，所述mos管q6的漏极还与二极管d7的负极连接，所述二极管d7的正极接地，所述电容c22并联接在所述二极管d7的两端，所述mos管q6的漏极还与流量计连接。
27.进一步的，霍尔供电单元包括：电阻丝f1、电阻丝f2、电容c19和电容c30；
28.所述电阻丝f1的一端与电源连接，所述电阻丝f1的另一端通过所述电阻r5与所述
mos管q5的漏极连接，所述电阻丝f1的另一端还通过电容c19接地；
29.所述电阻丝f2的一端与电源连接，所述电阻丝f2的另一端通过所述电阻r6与所述mos管q6的漏极连接，所述电阻丝f2的另一端还通过电容c30接地。
30.进一步的，还包括电源模块；
31.所述电源模块包括第一电压转换单元和第二电压转换单元；
32.所述第一电压转换单元用于将输入电源转换为第一供电电压，所述第一供电电压用于为电流检测模块供电；
33.所述第二电压转换单元用于将第一供电电压转换为第二供电电压，所述第二供电电压用于为lora通信模块、单片机控制模块和电平转换模块供电。
34.本实用新型与现有技术相比，至少包含以下有益效果：
35.(1)采用lora物联网网络，成本低，无需流量费，并且可以大量接入物联网中；
36.(2)通过lora通信模块能够与上位机进行通信，及时发现恶意破坏和非法使用的情况；
37.(3)通过lora通信能够将水控机的流量及电磁阀工作状态及时上传到后台管理，使得后台管理人员能够及时发现电磁阀的工作状态，防止电磁阀损坏而无法发现的问题。
附图说明
38.图1是本实用新型实施例的总体架构示意图；
39.图2是本实用新型实施例中单片机控制模块的电路图；
40.图3是本实用新型实施例中lora通信模块的电路图；
41.图4是本实用新型实施例中磁阀驱动模块的电路图；
42.图5是本实用新型实施例中电流检测模块的电路图；
43.图6是本实用新型实施例中电平转换模块的电路图；
44.图7是本实用新型实施例中电源模块的电路图。
具体实施方式
45.以下是本实用新型的具体实施例，并结合附图对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
46.如图1所示，本实用新型一种基于lora物联网技术的水控机控制电路，包括lora通信模块、单片机控制模块、磁阀驱动模块、电流检测模块和电平转换模块；
47.其中，lora通信模块用于接收来自网关的预设信号，单片机控制模块用于根据预设信号生成对应的控制信号，如图2所示，单片机控制模块包括控制芯片u3和晶振电路，所述晶振电路与控制芯片u3的第二引脚和第三引脚连接，磁阀驱动模块用于根据所述控制信号驱动电磁阀工作，电流检测模块用于根据所述控制信号监测电磁阀的工作状态；电平转换模块与流量计连接，用于将流量计测量的流量信息经过电平转换后发送至控制芯片u3。
48.如图3所示，lora通信模块包括通信芯片u4和指示灯电路；所述通信芯片u4的第五引脚通过电阻r13与控制芯片u3的第九引脚连接，所述通信芯片u4的第六引脚通过电阻r12与控制芯片u3的第八引脚连接，所述通信芯片u4的第一引脚通过电阻r22与所述指示灯电路连接，所述通信芯片u4的第二引脚通过电阻r23与所述指示灯电路连接，所述通信芯片u4
的第三引脚通过电阻r24与所述指示灯电路连接。
49.通信芯片u4的第五引脚和第六引脚用来和单片机控制模块连接，使得单片机控制模块中的信息能够通过通信芯片u4与上位机进行通信，及时获取水控机中电磁阀的工作状态，并且也能上位机发出的控制指令发送给单片机控制模块，通过单片机控制模块进一步将控制指令发送给磁阀驱动模块，进而实现上位机控制电磁阀的工作状态。
50.如图4所示，磁阀驱动模块包括第一磁阀驱动单元和第二磁阀驱动单元。
51.第一磁阀驱动单元包括三极管q3、二极管d4、电阻r3、二极管d2、mos管q1、电阻r29、发光二极管led1和电阻r1。
52.三极管q3的基极通过电阻r19与所述控制芯片u3的第二十一引脚连接，三极管q3的基极还与二极管d4的负极连接，二极管d4的正极接地，三极管q3的发射极接地，三极管q3的集电极与mos管q1的栅极连接，三极管q3的集电极还通过电阻r3接电源，mos管q1的源极分别与所述电流检测模块和电阻r29的一端连接，所述电阻r29的另一端接地，所述mos管q1的漏极与二极管d2的正极连接，所述二极管d2的负极连接电源，所述二极管d2的两端与第一电磁阀连接，所述mos管q1的与发光二极管led1的负极连接，所述发光二极管led1的正极通过电阻r1与电源连接；
53.第二磁阀驱动单元包括三极管q4、二极管d5、电阻r4、二极管d3、mos管q2、电阻r30、发光二极管led2和电阻r2。
54.三极管q4的基极通过电阻r18与所述控制芯片u3的第二十二引脚连接，三极管q4的基极还与二极管d5的负极连接，二极管d5的正极接地，三极管q4的发射极接地，三极管q4的集电极与mos管q2的栅极连接，三极管q4的集电极还通过电阻r4接电源，mos管q2的源极分别与电流检测模块和电阻r30的一端连接，电阻r30的另一端接地，mos管q2的漏极与二极管d3的正极连接，二极管d3的负极连接电源，二极管d3的两端与第二电磁阀连接，mos管q2的与发光二极管led2的负极连接，发光二极管led2的正极通过电阻r2与电源连接。
55.以第一磁阀驱动单元为例，当高电平从单片机控制模块传输过来时，三极管q3能够导通，使得mos管q1栅极的电压减小，mos管q1关断，使得电磁阀失电，进而电磁阀关闭，而当低电平从单片机控制模块传输过来时，三极管q3关断，使得mos管q1栅极的电压增高，mos管q1导通，使得电磁阀得电，能够开启。
56.磁阀驱动模块还包括电磁阀尖峰吸收单元；电磁阀尖峰吸收单元包括电阻r40、电阻r41、电容c7和电容c8；所述电容c7的一端与二极管d2的负极连接，电容c7的另一端通过电阻r40与二极管d2的正极连接，所述电容c8的一端与二极管d3的负极连接，电容c8的另一端通过电阻r41与二极管d3的正极连接。
57.电磁阀尖峰吸收单元是用来吸收电磁阀关断瞬间的反向电动势，使得mos管以及其他电路不被反向电动势损坏。
58.如图5所示，电流检测模块包括测量芯片u6、电阻r36、电阻r37、电阻r38和电阻r39。
59.测量芯片u6的第三引脚与第一磁阀驱动单元中mos管q1的源极连接，测量芯片u6的第十二引脚与第二磁阀驱动单元中mos管q2的源极连接，测量芯片u6的第七引脚与所述电阻r36的一端连接，电阻r36的另一端分别与控制芯片u3的第六引脚和电阻r38的一端连接，电阻r38的另一端接地，测量芯片u6的第八引脚与所述电阻r37的一端连接，电阻r37的
另一端分别与控制芯片u3的第七引脚和电阻r39的一端连接，电阻r39的另一端接地。
60.电流检测模块通过采集磁阀驱动模块中的电流，并通过自身电路的放大，将电流信息传输至单片机控制模块，使得单片机控制模块能够测得电磁阀是否能够正常工作。
61.如图6所示，电平转换模块包括第一电平转换单元、第二电平转换单元和霍尔供电单元。
62.第一电平转换单元包括电阻r7、电阻r8、mos管q5、电容c21、二极管d6和电阻r5。
63.电阻r7的一端与电源连接，另一端与控制芯片u3的第三十引脚连接，电阻r8的一端与电源连接，另一端与mos管q5的栅极连接，mos管q5的源极与控制芯片u3的第三十引脚连接，mos管q5的漏极通过电阻r5与霍尔供电单元连接，mos管q5的漏极还与二极管d6的负极连接，二极管d6的正极接地，电容c21并联接在二极管d6的两端，mos管q5的漏极还与流量计连接；
64.第二电平转换单元包括电阻r9、电阻r10、mos管q6、电容c22、二极管d7和电阻r6；
65.电阻r9的一端与电源连接，另一端与控制芯片u3的第十四引脚连接，电阻r10的一端与电源连接，另一端与mos管q6的栅极连接，mos管q6的源极与控制芯片u3的第十四引脚连接，mos管q6的漏极通过电阻r6与霍尔供电单元连接，mos管q6的漏极还与二极管d7的负极连接，二极管d7的正极接地，电容c22并联接在二极管d7的两端，mos管q6的漏极还与流量计连接。
66.流量计将测得信号通过电平转换模块后传输到单片机控制模块中，控制芯片u3通过计算出流量值，使得当流量达到一定值时，能够关断电磁阀。
67.霍尔供电单元包括：电阻丝f1、电阻丝f2、电容c19和电容c30；电阻丝f1的一端与电源连接，所述电阻丝f1的另一端通过所述电阻r5与所述mos管q5的漏极连接，所述电阻丝f1的另一端还通过电容c19接地；电阻丝f2的一端与电源连接，所述电阻丝f2的另一端通过所述电阻r6与所述mos管q6的漏极连接，所述电阻丝f2的另一端还通过电容c30接地。
68.霍尔供电单元的作用是提供给流量计内部的霍尔元件供电的。
69.如图7所示，电源模块包括第一电压转换单元和第二电压转换单元；所述第一电压转换单元用于将输入电源转换为第一供电电压，所述第一供电电压用于为电流检测模块供电；第二电压转换单元用于将第一供电电压转换为第二供电电压，所述第二供电电压用于为lora通信模块、单片机控制模块和电平转换模块供电。
70.本实用新型通过lora通信能够将水控机的流量及电磁阀工作状态及时上传到后台管理，使得后台管理人员能够及时发现电磁阀的工作状态，防止电磁阀损坏而无法发现的问题。
71.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。