采用LORA联网和电池供电的智能灌溉系统设计要点如下:灌溉主控制器通过4G移动网络连接到云服务器，并由恒定电源供电。作为LORA网关，灌溉子控制器通过LORA协议与多个灌溉子控制器通信，灌溉子控制器由9V/12V电池供电，通过LORA协议实现与主控制器的远程无线通信，由于电池的长期使用，其电压会逐渐降低，TC7660用于升压，大电容充电达到电磁阀的开启电压。MCU的ADC检测并控制充电时间，充电完成后，单片机控制电桥驱动电路使电磁阀线圈正向或反向放电，驱动电磁阀开启或关闭，从而实现灌溉喷水的通断控制。
需要注意的是，TC7660的振荡频率为10kHz，外围倍压电路需要使用约1uF的电容，而TC7660H的振荡频率为120kHz，外围倍压电路可以使用约100nF的电容。25伏精准充电电路第一，限压恒流充电第二，脉冲充电第三，自动关机待机电流很小，当BW=125kHz时，可以达到约-132dBm的比特率Rb = SF * EC/（2sf/BW）= 10 * 4/6 * 125 kHz/2 ^ 10 = 813 bps；也就是说，一次发送一位数据需要2288ms，256bytepayload的最大传输时间约为5s加上前导码长度。从主控制向主控制发送256字节数据需要7=2s，从主控制发送256字节数据需要1167s=6s，主控控制的MCU使用RTC的定时器唤醒功能。以3s为周期唤醒检测LORA渠道活动CAD，一旦检测到活动通道，连续进行大约15次CAD检测，连续检测活动通道超过16次，然后全速运行MCU的程序以接收数据并处理相应的程序。同时，如果是定期灌溉的时间，唤醒MCU进行灌溉的逻辑处理，如果没有检测到活动频道，请立即再次进入睡眠状态。实测睡眠期间MCU和LORA模块的总工作电流约为20uA，在独立控制的电源电池的输入端串联一个大约10欧的电阻。用示波器测量电阻两端的电压，可以得到单独控制的工作电流的波形，从波形可以看出，长度约为21ms、振幅约为180mV（对应18mA的工作电流）的脉冲信号每3秒左右分为两部分。第一部分为8毫秒，振幅为18毫安，3s内的平均工作电流约为:18mA*21ms/3000ms20uA=146uA。考虑到电池容量，1/3用于待机消耗，其余2/3用于数据收发、电磁阀切换等功能，年耗电量约为3700mAh。
文章TAG：LORA 灌溉 供电 主控 分控
