CN201388428Y

CN201388428Y - 一种直流灌溉控制装置

Info

Publication number: CN201388428Y
Application number: CN200820233645U
Authority: CN
Inventors: 申长军; 郑文刚; 赵春江; 孙刚; 吴文勇; 邢振; 刘洪禄; 王克武
Original assignee: Beijing Research Center for Information Technology in Agriculture
Current assignee: Beijing Research Center for Information Technology in Agriculture
Priority date: 2008-12-24
Filing date: 2008-12-24
Publication date: 2010-01-27
Anticipated expiration: 2018-12-24

Abstract

一种直流灌溉控制装置，包括主控制模块、RS485通信模块、按键模块、液晶显示模块、传感器和电磁阀驱动模块以及电源模块。用户可以通过按键模块和液晶显示模块对主控制模块进行灌溉参数设置，也可以通过上位机进行灌溉参数设置，然后，主控制模块发出测量控制命令，通过传感器和电磁阀驱动模块实现对土壤湿度的测量和对电磁阀的控制，达到自动灌溉的目的。该直流灌溉控制装置的电源模块包括直流电源。本实用新型一种直流灌溉控制器的优点是：提供方便的人机交互界面，操作简单，性价比高，克服了现在有些地方不能够埋设布线和市电无法到达的场合，便于大范围推广使用。

Description

一种直流灌溉控制装置

技术领域

本实用新型的技术方案属于水利自动化控制领域，更具体地，本实用新型涉及一种采用直流电源供电的直流灌溉控制装置。

背景技术

我国是一个水资源相对短缺的国家，因此，水资源的有效利用对我国可持续发展具有举足轻重的地位。为达到节约用水的目的，近几年，灌溉控制技术得到了迅速发展，灌溉设备的自动化程度越来越高，尤其在控制装置方面，已经出现了采用可编程控制器的数字化控制设备。但是，现有的控制装置也存在诸多不足，比如，灌溉方式比较单一，对操作者技术要求较高，参数调整不便等。

目前，已经开发了多种功能各异的灌溉控制器，它们共同的特点是功耗比较大，需要市电提供电能和埋设布线，这就使得在某些特殊场合无法使用，不适于大面积推广。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种直流灌溉控制装置，其采用两种供电模式，以克服现在有些地方不能够埋设布线和市电无法到达的场合。

本实用新型提供一种直流灌溉控制装置，包括：

主控制模块，用于控制该直流灌溉控制装置的操作；

按键模块，用于配置所述直流灌溉控制装置的控制参数；

传感器和电磁阀驱动模块，用于分别驱动传感器和电磁阀，以便采集灌溉参数和控制水源开关；以及

电源模块，用于为所述主控制模块、按键模块、以及传感器和电磁阀驱动模块提供电源；

其特征在于所述电源模块包含直流电源。

在本实用新型的一个实施例中，所述直流电源包括：干电池、锂离子电池、锌电池、化学电池。

在本实用新型的一个实施例中，所述直流灌溉控制装置进一步包括显示模块，用于显示所述直流灌溉控制装置的参数。

在本实用新型的一个实施例中，所述直流灌溉控制装置进一步包括通信模块，用于将将所述参数向远程控制中心发送和接收来自远程控制中心的指令。

在本实用新型的一个实施例中，所述主控制模块采用型号为C8051F930的芯片，所述显示模块采用型号为KS0713的液晶和型号为74LCX573的地址锁存器构成；所述传感器、电磁阀驱动模块采用型号为PCA9554AD的芯片和4片型号为L9110的驱动芯片，构成一路传感器采集电路和4路电磁阀驱动电路；所述通信模块采用型号为MAX485的芯片。

在本实用新型的一个实施例中，所述所述按键模块，与所述显示模块结合，完成对所述直流灌溉控制装置的参数配置。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的原理和最佳实施方式进行说明。附图及其所表示的实施方式的目的仅仅是为了描述本发明的原理，而不是要以任何方式来将本专利申请的范围限制于所述具体实施方式。其中：

图1示出本实用新型的直流灌溉控制装置的原理框图；

图2示出本实用新型的直流灌溉控制装置中主控制模块的一个实施例的电路原理图；

图3示出本实用新型的直流灌溉控制装置中液晶显示模块的一个实施例的电路原理图；

图4示出本实用新型的直流灌溉控制装置中按键模块的一个实施例的电路原理图；

图5示出本实用新型的直流灌溉控制装置中传感器、电磁阀驱动模块的一个实施例的电路原理图；

图6示出本实用新型的直流灌溉控制装置中通信模块的一个实施例的电路原理图；

图7示出本实用新型的直流灌溉控制装置中电源模块的一个实施例的电路原理图。

具体实施方式

图1示出本实用新型的直流灌溉控制装置的原理框图。如图1所示，本实用新型的直流灌溉控制装置包括主控制模块1，该主控制模块1上连接有液晶显示模块2、按键模块3、传感器和电磁阀驱动模块4、以及通信模块5，分别完成数据的输入输出和对传感器、电磁阀的控制等功能。此外还包括电源模块6，用于给主控制模块1、液晶显示模块2、按键模块3、传感器和电磁阀驱动模块4、以及通信模块5提供电源，保证直流灌溉控制器的正常工作。

在一个实施例中，本实用新型的直流灌溉控制装置上电后，主控制模块1对各部分寄存器进行初始化，然后用户可以通过按键模块3和液晶显示模块2对主控制模块1进行灌溉参数设置。参数设置完成，进入正常操作程序后，主控制模块1发出测量土壤湿度命令。根据所述命令，传感器和电磁阀驱动模块4通过外接的土壤湿度传感器对土壤水分进行测量，并将测量所得的数据返回给主控制模块1。主控制模块1把测量到的土壤湿度和设定的土壤湿度值进行比较，当测得的土壤湿度值低于设定土壤湿度值的下限时，主控制模块1会向传感器和电磁阀驱动模块发出驱动命令，驱动外接的电磁阀动作，以便打开水源对土壤进行灌溉。当土壤湿度值达到或超过设定的土壤湿度值上限时，主控制模块会发出关闭电磁阀的命令，停止对土壤的灌溉。用户在现场可以通过液晶显示模块2看到当前土壤的湿度值、电池剩余电量和每个电磁阀的开关状态。另外，用户也可以把所述直流灌溉控制装置通过通信模块5与上位机相连，进行远程控制和数据查询。

图2示出本实用新型的直流灌溉控制装置中主控制模块的一个实施例的电路原理图。在该实施例中，主控制模块采用型号为C8051F930的芯片，其9、10引脚两端连接一个Y1的晶振，用于给整个系统提供实时时钟。其引脚6通过R34、R11与J3的引脚5相连，通过R34与J3的引脚7相连；引脚7通过R33与J3的引脚4相连，通过R33、R12与J3的引脚6相连，用于程序的调试和下载。引脚6通过R10、R11、R34与C6相连，构成复位电路，用于电路的正常上电复位。

图3示出本实用新型的直流灌溉控制装置中液晶显示模块的一个实施例的电路原理图。在该实施例中，所述液晶显示模块由型号为KS0713的液晶和型号为74LCX573的地址锁存器构成。结合图2和图3，U4的引脚7通过R9、Q2、R20与U5的引脚19相连，用于控制液晶显示的背光；U4的引脚24、23、22、21、20、19、18、17通过总线分别与U5的引脚7、8、9、10、11、12、13、14和U11的引脚2、3、4、5、6、7、8、9分别相连，用于数据和地址的传送。U4的引脚12与U11的引脚11相连，用于控制数据是否可以通过U11到达U5。U11的引脚12、19分别与U5的引脚15、4相连，用于控制芯片U5的工作状态和传送给U5的数据类型。U4的引脚8、11分别与U5的引脚6、5相连，用于控制数据的传送方向，使液晶正常显示。

图4示出本实用新型的直流灌溉控制装置中按键模块的一个实施例的电路原理图。在该实施例中，上述U4的引脚30、29、26、25分别通过电阻R13、R14、R15、R16与S1、S2、S3、S4相连。通过4个按键KEY1-KEY4的编码，可以配置直流灌溉装置的灌溉参数。

图5示出本实用新型的直流灌溉控制装置中传感器、电磁阀驱动模块的一个实施例的电路原理图。在该实施例中，所述模块采用型号为PCA9554AD的芯片和4片型号为L9110的驱动芯片，构成一路传感器采集电路和4路电磁阀驱动电路，用于控制电磁阀的工作状态。结合图2和图5可见，U4的引脚31、32分别通过上拉电阻与U6的引脚14、15相连，用于控制读写时续和数据的传输。U6的引脚4、5通过R23、R27分别与U7的引脚7、6相连，U6的引脚6、7通过R24、R28分别与U8的引脚7、6相连，U6的引脚9、10通过R25、R29分别与U9的引脚7、6相连，U6的引脚11、12通过R26、R30分别与U10的引脚7、6相连，用于控制4路电磁阀的工作状态。U4的引脚15通过R2、R31、R32组成的采集电路与湿度传感器相连接，用于测量土壤的湿度，和配置灌溉参数。

图6示出本实用新型的直流灌溉控制装置中通信模块的一个实施例的电路原理图。在该实施例中，所述通信模块采用型号为MAX485的芯片，其6、7引脚之间通过电感T1和瞬态抑制二极管D6与485通信设备相连，用于为6、7引脚之间提供恒定的电压差，保证通信的稳定性。结合图2与图6可见，U4的13、27、28引脚分别与MAX485的2、1、4引脚相连，用于控制485通信模块数据的接收和发送数据，可以实现多机通信。

图7示出本实用新型的直流灌溉控制装置中电源模块的一个实施例的电路原理图。在该实施例中，所述电源模块包含直流电源，采用了两种供电方式，一种是220V市电供电，另一种是3V干电池供电。当采用第一种供电方式时，220V市电通过12V直流稳压器转变成12V电压，经过U1(AS1117芯片)转变成直流3.3V，为主控制模块1、液晶显示模块2、按键模块3、通信模块5供电，然后，再经过U2(升压芯片LT1615)转换成9V直流电，为传感器和电磁阀驱动模块供电。当采用第二种供电方式时，3V干电池提供的3V直流电，为主控制模块1、液晶显示模块2、按键模块3、通信模块5供电，再经过U2(升压芯片LT1615)转换成9V直流电，为传感器和电磁阀驱动模块供电。当不需要灌溉时，通过U4的14引脚关断U2，使其处于不工作状态，此时，整个电路正常工作仅需要几十微安的电流，处于低功耗模式，保证了电池供电时可以长时间工作。当需要灌溉时，通过U4的14引脚，使U2处于工作状态，此时，提供U2转换的9V直流电供传感器和电磁阀模块正常工作，当灌溉完成后，自动切断U2，处于低功耗模式。

通过采用以上所述的本实用新型的技术方案，至少可以获得以下的优点和有益效果：

1.本实用新型的直流灌溉控制装置包含了直流电源，采用两种供电方式：220V市电供电和3V干电池供电，克服了现在有些地方不能够埋设布线和市电无法到达，因而无法采用灌溉控制的缺陷。此外，用户可以根据不同作物需水量的不同，对灌溉装置进行设置。

2.本实用新型的直流灌溉控制装置遵循串行通信协议，具有485接口，可以通过上位机实现远程控制和数据查询。

3.提供了方便的人机交互界面，操作简单，性价比高，具有广泛推广的价值。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型涉及精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims

1、一种直流灌溉控制装置，包括：

主控制模块(1)，用于控制该直流灌溉控制装置的操作；

按键模块(3)，用于配置所述直流灌溉控制装置的控制参数；

传感器和电磁阀驱动模块(4)，用于分别驱动传感器和电磁阀，以便采集灌溉参数和控制水源开关；以及

电源模块(6)，用于为所述主控制模块、按键模块、以及传感器和电磁阀驱动模块提供电源；

其特征在于，所述电源模块包含直流电源。

2、如权利要求1所述的直流灌溉控制装置，其中所述直流电源包括：干电池、锂离子电池、锌电池、化学电池。

3、如权利要求1-2任一项所述的直流灌溉控制装置，进一步包括显示模块(2)，用于显示所述直流灌溉控制装置的参数。

4、如权利要求3所述的直流灌溉控制装置，进一步包括通信模块(5)，用于将所述参数向远程控制中心发送和接收来自远程控制中心的指令。

5、如权利要求4所述的直流灌溉控制装置，其中所述主控制模块采用型号为C8051F930的芯片，所述显示模块采用型号为KS0713的液晶和型号为74LCX573的地址锁存器构成；所述传感器、电磁阀驱动模块采用型号为PCA9554AD的芯片和4片型号为L9110的驱动芯片，构成一路传感器采集电路和4路电磁阀驱动电路；所述通信模块采用型号为MAX485的芯片。

6、如权利要求3所述的直流灌溉控制装置，其中所述按键模块，与所述显示模块结合，完成对所述直流灌溉控制装置的参数配置。