CN202650124U - 农业节水灌溉收费系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种农业节水灌溉收费系统，涉及一种水量控制设备，该系统包括灌溉装置、与灌溉装置连接的灌溉控制器以及POS预付费管理机，所述灌溉控制器主要包括微处理器，与微处理器连接的数据存储器、电控器、显示电路和电源电路；所述灌溉控制器还包括与微处理器连接的读卡电路，该读卡电路主要包括一非接触式读卡芯片；本实用新型的有益效果是：本实用新型的灌溉控制器采用非接触式射频卡的方式进行预付费管理，通过无线方式读写卡中的信息，非常适合恶劣工作环境，不会像插拔式IC卡的卡座产生磨损，影响正常使用，并且集计量、预付费、控制于一体，实现了科学化、现代化的管理。

Description

农业节水灌溉收费系统

【技术领域】

本实用新型涉及一种农业节水灌溉收费系统。

【背景技术】

我国在农业排灌系统管理普遍存在面积大、收费难、管理成本高的特点，对地下取水难以控制、难观测，造成水资源浪费，破坏地下水位，水资源得不到良性循环；因此人们采用了大量的自动化技术进行培养农作物，如自动灌溉、催肥等等，如科技人员开发了具有自动灌溉功能的控制器，如专利号为98222820．1的中国专利“智能卡灌溉自动控制装置”，其目的是通过对智能卡的管理实现的，它包括与中心控制器连接的智能卡读写电路、显示电路、振荡电路、键盘操作电路、复位电路、数据存储电路和电机控制电路，其中，智能卡读写电路、键盘操作电路、复位电路—起完成对智能卡数据的更新，振荡电路用以计时，上述电路共同实现对电机控制电路的控制，在自动灌溉装置中采用了微处理器进行智能化管理，可对地下水资源进行很好的智能化管理，但其用户卡一般采用插拔式的卡片，使得卡座极易磨损，造成接触不良，影响正常使用；另外，这些控制器不具有远程通讯功能，不能够将设备内的数据上报到管理部门，管理部门不能很好的对灌溉控制器进行管理。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于有效克服上述技术的不足，提供一种具有远程通信功能的节水灌溉收费系统，该节水灌溉收费系统采用非接触式射频卡进行预付费管理，读卡速度快、可靠性高、安全性高。

本实用新型的技术方案是这样实现的：它包括灌溉装置、与灌溉装置连接的灌溉控制器以及POS预付费管理机，其改进之处在于：所述灌溉控制器包括机箱、微处理器，以及和微处理器连接的数据存储器、显示电路和电源电路；所述灌溉控制器还包括与微处理器连接的读卡电路，该读卡电路主要包括一非接触式读卡芯片；

优选地，所述非接触式读卡芯片为FM1702非接触式读卡芯片，用于读取射频卡；

优选地，所述灌溉控制器还包括与微处理器连接的一GPRS模块，通过该GPRS模块灌溉控制器可将数据传送至服务器平台；

优选地，所述POS预付费管理机设有与其进行数据传递的中心计算机，该中心计算机安装有售水管理软件；

优选地，所述POS预付费管理机可对射频卡进行开卡与充值；

优选地，所述灌溉控制器还包括通信接口电路，该通信接口电路由RS232接口电路与RS485接口电路组成；

优选地，所述灌溉控制器还包括与微处理器连接的时钟电路，该时钟电路主要包括芯片U15，所述芯片U15为时钟芯片DS1302；

优选地，所述灌溉控制器还包括与微处理器连接的控制采集电路，所述控制采集电路中设有接口INT1、INT2、INT3，用于采集电表的脉冲信号与水表的脉冲信号；还设置有光电开关U8、U9、U10、U11，用于隔离外部用电，防止外部电源干扰电源电路；

优选地，所述数据存储器为U14，U14为一个256K位串行CMOS E2PROM内部含有32768个字节空间的存储器；

优选地，所述显示电路主要由ZLG7289芯片驱动，ZLG7289芯片是一个串行接口，8位LED数码管及64键键盘智能控制芯片。

本实用新型的有益效果在于：其一、本实用新型的灌溉控制器采用非接触式射频卡的方式进行预付费管理，通过无线方式读写卡中的信息，非常适合恶劣工作环境，不会像插拔式IC卡的卡座产生磨损，影响正常使用，并且集计量、预付费、控制于一体，实现了科学化、现代化的管理；其二、本实用新型的灌溉控制器包括一个与微处理器连接的GPRS模块，该GPRS模块可将灌溉控制器的数据传送至服务器平台，人们可在网络上实时查看数据，如累计用量、当前用户使用量等，也可进行实时控制，如强行关泵与开泵等；其三、数据存储器的存储量大，能存储一个月内的设备用水量的情况，并且在停电的时候，用户的数据保存在设备中，不影响下一个用户；在设备有一个用户在使用时，禁止其他用户划卡使用，以避免用户之间产生误会；其四、持卡浇地可有效解决多年来用水旺季浇地难、水费征收难的问题，可实现群众明白用水、干部清白管理，减少用水纠纷，改善干部与群众间的关系，促进农村社会的稳定和谐，远程监测可实时了解用水量，统计局部用水情况，同时可有效控制每年抽取地下水水量，以致更好的保护地下水。

【附图说明】

图1为本实用新型的原理方框图；

图2为本实用新型的灌溉控制器的原理方框图；

图3为本实用新型微处理器、数据存储器和时钟电路的电路原理图；

图4为本实用新型读卡电路原理图；

图5为本实用新型GPRS模块电路原理图；

图6为SIM卡座电路原理图；

图7、图8为本实用新型通信接口电路原理图；

图9、图10为本实用新型电源电路原理图；

图11、图12为本实用新型控制采集电路的原理图；

图13为本实用新型显示电路的原理图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。

参照图1与图2所示，本实用新型揭示的一种农业节水灌溉系统，该系统包括灌溉装置1、与灌溉装置1连接的灌溉控制器2以及POS预付费管理机3，POS预付费管理机3设有与其进行数据传递的中心计算机4，该中心计算机4安装有售水管理软件，POS预付费管理机3可对射频卡6进行开卡与充值；灌溉控制器2主要包括微处理器201，与微处理器201连接的数据存储器202、电控器203、显示电路204、电源电路205、时钟电路208、通信接口电路209和控制采集电路210，灌溉控制器2还包括与微处理器201连接诶的读卡电路206，该读卡电路206主要包括一非接触式读卡芯片；灌溉控制器2还包括与微处理器201连接的一GPRS模块207，通过该GPRS模块207，灌溉控制器2可将数据传送至服务器平台5。

结合图3，为微处理器201与数据存储器202、时钟电路208的电路连接图，微处理器U3为ST公司STM32(ARM Cortex-M3)32位微控制器，型号为STM32F103RBT6，STM32F103RBT6的内核是ARM 32位的Cortex^TM-M3 CPU频率最高能达到72MHz，1.25DMips/MHz、0等待周期的存储器、单周期乘法和硬件除法；存储器有128K字节的闪存程序存储器和20K字节的SRAM。

微处理器201由C8-C17、C46、R2、R3、R4、R60、KEY7(MCU-RST)、JP1(BOOT)、JP2(SWD)与U3加上3.3V电源组成最少系统，基中：R2、C8、C9、Y1晶振电路提供外部频率，R60、C46、KEY7(MCU-RST)电路上一个上电自动复位和按键手动复位功能，JP1(BOOT)跳线选择是STM32F103RBT6起动模式，接到低电平时为用户闪存存储器FLASH起动，接到高电平时系统存储器起动；JP2(SWD)接口是一个SWD下载仿真调试接口；R12、Q1、B1组成了一个驱动蜂鸣器电路，由STM32F103RBT6的PB3引脚控制，低电平时有蜂鸣声。

数据存储器202主要包括芯片U14，U14是一个256K位串行CMOS E2PROM内部含有32768个字节空间的存储器，可编程/擦写100000次，数据可保存100年，用来存储设备相关参数及用户刷卡信息，U14是W25X16，用来备用，W25X16是华邦生产的一个高容量FLASH存储器，有16M位2M字节的容量空间；时钟电路208主要包括芯片U15，芯片U15是一个时钟芯片DS1302，它可以对年、月、日、周、日、时、分、秒进行计时，且具有闰年补偿等多种功能，在系统中主要用来记录用户卡刷卡日期，和上报日期；JP6是一个与显示板JP5对接的插针排线，用来连接控制显示板。

参照图4所示，为读卡电路206的电路原理图，该读卡电路206的非接触式读卡芯片采用的是复旦微的FM1702非接触式读卡芯片，它的功能是读取IC卡，卡内数据，实现卡内金额的交互。它符合国家标准，支持ISO14443认证，支持typeA的协议。支持S50、S70、M1LIGHT卡的读取，读卡时间小于3ms，可在短时间内完成交互。

参照图5所示，为GPRS模块207的电路原理图，该GPRS模块采用华为GTM900无线模块，华为GTM900无线模块是一款三频段GSM/GPRS无线模块。它支持标准的AT命令及增强AT命令，提供丰富的语音和数据业务等功能，是高速数据传输等各种应用的理想解决方案；结合图6，为SIM卡座电路。

参照图7、图8，为通信接口电路209的电路连接图，图7为一个TTL电平转成RS485信号的电路，此电路在系统中备用，主要为以后的采集外部信息预留的一个485接口信号。图8为一个TTL电平转成RS232信号的电路，此电路在系统中备用，主要为以后的采集外部信息预留的一个232接口信号。

参照图9、图10，为电源电路205的原理图，图9是一个可以在165-420VAC做为输入电源，输出12V/1.25V的电压转换电路；因为农业灌溉用电都是在380VAC高压电，且农业用电电压不是很稳定，为了保证系统正常供电，做为一个可输入电源就选择在165-420VAC。图10是一个12V转5V与5V转3.3V稳压滤波电路，供系统中不同电压电源，12V转5V主要是由LM2596完成，5V转3.3V稳压主要由LM1117-3.3完成，C1~C7电容主要起电源滤波作用。

参照图11与图12，为本实用新型控制采集电路210的原理图，如图11、图12所示，JP10与JP4在不同的电路板上，通过导线连接起来，JTQ-OUT是控制电机的交流接触的线圈来控制电机的开起，INT1、INT2、INT3是采集电表脉冲信号与水表表脉冲信号接口，U8、U9、U10、U11是一个光电开关，主要是隔离外部用电，防止外部电源干扰系统电源。

参照图13，为本实用新型显示电路204的原理图，显示主要由ZLG7289芯片驱动，ZLG7289是一个串行接口，8位LED数码管及64键键盘智能控制芯片，图13为ZLG7289芯片与8位共阴数码管典型连接图，因为此系统只需要5个按键，所以只画了5个按键的电路。显示功能主要显示一些人机界面，包含用户号，用户卡上金额等相关信息，按键主要是通过手动输入相关参数信息。

本实用新型使用POS预付费管理机3对射频卡6进行开卡与充值电量，用于则拿取射频卡6去机井旁刷卡取水，灌溉控制器2的读卡电路206对射频卡进行读取，并记录每个用户刷卡取水的相关信息，如用户号、用户名、用电量、用水量、开泵时间以及关泵时间等；另外，灌溉控制器2的GPRS模块207可将这些数据传送至服务器平台5，在公网上输入IP地址就可以实时查看数据，如累计用量、当前用户使用量等，也可进行实时控制，如强行关泵与开泵等。

本实用新型采用非接触式射频卡的方式进行预付费管理，同时完成水量、电量的计量，相对于插拔卡来说，不会造成卡座的磨损，使用时间更长；采用高速射频卡，读写速度相当快，避免因抖动造成读写不成功的现象，可靠性、安全性高；并且集计量、预付费、控制于一体，实现了科学化、现代化的管理。

以上所描述的仅为本实用新型的较佳实施例，上述具体实施例不是对本实用新型的限制。在本实用新型的技术思想范畴内，可以出现各种变形及修改，凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的润饰、修改或等同替换，均属于本实用新型所保护的范围。

Claims (10)

1.一种农业节水灌溉收费系统，该系统包括灌溉装置、与灌溉装置连接的灌溉控制器以及POS预付费管理机，其特征在于：所述灌溉控制器主要包括微处理器，与微处理器连接的数据存储器、电控器、显示电路和电源电路；所述灌溉控制器还包括与微处理器连接的读卡电路，该读卡电路主要包括一非接触式读卡芯片。

2.根据权利要求1所述的农业节水灌溉收费系统，其特征在于：所述非接触式读卡芯片为FM1702非接触式读卡芯片，用于读取射频卡。

3.根据权利要求1所述的农业节水灌溉收费系统，其特征在于：所述灌溉控制器还包括与微处理器连接的一GPRS模块，通过该GPRS模块灌溉控制器可将数据传送至服务器平台。

4.根据权利要求1所述的农业节水灌溉收费系统，其特征在于：所述POS预付费管理机设有与其进行数据传递的中心计算机，该中心计算机安装有售水管理软件。

5.根据权利要求1所述的农业节水灌溉收费系统，其特征在于：所述POS预付费管理机可对射频卡进行开卡与充值。

6.根据权利要求1所述的农业节水灌溉收费系统，其特征在于：所述灌溉控制器还包括通信接口电路，该通信接口电路由RS232接口电路与RS485接口电路组成。

7.根据权利要求1所述的农业节水灌溉收费系统，其特征在于：所述灌溉控制器还包括与微处理器连接的时钟电路，该时钟电路主要包括芯片U15，所述芯片U15为时钟芯片DS1302。

8.根据权利要求1所述的农业节水灌溉收费系统，其特征在于：所述灌溉控制器还包括与微处理器连接的控制采集电路，所述控制采集电路中设有接口INT1、INT2、INT3，用于采集电表的脉冲信号与水表的脉冲信号；还设置有光电开关U8、U9、U10、U11，用于隔离外部用电，防止外部电源干扰电源电路。

9.根据权利要求1所述的农业节水灌溉收费系统，其特征在于：所述数据存储器为U14，U14为一个256K位串行CMOS E2PROM内部含有32768个字节空间的存储器。

10.根据权利要求1所述的农业节水灌溉收费系统，其特征在于：所述显示电路主要由ZLG7289芯片驱动，ZLG7289芯片是一个串行接口，8位LED数码管及64键键盘智能控制芯片。

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