CN207393504U - 一种机井水泵取水控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种机井水泵取水控制器，包括单片机、电源电路、时钟电路、计量电路、数据存储电路、继电器控制电路、箱门开闭检测电路、射频IC卡读写模块、液晶显示模块和测控信号音频通信电路，所述计量电路与所述单片机的串口接口电连接，用于计量取用水量数据；所述箱门开闭检测电路与所述单片机的输入接口电连接，用于识别箱门的打开与关闭状态；所述射频IC卡读写模块与所述单片机的读写接口电连接，用于将射频IC卡内数据读取到单片机内存储和将单片机内数据写入射频IC卡内存储。本实用新型能准确采集用户的取用水量，依水价实时计算并扣除用户的水资源费，能通过语音通话通道与控制人员远程音频信号通信，保证远程通信的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型属于农业灌溉取水控制器技术领域，具体地涉及一种机井水泵取水控制器。
背景技术
现有的农业灌溉机井水泵取用水的管理中存在以下问题，一是未进行取用水量计量，存在取用水浪费现象，与当前国家最严格的水资源管理不相符；二是虽然采取了取用水量计量措施，但计量方式不科学，多用以电量折算水量，或以时间折算水量，计量精度低，尤其在用水旺季或枯水季常出现多计取用水量现象；三是虽然安装了计量及控制设备，但采用插入式IC卡，IC在使用过程中易损坏；四是虽然安装了控制设备，并且设备具有程序网络通信功能，但需要专用软件进行操作，需要农民具有一定的计算机技术能力，这些情况不利于农民取水灌溉操作，也不利于水利管理部门对农业灌溉取用水的管理。并且，现有的取水测控终端技术中，通常采用移动通信网络进行GPRS或CDMA数据通信或短信通信，但在移动通信中，受通信条件限制常出现GPRS或CDMA通信链路连接不稳定的情况，也会大大影响取水测控工作的正常进行。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种机井水泵取水控制器，其能准确采集用户的取用水量，并依水价实时计算并扣除用户的水资源费，能通过测控信号音频通信电路实现控制人员通过语音通话通道进行取水监控，能保证远程通信的稳定性。
为了实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：
一种机井水泵取水控制器，包括单片机、电源电路、时钟电路、计量电路、数据存储电路、继电器控制电路、箱门开闭检测电路、射频IC卡读写模块、液晶显示模块和测控信号音频通信电路；所述电源电路与所述单片机的电源接口电连接，并与其他电路和模块电连接；所述时钟电路与所述单片机的时钟接口电连接，用于为单片机提供时钟脉冲信号；所述计量电路与所述单片机的串口接口电连接，用于计量取用水量数据；所述数据存储电路与所述单片机的数据接口电连接，用于存储数据；所述继电器控制电路与所述单片机的输出接口电连接，用于单片机输出继电器控制信号；所述箱门开闭检测电路与所述单片机的输入接口电连接，用于识别箱门的打开与关闭状态；所述射频IC卡读写模块与所述单片机的读写接口电连接，用于将射频IC卡内数据读取到单片机内存储和将单片机内数据写入射频IC卡内存储；所述液晶显示模块与所述单片机的显示接口电连接，用于显示数据；所述测控信号音频通信电路与所述单片机电连接，通过语音通话通道与控制人员实现远程音频信号通信。
进一步地，所述计量电路包括串口端子、差分总线接收器，所述串口端子经过所述差分总线接收器与所述单片机的串口接口电连接，所述串口端子接入水表的输出信号。
进一步地，所述继电器控制电路包括三极管、电子开关和继电器，所述单片机的输出接口与所述三极管的基极电连接，所述电子开关与所述三极管的集电极电连接，所述电子开关与所述继电器电连接。
进一步地，所述箱门开闭检测电路包括脉冲端子、防雷器、滤波器和反相器，所述脉冲端子依次经过所述防雷器、滤波器和反相器后与所述单片机的输入接口电连接，所述脉冲端子接入行程开关的输出信号。
进一步地，所述测控信号音频通信电路包括通信模块、DTMF编解码模块和语音模块，所述单片机分别与所述通信模块、所述DTMF编解码模块和所述语音模块电连接，所述通信模块分别与所述DTMF编解码模块和所述语音模块电连接。
本实用新型的机井水泵取水控制器通过设置计量电路，可以准确采集水表中的取用水量数据；通过设置射频IC卡读写模块，可以通过无线方式读写用户的IC卡数据，其中包含预存的水资源费，可以做到边计算取用水量数据边扣除水资源费；通过设置箱门开闭检测电路，可以自动识别箱门是否被打开，并发送报警信号，防止箱门被打开产生偷电偷水事件；通过设置测控信号音频通信电路，能够接收控制人员的电话拨号并接通电话，通过播放提示音，控制人员能连续按一组电话键，取水控制器接收组合的电话键信号就能自动控制机井水泵的启停，保证远程通信的稳定性。
附图说明
图1是本实用新型的机井水泵取水控制器的组成结构图；
图2是本实用新型的计量电路的组成结构图；
图3是本实用新型的继电器控制电路的组成结构图；
图4是本实用新型的箱门开闭检测电路的组成结构图；
图5是本实用新型的测控信号音频通信电路的组成结构图。
具体实施方式
为了加深对本实用新型技术方案的理解，下面将结合说明书附图对本实用新型作进一步阐述。
如图1所示，本实用新型提供一种机井水泵取水控制器，包括单片机、电源电路、时钟电路、数据存储电路、计量电路、继电器控制电路、箱门开闭检测电路、射频IC卡读写模块、液晶显示模块和测控信号音频通信电路。电源电路与单片机的电源接口的I/O引脚电连接，并与其他电路和模块电连接，分别用于提供直流12V、5V和3.3V电源。时钟电路与单片机的时钟接口的I/O引脚电连接，用于为单片机提供时钟脉冲信号。计量电路与单片机的串口接口的I/O引脚电连接，用于计算取用水量数据。数据存储电路与单片机的数据接口的I/O引脚电连接，用于存储数据。继电器控制电路与单片机的输出接口的I/O引脚电连接，用于为单片机输出继电器控制信号。箱门开闭检测电路与单片机的输入接口的I/O引脚电连接，用于识别箱门的打开与关闭状态。射频IC卡读写模块与单片机的读写接口的I/O引脚电连接，用于将射频IC卡内数据读取到单片机内存储和将单片机内数据写入射频IC卡内存储。液晶显示模块与单片机的显示接口的I/O引脚电连接，用于显示数据。测控信号音频通信电路与单片机电连接，通过语音通话通道与控制人员实现远程音频信号通信。
射频IC卡读写模块的工作过程为：单片机通过和射频IC卡读写模块通讯来接收用户的刷卡数据，当用户刷IC卡时，单片机读入用户的IC卡内数据，首先比较IC卡内的村号和机井水泵取水控制器内所设置的村号是否相同，若不同，则禁止启动水泵，若相同，再判断IC卡内充值余额是否为零，如果余额为零，则禁止水泵启动，用户需持IC卡充值后才能取用水，如果余额大于零，则控制水泵启动，开始抽取水，并以一定的时间间隔读取水表计量的阶段取用水量，依据机井水泵取水控制器内存储的水价数据计算阶段水资源费，并从用户的IC卡内充值余额中扣除相应金额，用户取用水完成后再次刷IC卡即可关闭机井水泵，同时把当前用户的IC卡内充值余额自动存储到用户的IC卡内，如果在取用水过程中IC卡内充值余额递减为零，则控制水泵停止，禁止用户取用水。
如图2所示，计量电路包括串口端子、差分总线接收器，串口端子经过差分总线接收器与单片机的串口接口的I/O引脚电连接。计量电路的工作过程为：串口端子接入水表的输出信号，信号经过差分总线接收器转换后进入单片机，单片机通过内部程序自动解析信号数据，识别出用户的取用水量。
如图3所示，继电器控制电路包括三极管、电子开关和继电器，单片机的输出接口的I/O引脚与三极管的基级电连接，三极管的集电极与电子开关电连接，电子开关与继电器电连接。继电器控制电路的工作过程为：单片机发出命令信号，命令信号通过电阻输入三极管的基级，命令信号经三级管放大后控制电子开关接通，电子开关接通后将12V电压输入到继电器的电子线圈，进而实现对继电器的控制。
如图4所示，箱门开闭检测电路包括脉冲端子、防雷器、滤波器和反相器，脉冲端子依次经过防雷器、滤波器和反相器后与单片机的输入接口的I/O引脚电连接。箱门开闭检测电路的工作过程为：脉冲端子接入行程开关的脉冲输出信号，如果是干扰的高电压脉冲信号，干扰的高电压脉冲信号将通过防雷器接地，反之脉冲输出信号将进入滤波器，再经过反相器进入单片机，单片机通过内部程序自动对行程开关的脉冲输出信号的电压进行判断，如果电压大于零，则表示行程开关接通即箱门被打开，如果电压等于零，则表示行程开关关闭即箱门被关闭，进而实现对箱门的打开与关闭状态的识别判断。
如图5所示，测控信号音频通信电路包括通信模块、DTMF编解码模块和语音模块，单片机的语音控制信号数据输入接口的I/O引脚与DTMF编解码模块电连接，单片机的提示语音的文字数据输出接口的I/O引脚与语音模块电连接，通信模块的输出与DTMF编解码模块电连接，语音模块的输出与通信模块电连接。测控信号音频通信电路的工作过程为：管理端用电话机拨号呼叫通信模块，通信模块识别出管理端的电话号码，并将电话号码输入单片机，单片机将此电话号码与系统配置的可接入电话号码比对，如果此号码属于系统配置的可接入电话号码，则允许接入本次呼叫，如果此号码不属于系统配置的可接入电话号码，则不允许接入本次呼叫。若不允许接入，单片机指令通信模块挂断本次呼叫。若允许接入本次呼叫，单片机指令通信模块接入本次呼叫，通信模块与管理端电话机建立语音通话通道。当通信模块与管理端电话机建立语音通话通道后，通信模块将语音通话通道的全部音频信号输入DTMF编解码模块，DTMF编解码模块进入接收音频信号状态。当通信模块与管理端电话建立语音通话通道后，通信模块通知单片机，单片机生成操作提示文字字符数据并输入语音模块，语音模块将文字字符转换成提示语音信号，并将提示语音信号输入通信模块，通信模块通过与管理端之间的语音通话通道将提示语音传输给管理端并播放，管理端收到提示语音后，根据语音提示进行操作。管理端根据提示语音引导，敲击电话机键盘按键，当某个键按下时，电话机生成该按键对应的双音频信号，并将双音频信号输入语音通话通道中，通信模块接收双音频信号，并将双音频信号输入DTMF编解码模块，DTMF编解码模块解码双音频信号，解码为双音频信号对应键盘按键所代表的数字或字符，并将数字或字符输入单片机，单片机处理数字或字符或者数字或字符组合。单片机处理数字或字符或者数字或字符组合后，如果无误，单片机向取水测控终端输出测控信号或数据，完成取水测控操作，然后将操作结果描述生成文字字符数据并输入语音模块，语音模块将文字字符转换成语音信号，并将语音信号输入通信模块，通信模块把语音信号通过语音通话通道传输给管理端并播放。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种机井水泵取水控制器，其特征在于：包括单片机、电源电路、时钟电路、计量电路、数据存储电路、继电器控制电路、箱门开闭检测电路、射频IC卡读写模块、液晶显示模块和测控信号音频通信电路；所述电源电路与所述单片机的电源接口电连接，并与其他电路和模块电连接；所述时钟电路与所述单片机的时钟接口电连接，用于为单片机提供时钟脉冲信号；所述计量电路与所述单片机的串口接口电连接，用于计量取用水量数据；所述数据存储电路与所述单片机的数据接口电连接，用于存储数据；所述继电器控制电路与所述单片机的输出接口电连接，用于单片机输出继电器控制信号；所述箱门开闭检测电路与所述单片机的输入接口电连接，用于识别箱门的打开与关闭状态；所述射频IC卡读写模块与所述单片机的读写接口电连接，用于将射频IC卡内数据读取到单片机内存储和将单片机内数据写入射频IC卡内存储；所述液晶显示模块与所述单片机的显示接口电连接，用于显示数据；所述测控信号音频通信电路与所述单片机电连接，通过语音通话通道与控制人员实现远程音频信号通信。
2.根据权利要求1所述的一种机井水泵取水控制器，其特征在于：所述计量电路包括串口端子、差分总线接收器，所述串口端子经过所述差分总线接收器与所述单片机的串口接口电连接，所述串口端子接入水表的输出信号。
3.根据权利要求1所述的一种机井水泵取水控制器，其特征在于：所述继电器控制电路包括三极管、电子开关和继电器，所述单片机的输出接口与所述三极管的基极电连接，所述电子开关与所述三极管的集电极电连接，所述电子开关与所述继电器电连接。
4.根据权利要求1所述的一种机井水泵取水控制器，其特征在于：所述箱门开闭检测电路包括脉冲端子、防雷器、滤波器和反相器，所述脉冲端子依次经过所述防雷器、滤波器和反相器后与所述单片机的输入接口电连接，所述脉冲端子接入行程开关的输出信号。
5.根据权利要求1所述的一种机井水泵取水控制器，其特征在于：所述测控信号音频通信电路包括通信模块、DTMF编解码模块和语音模块，所述单片机分别与所述通信模块、所述DTMF编解码模块和所述语音模块电连接，所述通信模块分别与所述DTMF编解码模块和所述语音模块电连接。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN110544346A (zh) * | 2019-08-15 | 2019-12-06 | 山东新元易方科技有限公司 | 基于多模式的机井灌溉收费系统及方法 |
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