CN209895153U - 一种智能机井控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能机井控制装置，包含：壳体、至少用于显示水电信息页面的显示屏、控制器、采集模块、无线通信模块、读写模块、多个数据通信接口、存储模块以及供电电源；显示屏设置于壳体上；读写模块设置于所述显示屏的下方；控制器、采集模块、无线通信模块、数据通信接口、存储模块以及供电电源设置于壳体内；其中，控制器与无线通信模块通过UART或USB接口进行连接；读写模块与控制器通过SPI总线连接；显示屏与控制器通过IO接口进行连接；控制器与存储模块通过SPIO总线进行连接；控制器与供电电源电连接；采集模块通过数据通信接口与控制器进行连接。能够实现远程维护，并完善了数据传输通道，保证了数据采集和传输的稳定性。

Description

一种智能机井控制装置

技术领域

本实用新型涉及及水资源控制设备技术领域，特别是一种智能机井控制装置。

背景技术

机井灌溉控制器是农业机井灌溉管理系统中的核心设备，它将机井灌溉控制器、交流接触器以及配电设备安装在一个机箱内，可以采集灌溉用电量、用水量或灌溉时间并自动收取灌溉费用。机井灌溉控制器不仅使管理部门实现了先收费、后灌溉的管理目标；也使农户达到了借助IC卡自主浇地的目的。该产品成功解决了农业机井灌溉管理中长期存在的电费/水费计量不准、拖欠灌溉费用和浪费水资源的难题。目前，机井灌溉控制器一般只支持本地数据采集和存储，只支持模拟量和数字量的输入、输出，且由于一般机井控制器工作的现场环境都比较偏远，环境恶劣、条件复杂，人工现场维护难度大、成本高。

实用新型内容

本实用新型目的在于克服现有技术的不足，提供一种智能机井控制装置，能够实现远程数据传输以及维护，完善了数据传输通道，保证了数据采集和传输的稳定性和可靠性。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种智能机井控制装置，包含：壳体、至少用于显示水电信息页面的显示屏、控制器、采集模块、无线通信模块、读写模块、多个数据通信接口、存储模块以及供电电源；所述显示屏设置于所述壳体上；所述读写模块设置于所述显示屏的下方；所述控制器、采集模块、无线通信模块、数据通信接口、存储模块以及供电电源设置于所述壳体内；其中，

所述控制器与所述无线通信模块通过UART或USB接口进行连接；

所述读写模块与所述控制器通过SPI总线连接；所述显示屏与所述控制器通过IO接口进行连接；所述控制器与所述存储模块通过SPI总线进行连接；所述控制器与所述供电电源电连接；所述采集模块通过所述数据通信接口与所述控制器进行连接。

优选地，采集模块包括用于采集水量的水位计以及用于采集电量的流量计；所述水位计通过ADC接口与所述控制器连接；所述流量计通过RS485接口与所述控制器连接。

优选地，所述无线通信模块包括GPS通信单元、北斗卫星通信单元、Zigbee无线网络通信单元、4G全网通信单元、3G通信单元、LoRa网络单元、NB-IoT网络单元。

优选地，所述数据通信接口至少包括以下其中之一：RS485接口、ADC接口、RS232接口、模拟量输入接口、脉冲输入接口、开关量输入接口、继电器输出接口。

优选地，还包括用于获取地址信息的GPS模块，所述GPS模块与所述控制器通过UART连接。

优选地，还包括用于计时的RTC时钟模块，所述RTC时间模块与所述控制器通过I2C连接。

优选地，还包括用于唤醒控制器的调试按钮以及监测所述控制器运行状态的看门狗；所述调试按钮以及看门狗分别与所述控制器通过GPIO连接。

优选地，还包括指示灯；所述指示灯与所述控制器通过GPIO连接。

优选地，还包括至少用于实现选择输入功能的输入按钮；所述输入按钮与所述控制器通过GPIO连接。

优选地，还包括用于实现大数据存储与导出功能TF卡存储模块；所述TF卡存储模块与所述控制器通过SDIO连接。

本实用新型采用上述技术方案，具有如下有益效果：

本设备通过设置有控制器、采集模块、无线通信模块、读写模块、多个数据通信接口、存储模块，能够实现数据采集、控制、人机交互、读写、大数据存储功能及远距离的管理和维护，相比于单一采集与控制，功能更丰富，同时支持远程控制、管理、数据无线传输、远程设置各类参数等一体的功能，同时完善了数据传输通道，保证了数据采集和传输的稳定性和可靠性。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种智能机井控制装置的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成上述目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效进行详细说明。应当理解，本实用新型所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

结合图1，本实用新型实施例提供提供了一种智能机井控制装置，包含：壳体(图未示出)、至少用于显示水电信息页面的显示屏2、控制器1、采集模块3、无线通信模块4、读写模块5、多个数据通信接口6、存储模块7以及供电电源8；所述显示屏2设置于所述壳体上；所述读写模块5设置于所述显示屏2的下方；所述控制器1、采集模块3、无线通信模块4、数据通信接口6、存储模块7以及供电电源8设置于所述壳体内；其中，

所述控制器1与所述无线通信模块4通过UART或USB接口进行连接；所述读写模块5与所述控制器1通过SPI总线连接；所述显示屏2与所述控制器1通过I/O接口进行连接；所述控制器1与所述存储模块7通过SPI总线进行连接；所述控制器1与所述供电电源8电连接；所述采集模块3通过所述数据通信接口6与所述控制器1进行连接，以实现数据无线传输功能、远程维护以及设置各类参数、人机交互以及采集数据并将数据存储等功能，同时控制器1通过无线通信模块4把采集模块3采集到数据传输到远端服务器，远端服务器经过判断并下发指令控制控制器1做相关处理等功能；本实用新型在无线传输时通过本地缓存、丢包续传、断网重拨等方式保证数据传输稳定无误。

在本实施例中，所述数据通信接口6至少包括以下其中之一：RS485接口、ADC接口、RS232接口、模拟量输入接口、脉冲输入接口、开关量输入接口、继电器输出接口等，接口丰富，可对接各类水/电表。

在本实施例中，所述采集模块3包括用于采集水量的水位计以及用于采集电量的流量计；所述水位计通过ADC接口与所述控制器1连接；所述流量计通过RS485接口与所述控制器1连接。

在本实施例中，所述无线通信模块4包括GPS通信单元、北斗卫星通信单元、Zigbee无线网络通信单元、4G全网通信单元、3G通信单元、LoRa网络单元、NB-IoT网络单元，PSTN、超短波、微波等，极大丰富了采集和数据传输方式这些均在本实用新型的保护范围之内，在此不再赘述。当然，所述无线通信模块单元可优选按如下先后次序进行无线网络通信4G全网通信单元、NB-IOT网络单元、LoRa网络单元、ZigBee无线网络通信单元、GPS通信单元、北斗卫星通信单元。其中，所述无线通信模块4采用华为ME909S-821。当然，需要说明的是，所述无线通信模块4也可以为其他型号，其具体可根据实际需要设置，在此，本实用新型不做具体限制。

在本实施例中，所述显示屏2用于显示设备参数以及采集模块7的环境参数、水电参数等，通过所述显示屏2还能查看历史记录以及现场输出功能等控制，以实现现场安装监测、参数配置、历史记录查询等。

综上，通过设置有控制器1、采集模块3、无线通信模块4、读写模块5、多个数据通信接口6、存储模块7，能够实现数据采集、控制、人机交互、读写、大数据存储功能及远距离的管理和维护，相比于单一采集与控制，功能更丰富，同时支持远程控制、管理、数据无线传输、远程设置各类参数等一体的功能，同时完善了数据传输通道，保证了数据采集和传输的稳定性和可靠性。

在第一实施例的基础上，本实用新型的一优选实施例中还包括用于计时的RTC时钟模块9，所述RTC时间模块9与所述控制器1通过I2C连接。以及还包括用于唤醒控制器1的调试按钮10以及监测所述控制器1运行状态的看门狗11；所述调试按钮10以及看门狗11分别与所述控制器1通过GPIO连接。

其中，所述控制器1型号为MK64FN1M0VLQ12，所述RTC时钟模块9型号为PCF8563T，当然，需要说明的是，所述控制器1以及RTC时钟模块9也可以为其他型号，其具体可根据实际需要设置，在此，本实用新型不做具体限制。

在本实施例中，在本实施例中，所述控制器平时处于休眠状态，当RTC时间模块9发送的定时时间到或看门狗11发送的外部信号变化时，通过调试按钮10唤醒控制器检测设备的主电电压、模拟量采集、数字量输入接口状态、脉冲量输入计数及通过RS232/RS485接口连接的采集模块7，将等到的数据与预先设置的参数进行对比判断，从而控制继电器输出、控制可调电源、通过RS232/RS485接口传输给其它设备，并把数据存储到设备当中便于后续追踪。其中，所述调试按钮10的接口外置硬件消抖电路，并与控制器1通过GPIO连接。通过短按调试按钮10可唤醒控制器1执行设备的自检，通过长按调试按钮10，根据时间的长短，可唤醒控制器1分别实现设备恢复出厂设置以及工厂测试自检。所述调试按钮10采用使用6*6*10微动按钮。

在第一实施例的基础上，本实用新型的一优选实施例中，还包括至少用于实现选择输入功能的输入按钮13；所述输入按钮13与所述控制器1通过I/O接口进行连接，通过所述输入按钮13能够唤醒所述显示屏2，也通过所述输入按钮13能够改变设备参数以及配置设备参数等。其中，所述输入按钮13采用使用6*6*10微动按钮。

在第一实施例的基础上，本实用新型的一优选实施例中，还包括用于实现大数据存储与导出功能TF卡存储模块14；所述TF卡存储模块14与所述控制器1通过SDIO连接。当现场环境恶劣无线传输不稳定导致存储模块7无法进行数据存储、备份以及导出时，通过TF卡存储模块，能够实现现场数据存储、备份及导出功能。其中，所述TF卡存储模块14包括TF卡座以及32G TF卡，当然，在其他实施例中，TF卡也可以是16G TF卡等，在此，本实用新型不做具体限制。

综上，通过TF卡存储模块14使得可在本地脱机单独工作，功能强大；设置独立时钟，看门狗防掉线机制与防错误机制，保住设备稳定运行。

在第一实施例的基础上，本实用新型的一优选实施例中，还包括用于获取定位地址信息的GPS模块8，所述GPS模块8与所述控制器1通过UART连接。

在第一实施例的基础上，本实用新型的一优选实施例中，还包括指示灯12；所述指示灯12与所述控制器1通过GPIO连接。

优选地，所述机井控制装置还设置有通过DC电源输入接口(图未示出)实现直流电源的输入和保护功能，通过主电检测模块(图未示出)实现直流输入电源电压检测功能，通过RF刷M1卡模块(图未示出)实现M1卡读写控制功能，通过COM接口(图未示出)实现设备系统升级与运行监听功能。所述RF刷M1卡模块与所述控制器1通过I2C总线连接。所述主电检测模块与所述控制器1电连接。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，本领域普通技术人员在本实用新型的启示下都可以得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上做任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能机井控制装置，其特征在于，包含：壳体、至少用于显示水电信息页面的显示屏、控制器、采集模块、无线通信模块、读写模块、多个数据通信接口、存储模块以及供电电源；所述显示屏设置于所述壳体上；所述读写模块设置于所述显示屏的下方；所述控制器、采集模块、无线通信模块、数据通信接口、存储模块以及供电电源设置于所述壳体内；其中，

所述控制器与所述无线通信模块通过UART或USB接口进行连接；

所述读写模块与所述控制器通过SPI总线连接；所述显示屏与所述控制器通过IO接口进行连接；所述控制器与所述存储模块通过SPI总线进行连接；所述控制器与所述供电电源电连接；所述采集模块通过所述数据通信接口与所述控制器进行连接。

2.根据权利要求1所述的智能机井控制装置，其特征在于，采集模块包括用于采集水量的水位计以及用于采集电量的流量计；所述水位计通过ADC接口与所述控制器连接；所述流量计通过RS485接口与所述控制器连接。

3.根据权利要求1所述的智能机井控制装置，其特征在于，所述无线通信模块包括GPS通信单元、北斗卫星通信单元、Zigbee无线网络通信单元、4G全网通信单元、3G通信单元、LoRa网络单元、NB-IoT网络单元。

4.根据权利要求1所述的智能机井控制装置，其特征在于，所述数据通信接口至少包括以下其中之一：RS485接口、ADC接口、RS232接口、模拟量输入接口、脉冲输入接口、开关量输入接口、继电器输出接口。

5.根据权利要求1所述的智能机井控制装置，其特征在于，还包括用于获取地址信息的GPS模块，所述GPS模块与所述控制器通过UART连接。

6.根据权利要求1所述的智能机井控制装置，其特征在于，还包括用于计时的RTC时钟模块，所述RTC时钟模块与所述控制器通过I2C连接。

7.根据权利要求1所述的智能机井控制装置，其特征在于，还包括用于唤醒控制器的调试按钮以及监测所述控制器运行状态的看门狗；所述调试按钮以及看门狗分别与所述控制器通过GPIO连接。

8.根据权利要求1所述的智能机井控制装置，其特征在于，还包括指示灯；所述指示灯与所述控制器通过GPIO连接。

9.根据权利要求1所述的智能机井控制装置，其特征在于，还包括至少用于实现选择输入功能的输入按钮；所述输入按钮与所述控制器通过GPIO连接。

10.根据权利要求1所述的智能机井控制装置，其特征在于，还包括用于实现大数据存储与导出功能TF卡存储模块；所述TF卡存储模块与所述控制器通过SDIO连接。

Images