專利名稱：一種灌溉控制器及其控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及水利自動化領(lǐng)域，具體涉及一種能根據(jù)用戶設(shè)定的程序執(zhí)行自動按時灌溉任務(wù)的灌溉控制器及其控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
世界存在水資源緊缺的現(xiàn)象，目前國內(nèi)外都在大力開發(fā)這種節(jié)水灌溉控制器來節(jié)約灌溉用水。眾所周知，在全世界范圍內(nèi)都有水資源緊缺的現(xiàn)象，在我國也存在水資源短缺的情況。大力發(fā)展節(jié)水灌溉，不斷提高用水效率，實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用，保障經(jīng)濟社會的可持續(xù)成為了一種趨勢，節(jié)約用水也是政府大力支持的項目。節(jié)水灌溉控制器是一種根 據(jù)草地、農(nóng)作物、花草、樹木的需水規(guī)律及當(dāng)?shù)氐墓┧畻l件和季節(jié)氣候條件設(shè)定自動灌溉程序，實現(xiàn)自動按時準(zhǔn)確灌溉的控制器，它能有效節(jié)約用水以獲得最佳的經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)環(huán)境效益。電力線載波通信以輸電線路為載波信號的傳輸媒介的電力系統(tǒng)通信。輸電線輸送工頻電流的同時，用之傳送載波信號，既經(jīng)濟又十分可靠。這種綜合利用早已成為世界上所有電力部門優(yōu)先采用的特有通信手段。隨著各國自動化程度的加快，高效的遠(yuǎn)程控制的節(jié)水灌溉的方式漸漸應(yīng)用到十幾種，在灌溉系統(tǒng)中使用電力線載波通訊進行遠(yuǎn)程控制將是一種趨勢。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的問題是提供一種能根據(jù)用戶設(shè)定的程序執(zhí)行自動按時灌溉任務(wù)的灌溉控制器，灌溉控制器采用電力線載波通訊實現(xiàn)節(jié)水灌溉控制器的遠(yuǎn)程控制且不需要鋪設(shè)專門的通訊線，節(jié)約通訊電纜成本；本實用新型還提供灌溉控制器的控制系統(tǒng)。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型第一個技術(shù)方案為一種灌溉控制器，包括主控芯片，與主控芯片連接的顯示電路、人機交互裝置、控制電磁閥電路、電力線載波通訊模塊和電源管理電路，所述主控芯片通過控制電磁閥電路控制多個電磁閥，并控制電力線載波通訊模塊通過電力線與上級控制器進行通訊，所述電源管理電路為主控芯片提供電源，所述人機交互裝置用于設(shè)定灌溉控制器的澆灌日期時間和澆灌方式。所述主控芯片通過控制電磁閥電路控制17個電磁閥，其中一個主閥始終處于導(dǎo)通狀態(tài)，其余16個電磁閥的輪流導(dǎo)通。所述電力線載波通訊模塊包括耦合線圈，調(diào)制解調(diào)電路和載波芯片，所述載波芯片通過兩線方式與主控芯片通訊；所述耦合線圈將從電力線的接受到的信號經(jīng)解調(diào)電路送往載波芯片處理；所述載波芯片將從主控芯片接受到的信號經(jīng)調(diào)制電路和耦合線圈受到電力線上。所述主控芯片采用MSP430F4132微控制器。本實用新型第二個技術(shù)方案為一種灌溉控制器的控制系統(tǒng)，包括中央控制器和灌溉控制器，所述中央控制器通過電力線載波直接控制所述灌溉控制器。[0010]該灌溉控制器的控制系統(tǒng)還包括集中器，所述中央控制器通過所述集中器控制所述灌溉控制器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下有益效果本實用新型灌溉控制器是具有載波通訊功能的節(jié)水灌溉控制器，它具有日期時間設(shè)置、多個起始灌溉時間設(shè)置、多種澆灌日期選擇、灌溉運行時間設(shè)置、自動運行設(shè)置、終止運行設(shè)置等功能，并能通過遠(yuǎn)程控制其參數(shù)設(shè)置、開啟和關(guān)閉的目的。能按照用戶設(shè)定的程序自動運行，準(zhǔn)確完成用戶設(shè)定的灌溉任務(wù)，并可以通過電力線載波通訊方式與灌溉控制器的控制系統(tǒng)的中央控制器通訊，接收和執(zhí)行中央控制器的命令。

圖I為本實用新型灌溉控制器的系統(tǒng)框圖；圖2為本實用新型灌溉控制器的電力線載波通訊模塊電路的框圖；圖3為本實用新型灌溉控制器的控制系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖；圖4為本實用新型MSP430F4132微控制器控制引腳分布情況。
具體實施方式
以下結(jié)合實施例及附圖對本實用新型進行詳細(xì)的描述。如圖I所示，本實用新型公開了一種灌溉控制器，包括主控芯片，與主控芯片連接的顯示電路、人機交互裝置、控制電磁閥電路、電力線載波通訊模塊和電源管理電路，所述主控芯片通過控制電磁閥電路控制多個電磁閥，并控制電力線載波通訊模塊通過電力線與上級控制器進行通訊，所述電源管理電路為主控芯片提供電源，所述人機交互裝置用于設(shè)定灌溉控制器的澆灌日期時間和澆灌方式。主控芯片采用MSP430F4132微控制器，圖中，采用市電供電，市電經(jīng)電源適配器降壓、整流、濾波后到電源管理電路，電源管理電路采用HT7530-2#電源穩(wěn)壓芯片將電壓穩(wěn)定到3V，采用HT7050A芯片檢測電源電壓是否過低。MSP430F4132單片機控制電力線載波通訊模塊通過電力線與上級控制器通訊，執(zhí)行上級控制器任務(wù)。本實用新型能根據(jù)用戶設(shè)定的程序執(zhí)行自動按時灌溉任務(wù)，控制16個交流24V電磁閥的輪流導(dǎo)通以及一個主閥始終處于導(dǎo)通狀態(tài)，并能顯示日期時間和澆灌的剩余時間。本實用新型采用C語言自己研發(fā)設(shè)計該節(jié)水灌溉控制器的應(yīng)用程序。圖2，電力線載波通訊模塊電路的框圖。通訊過程如下接收信號時，通訊信號經(jīng)過耦合線圈，再經(jīng)解調(diào)電路后到載波芯片處理，MSP430F4132單片機通過兩線方式從載波芯片上讀取接收到的數(shù)據(jù)。發(fā)送信號時，MSP430F4132單片機通過兩線將發(fā)送的數(shù)據(jù)傳到載波芯片上，載波芯片發(fā)送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)信號經(jīng)過調(diào)制電路將信號放大，再經(jīng)耦合線圈將數(shù)據(jù)信號傳送到低壓電力線上。圖3，灌溉控制系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。灌溉控制系統(tǒng)中的中央控制器可以通過電力線載波直接控制節(jié)水灌溉控制器，中央控制器也可以間接控制節(jié)水灌溉控制器，例如通過圖所示的集中器。各控制器之間的通訊協(xié)議可參考DL/T 645— 2007《多功能電能表通信協(xié)議》，做一些修改，使其成為自己的節(jié)水灌溉控制器的通訊協(xié)議。圖4，單片機MSP430F4132各引腳功能圖。單片機的P6. I和P6. 2分別接載波芯片的PLC_SCL和PLC_SDA引腳，用于載波數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。單片機的第12到28腳分別接段式液晶屏的SO到S16腳，單片機的引腳P5. 4、P5. 5、P5. 6、P5. 7分別接液晶屏的COM3、COM2、COMl、COMO用于控制液晶屏的顯示。單片機的引腳P1. 2、P1. 3、P1. 4、P1. 5分別接人機接口的4個按鍵。單片機的P7. 6用于雨量傳感器的檢測，P7. 5用于電源電壓的檢測，第58腳和59腳用于兩線的程序下載。單片機的P7. 3、P7. 1、P7. O,PL O分別接第一個74HC595芯片的 0E、SCK、RCK、SI 引腳，P7. 2、P7. I、P7. O、Pl. O 分別接第二個 74HC595 芯片的 0E、SCK、RCK、SI引腳，74HC595芯片是一種將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)的芯片，使用它可以節(jié)省單片機的控制引腳，單片機通過兩個74HC595芯片控制多路電磁閥的開和關(guān)，以實現(xiàn)灌溉的目的。 本實用新型采用先進的工業(yè)級低功耗微控制器MSP430F4132作為主控芯片，采用C語言自己研發(fā)設(shè)計該節(jié)水灌溉控制器的應(yīng)用程序，具有獨特的硬件和軟件設(shè)計，且具有電力線載波通訊的功能，目前在國內(nèi)外還沒有相關(guān)產(chǎn)品出售。隨著現(xiàn)在灌溉技術(shù)的發(fā)展，本實 用新型灌溉控制器逐漸被用到草坪、高爾夫球場、大型農(nóng)作物生產(chǎn)基地、大中型主題公園和大片花草樹木的培育基地，以實現(xiàn)自動灌溉。采用電力線載波通訊可以實現(xiàn)節(jié)水灌溉控制器的遠(yuǎn)程控制且不需要鋪設(shè)專門的通訊線，可以節(jié)約通訊電纜成本。
權(quán)利要求1.ー種灌溉控制器，其特征在于包括主控芯片，與主控芯片連接的顯示電路、人機交互裝置、控制電磁閥電路、電カ線載波通訊模塊和電源管理電路，所述主控芯片通過控制電磁閥電路控制多個電磁閥，并控制電カ線載波通訊模塊通過電カ線與上級控制器進行通訊，所述電源管理電路為主控芯片提供電源，所述人機交互裝置用于設(shè)定灌溉控制器的澆灌日期時間和澆灌方式。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的灌溉控制器，其特征在于所述主控芯片通過控制電磁閥電路控制17個電磁閥，其中一個主閥始終處于導(dǎo)通狀態(tài)，其余16個電磁閥的輪流導(dǎo)通。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的灌溉控制器，其特征在于所述電カ線載波通訊模塊包括耦合線圈，調(diào)制解調(diào)電路和載波芯片，所述載波芯片通過兩線方式與主控芯片通訊；所述耦合線圈將從電カ線的接受到的信號經(jīng)解調(diào)電路送往載波芯片處理；所述載波芯片將從主控芯片接受到的信號經(jīng)調(diào)制電路和耦合線圈受到電カ線上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的灌溉控制器，其特征在于所述主控芯片采用MSP430F4132微控制器。
5.ー種灌溉控制器的控制系統(tǒng)，其特征在于包括中央控制器和灌溉控制器，所述中央控制器通過電カ線載波直接控制所述灌溉控制器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的灌溉控制器的控制系統(tǒng)，其特征在于還包括集中器，所述中央控制器通過所述集中器控制所述灌溉控制器。
專利摘要本實用新型涉及水利自動化領(lǐng)域，具體涉及一種能根據(jù)用戶設(shè)定的程序執(zhí)行自動按時灌溉任務(wù)的灌溉控制器及其控制系統(tǒng)。灌溉控制器包括主控芯片，與主控芯片連接的顯示電路、人機交互裝置、控制電磁閥電路、電力線載波通訊模塊和電源管理電路，所述主控芯片通過控制電磁閥電路控制多個電磁閥，并控制電力線載波通訊模塊通過電力線與灌溉控制系統(tǒng)中的中央控制器進行通訊，所述電源管理電路為主控芯片提供電源，所述人機交互裝置用于設(shè)定灌溉控制器的澆灌日期時間和澆灌方式。能按照用戶設(shè)定的程序自動運行，準(zhǔn)確完成用戶設(shè)定的灌溉任務(wù)，并可以通過電力線載波通訊方式與灌溉控制器的控制系統(tǒng)的中央控制器通訊，實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，節(jié)約通訊電纜成本。
文檔編號A01G25/16GK202425404SQ2011202665
公開日2012年9月12日 申請日期2011年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月26日
發(fā)明者鄧海平 申請人:聯(lián)塑市政管道(河北)有限公司