一种基于智能一体化板闸的灌区智能控制系统技术方案

本实用新型专利技术属于信息与自动化技术领域，公开了一种基于智能一体化板闸的灌区智能控制系统，包括：光电编码器、重量传感器、水压传感器、信号放大器、模数转换器、声光报警器、PLC控制器、GPRS定位仪、服务器、键盘、显示屏、MCU微处理器、锂电池。本实用新型专利技术维护保养简单，维护费用低。传统闸门供电系统采用380V电，需向供电部门申请用电资格，铺设相应供电线路，费时、费力、费资，且后续耗能大；而本实用新型专利技术在12V电流驱动下便能有效工作，耗电量极低。

An intelligent control system for irrigation area based on intelligent integrated sluice

The utility model belongs to the field of information and automation technology, discloses an intelligent irrigation control system of sluice plate integration, which is based on photoelectric encoder, weight sensor, pressure sensor, signal amplifier, analog-to-digital converter, sound and light alarm, PLC controller, GPRS positioning, server, keyboard, display, MCU microprocessor, lithium battery. The maintenance and maintenance of the utility model is simple, and the maintenance cost is low. The traditional gate power supply system adopts 380V power, so it is necessary to apply for electricity qualification to the power supply department, laying the corresponding power supply line, time-consuming, laborious, cost and subsequent energy consumption, and the utility model can work effectively under 12V current drive, and the power consumption is extremely low.

【技术实现步骤摘要】
一种基于智能一体化板闸的灌区智能控制系统
本技术属于信息与自动化
，尤其涉及一种基于智能一体化板闸的灌区智能控制系统。
技术介绍
传统的闸门仅为一闸门门体，部分闸门实现了信息化与自动化的结合，但大部分闸体均需要附加闸前闸后水位监测、闸门开度监测、无线数据传输等功能，供电繁琐，难于维护、安装困难。综上所述，现有技术存在的问题是：传统的闸门存在供电繁琐，难于维护，安装困难。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本技术提供了一种基于智能一体化板闸的灌区智能控制系统。本技术是这样实现的，一种基于智能一体化板闸的灌区智能控制系统，所述基于智能一体化板闸的灌区智能控制系统包括：光电编码器，与信号放大器通过串口连接，用于将闸门运行时的输出轴上机械几何位移量转换成模拟信号；重量传感器，与信号放大器通过串口连接，用于将闸门运行时的质量参数转化为模拟信号；水压传感器，与信号放大器通过串口连接，用于将闸门运行时的水压参数转化为模拟信号；信号放大器，用于将光电编码器、重量传感器、水压传感器的模拟信号放大；模数转换器，与信号放大器通过串口连接，用于将信号放大器输出的模拟信号转换为数字信号，并传送至MCU微处理器；声光报警器，与MCU微处理器通过串口连接，用于实现报警；PLC控制器，与MCU微处理器通过串口连接，用于接收来自MCU微处理器的控制命令，并向闸门输出控制信号；GPRS定位仪，与MCU微处理器通过串口连接，用于连接MCU微处理器的数据输出端，并将接收到的数据发送给服务器；服务器，与GPRS定位仪通过串口连接，用于实现数据的存储；键盘，与MCU微处理器通过串口连接，连接MCU微处理器的数据输入端，将操作员输入的指令发送至MCU微处理器；显示屏，连接主控芯片的数据输出端，用于显示塔吊的状态信息；MCU微处理器，与MCU微处理器通过串口连接，用于显示对各个模拟信号进行数字化分析处理以及参数的设定。进一步，锂电池，通过电源线与光电编码器、重量传感器、水压传感器、信号放大器、模数转换器、声光报警器、PLC控制器、GPRS定位仪、服务器、键盘、显示屏、MCU微处理器连接，用于为光电编码器、重量传感器、水压传感器、信号放大器、模数转换器、声光报警器、PLC控制器、GPRS定位仪、服务器、键盘、显示屏、MCU微处理器提供稳定的电源。本技术的优点及积极效果为：采用太阳能浮冲供电，资源分布广泛，受地域限制条件小，可在任何地方快速安装且无污染，且维护保养简单，维护费用低。传统闸门供电系统采用380V电，需向供电部门申请用电资格，铺设相应供电线路，费时、费力、费资，且后续耗能大；而本技术在12V电流驱动下便能有效工作，耗电量极低。本技术增加了GPRS、3G/4G远程监控功能、短信报警功能、压力检测功能等；远程监控采用无线接入GPRS网络技术，为数据中心提供数据传输通信通道；传输模块具有可靠的网络连接，智能防掉线，支持在线检测，在线维护，为数据中心提供准确、实时的侦测数据。与现有的一体化板闸对比，其供电系统、通讯系统、监测系统、测控系统均与闸体分离；而现有的一体化板闸将上述系统均融合为一体，闸门本身包含信息化与自动化、一体化，能够有效解决传统方式难于维护、安装困难等缺陷。附图说明图1是本技术实施例提供的基于智能一体化板闸的灌区智能控制系统结构示意图；图2是本技术实施例提供的基于智能一体化板闸的灌区智能控制流程示意图；图中：1、光电编码器；2、重量传感器；3、水压传感器；4、信号放大器；5、模数转换器；6、声光报警器；7、PLC控制器；8、GPRS定位仪；9、服务器；10、键盘；11、显示屏；12、MCU微处理器；13、锂电池。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。本技术主要是基于对闸门高度上限和高度下限，启闭机额定载重量和实际载重量，闸门承受的上水水压以及下水水压进行检测、报警和控制并实现了GPRS远程监控功能。如图1所示，本技术实施例提供的基于智能一体化板闸的灌区智能控制系统包括：光电编码器1、重量传感器2、水压传感器3、信号放大器4、模数转换器5、声光报警器6、PLC控制器7、GPRS定位仪8、服务器9、键盘10、显示屏11、MCU微处理器12、锂电池13。光电编码器1，与信号放大器通过串口连接，用于将闸门运行时的输出轴上机械几何位移量转换成模拟信号。重量传感器2，与信号放大器通过串口连接，用于将闸门运行时的质量参数转化为模拟信号。水压传感器3，与信号放大器通过串口连接，用于将闸门运行时的水压参数转化为模拟信号。信号放大器4，用于将光电编码器1、重量传感器2、水压传感器3的模拟信号放大。模数转换器5，与信号放大器4通过串口连接，用于将信号放大器输出的模拟信号转换为数字信号，并传送至MCU微处理器12。声光报警器6，与MCU微处理器12通过串口连接，用于实现报警。PLC控制器7，与MCU微处理器12通过串口连接，用于接收来自MCU微处理器12的控制命令，并向闸门输出控制信号。GPRS定位仪8，与MCU微处理器12通过串口连接，用于连接MCU微处理器12的数据输出端，并将接收到的数据发送给服务器9。服务器9，与GPRS定位仪8通过串口连接，用于实现数据的存储。键盘10，与MCU微处理器12通过串口连接，连接MCU微处理器12的数据输入端，将操作员输入的指令发送至MCU微处理器12。显示屏11，连接主控芯片的数据输出端，用于显示塔吊的状态信息；MCU微处理器12，与MCU微处理器12通过串口连接，用于显示对各个模拟信号进行数字化分析处理以及参数的设定。锂电池13，通过电源线与光电编码器1、重量传感器2、水压传感器3、信号放大器4、模数转换器5、声光报警器6、PLC控制器7、GPRS定位仪8、服务器9、键盘10、显示屏11、MCU微处理器12连接，用于为光电编码器1、重量传感器2、水压传感器3、信号放大器4、模数转换器5、声光报警器6、PLC控制器7、GPRS定位仪8、服务器9、键盘10、显示屏11、MCU微处理器12提供稳定的电源。数据传输模块将采用工业级设计，金属外壳，具有多重软硬件看门狗设计。一个闸门群的各个单元能够通过GPRS功能实时将数据(重量、上下限、水压)发送至后台服务器，从而进行实时监控。在终端设备出现异常时，自动发相关短信给维护人员。该设计的闸门状态信号采集主要是由重量传感器——适用轴承座式传感器以及高精度的光电编码器和水压传感器三大部分组成。其中重量信号和水压信号是一种将力的变化转换为可采集的电信号传送到MCU微处理器，经过信号放大器进行模数转换器转换，MCU微处理器读取转换数据并与输入的安全参数进行分析然后进行处理。对于水压的信号处理即水压大于设定值时闸门无法提升，水压会续释放，当水压小于设定值时，闸门能够继续提升。对于重量数据的处理即载重量高于额定值时无法提升，在安全范围内能够运行，确保启闭机不负荷运行，保证工作的安全。其上下限位的数据是由光电编码器来采集，在本技术中将采用高精度的绝对型光电编码器，用于大量程位移本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于智能一体化板闸的灌区智能控制系统，其特征在于，所述基于智能一体化板闸的灌区智能控制系统包括：光电编码器，与信号放大器通过串口连接，用于将闸门运行时的输出轴上机械几何位移量转换成模拟信号；重量传感器，与信号放大器通过串口连接，用于将闸门运行时的质量参数转化为模拟信号；水压传感器，与信号放大器通过串口连接，用于将闸门运行时的水压参数转化为模拟信号；信号放大器，用于将光电编码器、重量传感器、水压传感器的模拟信号放大；模数转换器，与信号放大器通过串口连接，用于将信号放大器输出的模拟信号转换为数字信号，并传送至MCU微处理器；声光报警器，与MCU微处理器通过串口连接，用于实现报警；PLC控制器，与MCU微处理器通过串口连接，用于接收来自MCU微处理器的控制命令，并向闸门输出控制信号；GPRS定位仪，与MCU微处理器通过串口连接，用于连接MCU微处理器的数据输出端，并将接收到的数据发送给服务器；服务器，与GPRS定位仪通过串口连接，用于实现数据的存储；键盘，与MCU微处理器通过串口连接，连接MCU微处理器的数据输入端，将操作员输入的指令发送至MCU微处理器；显示屏，连接主控芯片的数据输出端，用于显示塔吊的状态信息；MCU微处理器，与MCU微处理器通过串口连接，用于显示对各个模拟信号进行数字化分析处理以及参数的设定。...

【技术特征摘要】
1.一种基于智能一体化板闸的灌区智能控制系统，其特征在于，所述基于智能一体化板闸的灌区智能控制系统包括：光电编码器，与信号放大器通过串口连接，用于将闸门运行时的输出轴上机械几何位移量转换成模拟信号；重量传感器，与信号放大器通过串口连接，用于将闸门运行时的质量参数转化为模拟信号；水压传感器，与信号放大器通过串口连接，用于将闸门运行时的水压参数转化为模拟信号；信号放大器，用于将光电编码器、重量传感器、水压传感器的模拟信号放大；模数转换器，与信号放大器通过串口连接，用于将信号放大器输出的模拟信号转换为数字信号，并传送至MCU微处理器；声光报警器，与MCU微处理器通过串口连接，用于实现报警；PLC控制器，与MCU微处理器通过串口连接，用于接收来自MCU微处理器的控制命令，并向闸门输出控制信号；GPRS定位仪，与MCU微处理器通过串口连接，用于连接MCU微处理器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张应迁，任定阳，邱国江，黄治强，白小勇，蒋周，时焱红，张国顺，李铁，周文兵，谢云霞，
申请(专利权)人：四川理工学院，四川新能工程咨询有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51