用于农业控制系统的多路IO板卡技术方案

本发明专利技术公开了一种用于农业控制系统的多路IO板卡，所述农业控制系统包括输出控制数据的控制芯片和被控电气部件，所述IO板卡包括：连接控制芯片，用于接收控制数据的输入端；所述控制数据包括第一时钟信号、第二时钟信号和串行控制信号；连接输入端，用于将串行控制信号转换为并行控制信号的串并信号转换电路；连接串并信号转换电路，用于根据所述并行控制信号驱动继电器电路的驱动电路；连接驱动电路和被控电气部件，基于所述并行控制信号实现开关动作，进而控制被控电气部件工作状态的继电器电路；本发明专利技术所述IO板卡具有极强的扩展能力，可广泛应用于农业控制系统中。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种用于农业控制系统的多路IO板卡，所述农业控制系统包括输出控制数据的控制芯片和被控电气部件，所述IO板卡包括：连接控制芯片，用于接收控制数据的输入端；所述控制数据包括第一时钟信号、第二时钟信号和串行控制信号；连接输入端，用于将串行控制信号转换为并行控制信号的串并信号转换电路；连接串并信号转换电路，用于根据所述并行控制信号驱动继电器电路的驱动电路；连接驱动电路和被控电气部件，基于所述并行控制信号实现开关动作，进而控制被控电气部件工作状态的继电器电路；本专利技术所述IO板卡具有极强的扩展能力，可广泛应用于农业控制系统中。【专利说明】用于农业控制系统的多路1板卡
本专利技术涉及一种1板卡，具体为一种用于农业控制系统的多路1板卡。
技术介绍
为了实现对现场设备的集中控制，现有技术中的农业自动化设备，通常将控制芯片预留较多的I/O 口，以便满足现场电气部件如电磁阀、水泵、风扇、传感器、电机和仪器仪表等的控制需求，进而完成对农作物的滴灌、施肥、土壤酸碱度的调节和检测等功能，农田面积越大，需要控制的对象就越多。1板卡是控制芯片用于控制和驱动现场电气部件必不可少的部分，控制芯片输出控制信号经由1板卡给农业设备，现有农业控制系统中的1板卡主要有两种实现方式，其中一种为1板卡的输入端与控制芯片引脚采用一一对应和连接的并行通讯结构，这种方式不仅占用大量的控制芯片管脚资源，同时也不利于电路布线；另外一种为1板卡采用译码器和数据锁存器相配合进行输出，尽管在一定程度上节约了控制芯片的管脚资源，但电路设计复杂，增加了设计时的出错概率和维护时的故障点。
技术实现思路
本专利技术针对以上问题的提出，而研制一种用于农业控制系统的多路1板卡。 本专利技术的技术方案是: 一种用于农业控制系统的多路1板卡，所述农业控制系统包括输出控制数据的控制芯片和被控电气部件，所述1板卡包括: 连接所述控制芯片，用于接收控制数据的输入端；所述控制数据包括第一时钟信号、第二时钟信号和串行控制信号； 连接所述输入端，用于将串行控制信号转换为并行控制信号的串并信号转换电路； 连接所述串并信号转换电路，用于根据所述并行控制信号驱动继电器电路的驱动电路； 连接所述驱动电路和所述被控电气部件，基于所述并行控制信号实现开关动作，进而控制被控电气部件工作状态的继电器电路；(“连接**，用于##的部件A”，是申请文件撰写的常规方式) 进一步地，所述继电器电路通过输出端与所述被控电气部件相连接； 进一步地，所述串并信号转换电路包括η个级联连接的移位寄存器；各移位寄存器的第一时钟输入端接收所述第一时钟信号，第二时钟输入端接收所述第二时钟信号；第一级移位寄存器的串行输入端接收所述串行控制信号，其余η-1级移位寄存器的串行输入端均连接上一级移位寄存器的串行输出端，第η级移位寄存器的串行输出端悬空；各移位寄存器的并行输出端均连接所述驱动电路； 进一步地，所述驱动电路包括多个驱动芯片；所述驱动芯片的输入端与所述移位寄存器的并行输出端对应连接；所述驱动芯片的输出端连接所述继电器电路； 进一步地，所述继电器电路包括多个继电器；所述继电器的线圈一端连接供电电源，另一端连接所述驱动芯片的一输出端；所述继电器的触点串接在被控电气部件的控制回路中； 进一步地，所述移位寄存器为74HC595芯片； 进一步地，所述驱动芯片为ULN2003芯片； 进一步地，所述继电器线圈两端并联接有由电阻和发光二极管构成的显示支路； 另外，还包括置于所述继电器的触点所在回路中的保险管； 进一步地，所述输入端、串并信号转换电路、驱动电路、继电器电路和输出端集成在一印制电路板上。 由于采用了上述技术方案，本专利技术提供的用于农业控制系统的多路1板卡，通过移位寄存器的级联结构实现了 1端口的扩展，节省控制芯片管脚资源，电路布线简单，能够实现多个被控电气部件的控制和驱动，解决了现有农业控制系统占用大量的控制芯片管脚资源而导致1端口不足的问题，本专利技术所述1板卡具有极强的扩展能力，可广泛应用于农业控制系统中。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术所述多路1板卡的结构框图； 图2是本专利技术所述多路1板卡的电路原理图； 图3是本专利技术所述印制电路板的元件布局图。 【具体实施方式】 如图1和图2所示的一种用于农业控制系统的多路1板卡，所述农业控制系统包括输出控制数据的控制芯片和被控电气部件，所述1板卡包括:连接所述控制芯片，用于接收控制数据的输入端；所述控制数据包括第一时钟信号、第二时钟信号和串行控制信号；连接所述输入端，用于将串行控制信号转换为并行控制信号的串并信号转换电路；连接所述串并信号转换电路，用于根据所述并行控制信号驱动继电器电路的驱动电路；连接所述驱动电路和所述被控电气部件，基于所述并行控制信号实现开关动作，进而控制被控电气部件工作状态的继电器电路；进一步地，所述继电器电路通过输出端与所述被控电气部件相连接；进一步地，所述串并信号转换电路包括η个级联连接的移位寄存器；各移位寄存器的第一时钟输入端接收所述第一时钟信号，第二时钟输入端接收所述第二时钟信号；第一级移位寄存器的串行输入端接收所述串行控制信号，其余η-1级移位寄存器的串行输入端均连接上一级移位寄存器的串行输出端，第η级移位寄存器的串行输出端悬空；各移位寄存器的并行输出端均连接所述驱动电路；进一步地，所述驱动电路包括多个驱动芯片；所述驱动芯片的输入端与所述移位寄存器的并行输出端对应连接；所述驱动芯片的输出端连接所述继电器电路；进一步地，所述继电器电路包括多个继电器；所述继电器的线圈一端连接供电电源，另一端连接所述驱动芯片的一输出端；所述继电器的触点串接在被控电气部件的控制回路中；进一步地，所述移位寄存器为74HC595芯片；进一步地，所述驱动芯片为ULN2003芯片；进一步地，所述继电器线圈两端并联接有由电阻和发光二极管构成的显示支路，能够直观表明继电器的当前开关状态；另外，还包括置于所述继电器的触点所在回路中的保险管，能够防止被控电气部件由于电流过大而造成损坏；进一步地，所述输入端、串并信号转换电路、驱动电路、继电器电路和输出端集成在一印制电路板上；所述供电电源采用12V电源；所述1板卡还包括三端稳压集成芯片78M05，该芯片输入端接入12V电源，输出5V电源给移位寄存器作为工作电源；所述第一时钟信号为数据输入时钟信号，第一时钟输入端为移位寄存器的引脚SH_CP ;所述第二时钟信号为输出存储器锁存时钟信号，第二时钟输入端为移位寄存器的引脚ST_CP ;串行输入端为移位寄存器的引脚DS ;串行输出端为移位寄存器的引脚Q7';并行输出端为移位寄存器的引脚QO?Q7 ;各移位寄存器的引脚OE为低电平有效，与地连接；各移位寄存器的引脚MR为复位管脚，通过上拉电阻连接VCC电源(即78M05芯片输出的5V电源)；所述输出端具体包括多个连接各继电器触点两端的接线端子。 如图1所示，被控电气部件在实际应用时可以包括四个部分:闸门控制部分、田间气象站部分、土壤信息检测部分、灌溉设施部分；其中闸门控制部分包括河道闸门、水库闸门、地下水闸门和水位计；田间气象站部分包括温度传感器、湿度传感器、风本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于农业控制系统的多路IO板卡，所述农业控制系统包括输出控制数据的控制芯片和被控电气部件，其特征在于所述IO板卡包括：连接所述控制芯片，用于接收控制数据的输入端；所述控制数据包括第一时钟信号、第二时钟信号和串行控制信号；连接所述输入端，用于将串行控制信号转换为并行控制信号的串并信号转换电路；连接所述串并信号转换电路，用于根据所述并行控制信号驱动继电器电路的驱动电路；连接所述驱动电路和所述被控电气部件，基于所述并行控制信号实现开关动作，进而控制被控电气部件工作状态的继电器电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李振才，李向琦，黄征，邵文，张磊，苗宇，于铭毅，
申请(专利权)人：沈阳远大科技园有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21