一种水肥药一体化自诊断灌溉装置，包括传感器输入电路、电磁阀故障检测电路、比例阀驱动电路、MCU1、SD存储电路、MCU2、MCU3、GPRS DTU模块、接口芯片8255和存储器6116，传感器输入电路的控制口连接MCU1的P3口，传感器输入电路的D/A端口连接比例阀驱动电路；MCU1为主控制器，MCU1的串口A连接MCU2的串口A，MCU1的串口B连接MCU3的串口B，MCU1还与SD存储电路相连接，MCU2的串口B连接GPRS DTU模块进行无线数据交流，MCU3的串口A连接MCU2的串口B，作为通信备用接口。本实用新型专利技术的有益效果：实现肥料、农药的喷洒，实现农业管理的自动化；采用三MCU系统，控制精确，配合共享存储器实现信息交换；系统对故障进行自诊断和故障定位，数据交流采用密钥数据报头，保障了数据交流的保密性和安全性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及自动控制领域，尤其是一种水肥药一体化自诊断灌溉装置。
技术介绍
水是一切生命过程中不可替代的基本要素，水资源是国民经济和社会发展的重要基础资源。我国是世界上13个贫水国之一，人均水资源占有量2300立方米，只有世界人均水平的四分之一，居世界第109位。而且时空分布很不均匀，南多北少，东多西少，夏秋多冬春少，占国土面积50％以上的华北、西北、东北地区的水资源量仅占全国总量的20％左右。近年来，随着人口增加、经济发展和城市化水平的提高，水资源供需矛盾日益尖锐，农业干旱缺水和水资源短缺已成为我国经济和社会发展的重要制约因素，而且加剧了生态环境的恶化。发达国家的农业用水比重一般为总用水量的50％左右。目前，我国农业用水比重已从1980年的88％下降到目前的70％左右，今后还会继续下降，农业干旱缺水的局面不可逆转。北方地区水资源开发利用程度已经很高，开源的潜力不大。南方还有一些开发潜力，但主要集中在西南地区。我国农业灌溉用水量大，灌溉效率低下和用水浪费的问题普遍存在。目前全国灌溉水利用率约为43％，单方水粮食生产率只有10公斤左右，大大低于发达国家灌溉水利用率70-80％、单方水粮食生产率2.0公斤以上的水平。通过采用现代节水灌溉技术改造传统灌溉农业，实现适时适量的“精细灌溉”，具有重要的现实意义和深远的历史意义。在灌溉系统合理地推广自动化控制，不仅可以提高资源利用率，缓解水资源日趋紧张的矛盾，还可以增加农作物的产量，降低农产品的成本。目前常用的自动化灌溉实现了水肥灌溉，但对喷洒农药却无能为力，不能真正实现农业管理的现代化。灌溉、施肥、喷药每一种操作都很复杂，比如灌溉的水量与初始湿度和浇灌即时湿度有关，还与农作物需要的水量有关，农作物的生长阶段和喷洒流量等有关；施肥的数量也与土壤的EC值、PH值、农作物自身状态及生长阶段有关；而喷药数量更加复杂，需要精确控制农药比例和数量，同时要针对不同农作物、不同害虫或有害植物进行不同的方案，所以合适的控制技术至关重要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种水肥药一体化自诊断灌溉装置，可以精确实现水肥和农药的喷洒，实现农业管理的现代化。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种水肥药一体化自诊断灌溉装置，包括传感器输入电路、电磁阀故障检测电路、比例阀驱动电路、MCU1、SD存储电路、MCU2、MCU3、GPRS DTU模块、接口芯片8255和存储器6116，传感器输入电路的控制口连接MCU1的P3口，传感器输入电路的D/A端口连接比例阀驱动电路；MCU1为主控制器，MCU1的串口A连接MCU2的串口A，MCU1的串口B连接MCU3的串口B，MCU1还与SD存储电路相连接，MCU2的串口B连接GPRS DTU模块进行无线数据交流，MCU3的串口A连接MCU2的串口B，作为通信备用接口；接口芯片8255的A口接MCU2的P0，B口接MCU3的P0，C口接存储器6116的数据端口，接口芯片8255的A数据端口接MCU1的数据端口，MCU1的P2端口接存储器6116地址端口的低8位，存储器6116地址端口其他位接地，存储器6116读写端和MCU1分别用端口P1连接，MCU3的P1口和P2口连接电磁阀故障检测电路；电磁阀故障检测电路包括稳压管D1、限流电阻R6和光耦IC1，稳压管D1提供光耦IC1所需电压，电阻进行限流，电磁阀通断时，光耦IC1把通断信号通过光传递给三极管Q1后送入单片机中进行检测和判断电磁阀是否故障。优选的，三个MCU通过接口芯片8255和存储器6116组成三口存储器，进行数据交流，每个MCU都可以独立读写存储器6116；MCU1读写存储器6116时，P2送地址给存储器6116，通过接口芯片8255的C口发送或接收数据。优选的，MCU2读写存储器6116时，MCU2通过P0口读写存储器数据，地址信息通过串口A发送给MCU1的串口A，地址信息用ASII码通信，最高位为读写控制位，最高位为1为写存储器数据，为0为读存储器数据，MCU1根据串口信息，把地址送到MCU1的P2口，并根据读写操作设置P1口；MCU1从接口芯片8255的C口读数据并发送到A口完成MCU1的读存储器操作，MCU1从接口芯片8255的A口读数据并发送到C口完成MCU2的写存储器操作，MCU1参与了数据的交流，MCU1必须把发送或接收的数据送串口A反馈给MCU2，MCU2读写存储器需要延时200ms。优选的，MCU3读写存储器6116时，MCU3通过P0口读写存储器数据，地址信息通过串口B发送给MCU1的串口B，地址信息用ASII码通信，最高位为读写标志位，最高位为1为写存储器数据，为0为读存储器数据，MCU1根据串口信息，把地址送到MCU1的P2口，并根据读写操作设置P1口；MCU1从接口芯片8255的C口读数据并发送到B口完成MCU1的读存储器操作，MCU1从接口芯片8255的B口读数据并发送到C口完成MCU3的写存储器操作，MCU1参与了数据的交流，MCU1必须把发送或接收的数据送串口A反馈给MCU3，MCU3读写存储器需要延时200ms。优选的，MCU2读写共享存储器6116时，通过串口A发送地址到MCU1，如果MCU1没有反馈信息则说明MCU1出现故障，MCU2的串口B通过GPRSDUT模块发送故障代码给控制中心。优选的，MCU3读写共享存储器6116时，通过串口B发送地址到MCU1，如果MCU1没有反馈信息则说明MCU1出现故障，MCU3的串口A通过GPRSDUT发送故障代码给控制中心。优选的，MCU2读写共享存储器6116时，串口反馈数据和P0口多些数据不一致，说明存储器和接口芯片8255出现故障，MCU2通过串口B和MCU3的串口A通信，测试MCU3的读写共享存储器功能，通过MCU3进行读写共享存储器来排除是否为存储器故障，并通过GPRS DUT模块发送故障代码给控制中心。优选的，MCU3读写共享存储器6116时，串口反馈数据和P0口多些数据不一致，说明存储器和接口芯片8255出现故障，MCU2通过串口B和MCU3的串口A通信，测试MCU2的读写共享存储器功能，通过MCU3进行读写共享存储器来排除是否为存储器故障，并通过GPRS DUT模块发送故障代码给控制中心。优选的，MCU2和MCU3与共享存储器6116数据交流时均通过MCU1传输地址，MCU2和MCU3接收不到反馈数据，说明MCU1出现故障，MCU2发送故障代码给控制中心；MCU2需要不停的同MCU1通信，对MCU1的串口A进行定时监控，如果一段时间没有数据传输，初步判断MCU2出现故障，并发送测试代码进行测试确定是否有反馈，如果无反馈，MCU1通过串口B发送故障代码给MCU3，并通过MCU3的串口A调用GPRS DTU模块把故障代码发送到控制中心。优选的，灌溉装置信息通过GPRS无线传输时，采用动态密钥做传输协议的报头，密钥报头算法由开发者自行设计。优选的，SD卡上存储专家控制系统的知识库，采用FAT文件系统的簇链存储，从第一级条件开始存储数据和指向下一句条件的存储位置，最末一级的存储位置用0fffh代替，存储数据达到128G。本专利技术的有益效果为：采用专家控制系统以后，实现了同一控制中心管理下的多本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种水肥药一体化自诊断灌溉装置，其特征在于，包括：传感器输入电路、电磁阀故障检测电路、比例阀驱动电路、MCU1、SD存储电路、MCU2、MCU3、GPRS DTU模块、接口芯片8255和存储器6116，传感器输入电路的控制口连接MCU1的P3口，传感器输入电路的D/A端口连接比例阀驱动电路；MCU1为主控制器，MCU1的串口A连接MCU2的串口A，MCU1的串口B连接MCU3的串口B，MCU1还与SD存储电路相连接，MCU2的串口B连接GPRS DTU模块进行无线数据交流，MCU3的串口A连接MCU2的串口B，作为通信备用接口；接口芯片8255的A口接MCU2的P0，B口接MCU3的P0，C口接存储器6116的数据端口，接口芯片8255的A数据端口接MCU1的数据端口，MCU1的P2端口接存储器6116地址端口的低8位，存储器6116地址端口其他位接地，存储器6116读写端和MCU1分别用端口P1连接，MCU3的P1口和P2口连接电磁阀故障检测电路；电磁阀故障检测电路包括稳压管D1、限流电阻R6和光耦IC1，稳压管D1提供光耦IC1所需电压，电阻进行限流。
【技术特征摘要】
1.一种水肥药一体化自诊断灌溉装置，其特征在于，包括：传感器输入电路、电磁阀故障检测电路、比例阀驱动电路、MCU1、SD存储电路、MCU2、MCU3、GPRS DTU模块、接口芯片8255和存储器6116，传感器输入电路的控制口连接MCU1的P3口，传感器输入电路的D/A端口连接比例阀驱动电路；MCU1为主控制器，MCU1的串口A连接MCU2的串口A，MCU1的串口B连接MCU3的串口B，MCU1还与SD存储电路相连接，MCU2的串口B连接GPRS DTU模块进行无线数据交流，MCU3的串口A连接MCU2的串口B，作为通信备用接口；接口芯片8255的A口接MCU2的P0，B口接MCU3的P0，C口接存储器6116的数据端口，接口芯片8255的A数据...
【专利技术属性】
技术研发人员：李永建，许宁，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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