时序灌溉控制器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种时序灌溉控制器。该控制器可以按照用户预设的时间来进行时序灌溉控制，其包括微控制器、外部数据存储器、ＬＣＤ显示器、操作按键、功能旋钮、实时日历时钟、控制输出、数据采集、外壳。其中电路板的硬件结构采用基于ＡＲＭ架构的３２微嵌入式微控制器微内核，外围扩展了数据存储器、ＲＳ２３２接口电路、电源电路、ＬＣＤ接口电路、日历时钟电路。另外，运行于ＰＣ上的灌水时间表编辑软件让灌溉配置更加简单、方便，它可以将灌水时间表的配置输入控制器，避免手工配置的繁琐步骤。它具有功能强大、设置方便、成本低的优点，适合在农业温室、城市绿地、园林等灌溉工程上应用。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本技术涉及水利自动化领域，具体涉及一种采用时序逻辑控制的自动灌溉控制器。可以按照用户预设的程序对灌溉系统进行自动管理。
技术介绍
目前，我国的灌溉基本上采用手工灌溉。但是，在温室、城市绿地、园林等场合，人们更期望采用一种灌溉控制器，其可以按照预先设定的程序进行自动化灌溉，例如两次灌溉的周期为任意天，或者每周的任意天、每月的任意天去灌水。除此之外，还要求能够根据外界突发的特殊情况自动调整，例如下雨之后要进行降雨延迟灌溉或者根据土壤的湿度来判断是否需要灌水。此外，控制器的灌水设置要求尽量简单。例如换季时，是否可以进行简单的灌水预算设置等等。另外，随着电脑应用的普及，采用辅助软件去生产灌水时间表的配置数据，然后输入控制器中将会是一种趋势。最后，根据我国国情，迫切需要降低灌溉控制器的成本并且提高其对环境的适应能力。
技术实现思路
为了满足对适合在农业温室、城市绿地、园林等灌溉工程上应用的设置方便、成本低廉的灌溉控制器的需求。设计了一种按照灌水时间表的时序来对灌溉控制的时序灌溉控制器。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是1，设计一种时序灌溉控制器，该控制器可以按照用户预设的灌水时间表来进行时序灌溉控制，其包括外壳(1)，固定在电路板(16)上的LPC2114微控制器(8)，微控制器周围扩展外部数据存储器(14)、LCD显示器(3)、设置与输入(4)、日历时钟芯片(15)、串口电平转换电路(7)。LED指示灯(2)固定在外壳(1)的上部，LCD显示器固定在外壳(1)的内侧，设置与输入(4)固定于外壳(1)的上侧，日历时钟芯片(15)和外部数据存储器(14)均采用IIC接口的器件，与微控制器(8)的IIC接口直接相连，微控制器的UART接口通过MAX232进行电平转换，将电平转换为RS232电平，可以跟PC机相连，进行命令和数据的双向传输。2.根据1所述的时序灌溉控制器，控制器配套一个灌水时间表编辑软件，运行于PC上的灌水时间表编辑软件让灌溉配置更加简单、方便，它可以将灌水时间表的配置输入控制器，避免手工配置的繁琐步骤。3.根据1所述的时序灌溉控制器，具有液晶、按键、旋钮等人机接口，具有8K字节的非挥发性数据存储能力，该存储器用来存储设置数据，另外还具有掉电继续运行的日历时钟芯片，可以保证重新上电后灌溉系统的继续运行和控制。4.根据1所述的时序灌溉控制器，具有脉冲输入和模拟量输入接口，可以选配雨量传感器和土壤湿度传感器。以上提出了一种时序灌溉控制器，它至少包括外壳、设置按键和旋钮、液晶、断电可运行的日历时钟、配置软件。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是为了设置的方便，采用了丰富的人机接口液晶显示器、按钮、旋钮、高亮的LED指示灯等。段式液晶通过4根线与微控制器的普通I/O口连接，微控制器的I/O口模拟液晶需要的时钟、数据和片选信号。旋钮和按键是控制器的输入部分，与微控制器的管脚直接相连，如图3所示，为了产成中断信号，以上的各个管脚通过CD4068与非门后进入74HC125或门，或门的输出连接微控制器的中断引脚，这样，任意一个按键按下后，74HC125输出的低电平触发中断，用来通知微控制器按键按下，需要进行相应的按键处理。由于I/O口的限制，LED的输出采用了串并转换芯片74HC595，只需要SPI接口就可以控制器8个LED指示灯的打开和关闭。为了实现配置数据的断电保持，选用了非挥发的外部数据存储器，具体连接如图7。该芯片通过两线IIC接口与微控制器进行通讯。采用了电池供电的实时日历时钟芯片，具体连接如图6所示，仍然是通过两线IIC接口与微控制器进行通讯。这样，系统重新上电后就可以读出不间断运行的日历时钟芯片中的当前时钟值。控制器继电器和LED指示灯输出的连接关系如图9，控制输出信号通过光电隔离后进行放大，最后去驱动电磁阀。LED的驱动由74HC595实现。微控制器的核心电路如图10所示，主要包括晶振电路和ISP选择电路。微控制器的复位电路如图8所示，输出的复位信号经74HC125后输入微控制器的复位管脚上。用户可以通过RS232串口与上位机相互通讯，完成灌水时间表配置。本技术的有益效果是(1)采用了具有高速性能和丰富接口资源的32位ARM微控制器，具有集成度高，电路简单的特定，可以有效降低成本，便于推广。(2)可以按照事先设定的灌水时间表来进行自动灌溉；灌水(3)采用运行在PC上的灌溉时间表编辑软件，可以使设置更加方便、快捷，并且提高了设置的准确率。附图说明图1是本技术的整体结构侧视图。图2是本技术的整体结构俯视图。图3是本技术的操作面板示意图。图4是本技术的输入部分原理图。图5是本技术的电源部分原理图。图6是本技术的日历时钟部分原理图。图7是本技术的外部数据存储器部分原理图。图8是本技术的复位部分原理图。图9是本技术的输出部分原理图。图10是本技术的微控制器部分原理图。图中1.外壳，2.LED指示灯，3.LCD显示模块，4.设置与输入模块(包括按键和旋钮)，5.接线端予，6.控制输出模块，7.串口电平转换模块，8.LPC2114微控制器，9.电源，10.电池，11.复位电路，12.输入接口，13.LED接口，14.外部数据存储器，15.日历时钟芯片，16.电路板。具体实施方式在图1和图2中，LPC2114微控制器作为为控制中心(8)，周围扩展控制输出模块(6)、LCD显示模块(3)、设置与输入模块(4)、配置外部数据存储器模块(14)、日历时钟芯片(15)、串口电平转换模块(7)。LCD显示模块(3)的接口是串行数据接口，可以与微控制器的I/O相连。设置与输入模块(4)接与微控制器的I/O相连。外部数据存储器(14)和日历时钟芯片(15)采用的是IIC总线的器件，可以直接与微控制器的IIC接口相连。微控制器的UART接口通过MAX232进行电平转换成RS232电平，可以跟PC机相连，进行数据和命令的双向传输，完成灌水时间表的编写和配置。在图3所示实施例中，有四个按键，分别是切换、站号、上升箭头和下降箭头，这4个按键对设置数据进行修改或者选择。旋钮用来选择配置的项目，共有12个位置，分别对应运行、持续时间、开始时间、月周期、星期周期、任意周期、循环入渗、灌水预算、降雨延迟、主泵/阀、手动灌溉、时间/日历。具体配置时，首先将旋钮转到相应的位置，然后通过4个按键对各个项目进行选择和调整。平时自动运行时，旋钮处在运行的位置上。在图4到图10所示的实施例中，给出了详细的电路原理图。电路分下面几个部分输入部分图4，电源部分图5，日历时钟部分图6，数据存储器部分图7，复位部分图8，控制输出部分图9和微控制器部分图10。芯片上有脉冲输入接口和A/D转换模块，因此外接雨量传感器或者土壤湿度可以在并联稳压管后直接连接主控芯片的相应管脚。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种时序灌溉控制器，其特征在于该控制器可以按照用户预设的时间来进行时序灌溉控制，其包括外壳（１），固定在电路板（１６）上的ＬＰＣ２１１４微控制器（８），微控制器周围扩展外部数据存储器（１４）、ＬＣＤ显示器（３）、设置与输入（４）、日历时钟芯片（１５）、串口电平转换电路（７）。ＬＥＤ指示灯（２）固定在外壳（１）的上部，ＬＣＤ显示器固定在外壳（１）的内侧，设置与输入（４）固定于外壳（１）的上侧，日历时钟芯片（１５）和外部数据存储器（１４）均采用ＩＩＣ接口的器件，与微控制器（８）的ＩＩＣ接口直接相连，微控制器的ＵＡＲＴ接口通过ＭＡＸ２３２进行电平转换，将电平转换为ＲＳ２３２电平，可以跟ＰＣ机相连，进行命令和数据的双向传输。

【技术特征摘要】
1.一种时序灌溉控制器，其特征在于该控制器可以按照用户预设的时间来进行时序灌溉控制，其包括外壳(1)，固定在电路板(16)上的LPC2114微控制器(8)，微控制器周围扩展外部数据存储器(14)、LCD显示器(3)、设置与输入(4)、日历时钟芯片(15)、串口电平转换电路(7)。LED指示灯(2)固定在外壳(1)的上部，LCD显示器固定在外壳(1)的内侧，设置与输入(4)固定于外壳(1)的上侧，日历时钟芯片(15)和外部数据存储器(14)均采用IIC接口的器件，与微控制器(8)的IIC接口直接相连，微控制器的UART接口通过MAX232进行电平转换，将电平转换为RS232电平，可以跟PC机相连，进行命令和数据的双向传输。2.根据权利要求1所述的时序灌溉控制器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王纪华，郑文刚，孙刚，吴文彪，赵春江，
申请(专利权)人：北京农业信息技术研究中心，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]