一种灌溉控制器及其控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及水利自动化领域，具体涉及一种能根据用户设定的程序执行自动按时灌溉任务的灌溉控制器及其控制系统。灌溉控制器包括主控芯片，与主控芯片连接的显示电路、人机交互装置、控制电磁阀电路、电力线载波通讯模块和电源管理电路，所述主控芯片通过控制电磁阀电路控制多个电磁阀，并控制电力线载波通讯模块通过电力线与灌溉控制系统中的中央控制器进行通讯，所述电源管理电路为主控芯片提供电源，所述人机交互装置用于设定灌溉控制器的浇灌日期时间和浇灌方式。能按照用户设定的程序自动运行，准确完成用户设定的灌溉任务，并可以通过电力线载波通讯方式与灌溉控制器的控制系统的中央控制器通讯，实现远程控制，节约通讯电缆成本。（*该技术在2021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，具体涉及一种能根据用户设定的程序执行自动按时灌溉任务的灌溉控制器及其控制系统。
技术介绍
世界存在水资源紧缺的现象，目前国内外都在大力开发这种节水灌溉控制器来节约灌溉用水。众所周知，在全世界范围内都有水资源紧缺的现象，在我国也存在水资源短缺的情况。大力发展节水灌溉，不断提高用水效率，实现水资源的可持续利用，保障经济社会的可持续成为了一种趋势，节约用水也是政府大力支持的项目。节水灌溉控制器是一种根 据草地、农作物、花草、树木的需水规律及当地的供水条件和季节气候条件设定自动灌溉程序，实现自动按时准确灌溉的控制器，它能有效节约用水以获得最佳的经济效益、社会效益和生态环境效益。电力线载波通信以输电线路为载波信号的传输媒介的电力系统通信。输电线输送工频电流的同时，用之传送载波信号，既经济又十分可靠。这种综合利用早已成为世界上所有电力部门优先采用的特有通信手段。随着各国自动化程度的加快，高效的远程控制的节水灌溉的方式渐渐应用到十几种，在灌溉系统中使用电力线载波通讯进行远程控制将是一种趋势。
技术实现思路
本技术要解决的问题是提供一种能根据用户设定的程序执行自动按时灌溉任务的灌溉控制器，灌溉控制器采用电力线载波通讯实现节水灌溉控制器的远程控制且不需要铺设专门的通讯线，节约通讯电缆成本；本技术还提供灌溉控制器的控制系统。为实现上述目的，本技术第一个技术方案为一种灌溉控制器，包括主控芯片，与主控芯片连接的显示电路、人机交互装置、控制电磁阀电路、电力线载波通讯模块和电源管理电路，所述主控芯片通过控制电磁阀电路控制多个电磁阀，并控制电力线载波通讯模块通过电力线与上级控制器进行通讯，所述电源管理电路为主控芯片提供电源，所述人机交互装置用于设定灌溉控制器的浇灌日期时间和浇灌方式。所述主控芯片通过控制电磁阀电路控制17个电磁阀，其中一个主阀始终处于导通状态，其余16个电磁阀的轮流导通。所述电力线载波通讯模块包括耦合线圈，调制解调电路和载波芯片，所述载波芯片通过两线方式与主控芯片通讯；所述耦合线圈将从电力线的接受到的信号经解调电路送往载波芯片处理；所述载波芯片将从主控芯片接受到的信号经调制电路和耦合线圈受到电力线上。所述主控芯片采用MSP430F4132微控制器。本技术第二个技术方案为一种灌溉控制器的控制系统，包括中央控制器和灌溉控制器，所述中央控制器通过电力线载波直接控制所述灌溉控制器。该灌溉控制器的控制系统还包括集中器，所述中央控制器通过所述集中器控制所述灌溉控制器。与现有技术相比，本技术具有如下有益效果本技术灌溉控制器是具有载波通讯功能的节水灌溉控制器，它具有日期时间设置、多个起始灌溉时间设置、多种浇灌日期选择、灌溉运行时间设置、自动运行设置、终止运行设置等功能，并能通过远程控制其参数设置、开启和关闭的目的。能按照用户设定的程序自动运行，准确完成用户设定的灌溉任务，并可以通过电力线载波通讯方式与灌溉控制器的控制系统的中央控制器通讯，接收和执行中央控制器的命令。附图说明图I为本技术灌溉控制器的系统框图；图2为本技术灌溉控制器的电力线载波通讯模块电路的框图；图3为本技术灌溉控制器的控制系统的系统框图；图4为本技术MSP430F4132微控制器控制引脚分布情况。具体实施方式以下结合实施例及附图对本技术进行详细的描述。如图I所示，本技术公开了一种灌溉控制器，包括主控芯片，与主控芯片连接的显示电路、人机交互装置、控制电磁阀电路、电力线载波通讯模块和电源管理电路，所述主控芯片通过控制电磁阀电路控制多个电磁阀，并控制电力线载波通讯模块通过电力线与上级控制器进行通讯，所述电源管理电路为主控芯片提供电源，所述人机交互装置用于设定灌溉控制器的浇灌日期时间和浇灌方式。主控芯片采用MSP430F4132微控制器，图中，采用市电供电，市电经电源适配器降压、整流、滤波后到电源管理电路，电源管理电路采用HT7530-2#电源稳压芯片将电压稳定到3V，采用HT7050A芯片检测电源电压是否过低。MSP430F4132单片机控制电力线载波通讯模块通过电力线与上级控制器通讯，执行上级控制器任务。本技术能根据用户设定的程序执行自动按时灌溉任务，控制16个交流24V电磁阀的轮流导通以及一个主阀始终处于导通状态，并能显示日期时间和浇灌的剩余时间。本技术采用C语言自己研发设计该节水灌溉控制器的应用程序。图2，电力线载波通讯模块电路的框图。通讯过程如下接收信号时，通讯信号经过耦合线圈，再经解调电路后到载波芯片处理，MSP430F4132单片机通过两线方式从载波芯片上读取接收到的数据。发送信号时，MSP430F4132单片机通过两线将发送的数据传到载波芯片上，载波芯片发送数据，数据信号经过调制电路将信号放大，再经耦合线圈将数据信号传送到低压电力线上。图3，灌溉控制系统的系统框图。灌溉控制系统中的中央控制器可以通过电力线载波直接控制节水灌溉控制器，中央控制器也可以间接控制节水灌溉控制器，例如通过图所示的集中器。各控制器之间的通讯协议可参考DL/T 645— 2007《多功能电能表通信协议》，做一些修改，使其成为自己的节水灌溉控制器的通讯协议。图4，单片机MSP430F4132各引脚功能图。单片机的P6. I和P6. 2分别接载波芯片的PLC_SCL和PLC_SDA引脚，用于载波数据的接收和发送。单片机的第12到28脚分别接段式液晶屏的SO到S16脚，单片机的引脚P5. 4、P5. 5、P5. 6、P5. 7分别接液晶屏的COM3、COM2、COMl、COMO用于控制液晶屏的显示。单片机的引脚P1. 2、P1. 3、P1. 4、P1. 5分别接人机接口的4个按键。单片机的P7. 6用于雨量传感器的检测，P7. 5用于电源电压的检测，第58脚和59脚用于两线的程序下载。单片机的P7. 3、P7. 1、P7. O,PL O分别接第一个74HC595芯片的 0E、SCK、RCK、SI 引脚，P7. 2、P7. I、P7. O、Pl. O 分别接第二个 74HC595 芯片的 0E、SCK、RCK、SI引脚，74HC595芯片是一种将串行数据转换为并行数据的芯片，使用它可以节省单片机的控制引脚，单片机通过两个74HC595芯片控制多路电磁阀的开和关，以实现灌溉的目的。 本技术采用先进的工业级低功耗微控制器MSP430F4132作为主控芯片，采用C语言自己研发设计该节水灌溉控制器的应用程序，具有独特的硬件和软件设计，且具有电力线载波通讯的功能，目前在国内外还没有相关产品出售。随着现在灌溉技术的发展，本实 用新型灌溉控制器逐渐被用到草坪、高尔夫球场、大型农作物生产基地、大中型主题公园和大片花草树木的培育基地，以实现自动灌溉。采用电力线载波通讯可以实现节水灌溉控制器的远程控制且不需要铺设专门的通讯线，可以节约通讯电缆成本。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种灌溉控制器，其特征在于包括主控芯片，与主控芯片连接的显示电路、人机交互装置、控制电磁阀电路、电カ线载波通讯模块和电源管理电路，所述主控芯片通过控制电磁阀电路控制多个电磁阀，并控制电カ线载波通讯模块通过电カ线与上级控制器进行通讯，所述电源管理电路为主控芯片提供电源，所述人机交互装置用于设定灌溉控制器的浇灌日期时间和浇灌方式。2.根据权利要求I所述的灌溉控制器，其特征在于所述主控芯片通过控制电磁阀电路控制17个电磁阀，其中一个主阀始終处于导通状态，其余16个电磁阀的轮流导通。3.根据权利要求I或2所述的灌溉控制器，其特征在于所述电カ线载波通...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓海平，
申请(专利权)人：联塑市政管道河北有限公司，
类型：实用新型
国别省市：