本實用新型涉及農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種農(nóng)用機井用水控制裝置。

背景技術(shù)：

我國淡水資源緊缺，地下水過度開采，其中農(nóng)業(yè)用水占到地下水資源開采的30％以上。對農(nóng)田灌溉用水的有效計量，并通過收取階梯水費的方法能夠有效管理農(nóng)業(yè)灌溉用水開采，減小地下水資源損耗。

全國很多地區(qū)開展了農(nóng)用機井計量設(shè)備改造，通過計量水量或電量的方式，實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)機井用水的管理。此類計量設(shè)備一般只有一個出水管路，其上設(shè)有電磁閥，通過控制設(shè)備控制水泵以及電磁閥的開關(guān)，實現(xiàn)供水。

在機井的實際應(yīng)用中，往往出現(xiàn)一口井由多個農(nóng)戶共用的情況，農(nóng)戶刷卡后，雖然水泵和閥門(指上述電磁閥)打開，但水的流向不可控，通常需要人工改變管路，調(diào)整水的流向，才能實現(xiàn)對自家田地的灌溉。這造成了農(nóng)戶間搶水、偷水的可能性，阻礙了機井計量設(shè)備的推廣應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提供一種農(nóng)用機井用水控制裝置，由于包括多個電磁閥和多條出水管路，可根據(jù)IC卡的信息讀取用戶的管路信息，通過繼電器控制打開水泵的同時，再通過控制對應(yīng)的電磁閥驅(qū)動電路而控制對應(yīng)的電磁閥閉合，最終使對應(yīng)的出水管路導(dǎo)通，給該用戶的農(nóng)田供水，即控制水的流向，杜絕了農(nóng)戶間偷水、搶水的可能性。

第一方面，本實用新型提供一種農(nóng)用機井用水控制裝置，包括：主控制器、讀取IC卡信息的IC卡讀寫器、至少兩個電磁閥驅(qū)動電路、至少兩個電磁閥、隔離驅(qū)動電路、繼電器、水泵和至少兩條出水管路；

所述IC卡讀寫器與所述主控制器雙向通信連接，所述主控制器的輸出分別連接所述至少兩個電磁閥驅(qū)動電路和繼電器驅(qū)動電路，所述至少兩個電磁閥驅(qū)動電路和所述至少兩個電磁閥一一對應(yīng)連接，所述繼電器驅(qū)動電路連接所述繼電器的線圈，所述繼電器的常開觸點連接在所述水泵的電源電路中，所述水泵的出水口通過主管道分別連接所述至少兩條出水管路。

優(yōu)選的，所述裝置還包括：用于和服務(wù)器進行通信的手機模塊；

所述手機模塊和所述主控器雙向通信連接。

優(yōu)選的，所述裝置還包括：磁吸式按鍵和顯示模塊；

所述磁吸式按鍵連接所述主控器的輸入，所述主控器的輸出連接所述顯示模塊。

優(yōu)選的，所述顯示模塊包括：點陣式顯示屏、數(shù)碼管驅(qū)動電路、八段數(shù)碼管和LED指示燈；

所述主控制器的輸出分別連接所述點陣式顯示屏、所述數(shù)碼管驅(qū)動電路和所述LED指示燈，所述數(shù)碼管驅(qū)動電路連接所述八段數(shù)碼管。

優(yōu)選的，所述顯示模塊上設(shè)置有茶色玻璃，所述磁吸式按鍵設(shè)置在所述茶色玻璃上。

優(yōu)選的，所述裝置還包括：存儲裝置；

所述主控制器的輸出連接所述存儲裝置。

優(yōu)選的，所述存儲裝置包括：閃存和電可擦除只讀存儲器；

所述主控制器的輸出分別連接所述閃存和所述電可擦除只讀存儲器。

優(yōu)選的，所述裝置還包括：USB驅(qū)動芯片和USB數(shù)據(jù)傳輸端口；

所述主控制器的輸出連接所述USB驅(qū)動芯片，所述USB驅(qū)動芯片連接所述USB數(shù)據(jù)傳輸端口。

優(yōu)選的，所述裝置還包括：語音芯片；

所述主控制器的輸出連接所述語音芯片。

優(yōu)選的，所述裝置還包括：傳感器采集模塊；

所述傳感器采集模塊連接所述主控制器的輸入。

由上述技術(shù)方案可知，本實用新型的農(nóng)用機井用水控制裝置中包括多個電磁閥和多條出水管路。當用戶用IC卡在農(nóng)用機井用水控制裝置刷卡后，農(nóng)用機井用水控制裝置根據(jù)IC卡的信息讀取用戶的管路信息，通過繼電器控制打開水泵的同時，再通過控制對應(yīng)的電磁閥驅(qū)動電路而控制對應(yīng)的電磁閥閉合，最終使對應(yīng)的出水管路導(dǎo)通，給該用戶的農(nóng)田供水，即控制水的流向，杜絕了農(nóng)戶間偷水、搶水的可能性。

附圖說明

圖1為本實用新型一實施例提供的一種農(nóng)用機井用水控制裝置的原理框圖；

圖2為本實用新型一實施例提供的農(nóng)用機井用水控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型一實施例提供的農(nóng)用機井用水控制裝置的外觀圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。

圖1為本實用新型一實施例提供的一種農(nóng)用機井用水控制裝置的原理框圖；

圖2為本實用新型一實施例提供的農(nóng)用機井用水控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖1和圖2所示的一種農(nóng)用機井用水控制裝置，包括：主控制器101、讀取IC卡信息的IC卡讀寫器112、至少兩個電磁閥驅(qū)動電路118、至少兩個電磁閥119、隔離驅(qū)動電路、繼電器121、水泵122和至少兩條出水管路206；

所述IC卡讀寫器112與所述主控制器101雙向通信連接，所述主控制器101的輸出分別連接所述至少兩個電磁閥驅(qū)動電路118和繼電器驅(qū)動電路120，所述至少兩個電磁閥驅(qū)動電路118和所述至少兩個電磁閥119一一對應(yīng)連接，所述繼電器驅(qū)動電路120連接所述繼電器121的線圈，所述繼電器121的常開觸點連接在所述水泵122的電源電路中，所述水泵122的出水口通過主管道205分別連接所述至少兩條出水管路206。

圖2為本實用新型一實施例提供的農(nóng)用機井用水控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，控制器201(包括農(nóng)用機井用水控制裝置的控制部分中除電磁閥外的結(jié)構(gòu))，其中農(nóng)用機井203與水泵122連接。

本實用新型實施例的農(nóng)用機井用水控制裝置中包括多個電磁閥和多條出水管路206。用戶的管路信息同用水權(quán)限、賬戶余額一同存儲在IC卡中，當用戶用IC卡在本實用新型的農(nóng)用機井用水控制裝置刷卡后，農(nóng)用機井用水控制裝置首先驗證用戶的用水權(quán)限，然后獲取賬戶余額，最后讀取用戶的管路信息(即具體該用戶對應(yīng)的是哪條出水管路)，通過繼電器121控制打開水泵122的同時，再通過控制對應(yīng)的電磁閥驅(qū)動電路118而控制對應(yīng)的電磁閥閉合，最終使對應(yīng)的出水管路206導(dǎo)通，給該用戶的農(nóng)田供水，即控制水的流向，杜絕了農(nóng)戶間偷水、搶水的可能性。

本實用新型實施例可以設(shè)置各電磁閥開關(guān)的時長、間隔等信息，實現(xiàn)基于時序的自動灌溉。上述電磁閥主要為有線的直流電磁閥，除了支持有線的直流電磁閥外，控制器還能將控制指令傳輸?shù)?85串口115，配合使用無線閥門控制器，就能實現(xiàn)對用戶田間閥門的控制。

作為一種優(yōu)選實施例，所述裝置還包括：用于和服務(wù)器進行通信的手機模塊104；

所述手機模塊104和所述主控器雙向通信連接。

作為一種優(yōu)選實施例，所述裝置還包括：磁吸式按鍵107和顯示模塊；

所述磁吸式按鍵107連接所述主控器的輸入，所述主控器的輸出連接所述顯示模塊。

可以理解的是，磁吸式按鍵107可在不破壞設(shè)備放水性能的同時，為用戶提供方便的操作方式。

本實用新型實施例提供磁吸式按鍵107，用戶利用磁性操作棒控制實現(xiàn)磁吸式按鍵的觸發(fā)動作，可以向主控制器101輸入指令，主控制器101接收到該指令后，會將相應(yīng)信息顯示在顯示模塊上，從而可以查看基本信息。

作為一種優(yōu)選實施例，所述顯示模塊包括：點陣式顯示屏108、數(shù)碼管驅(qū)動電路109、八段數(shù)碼管110和LED指示燈111；

所述主控制器101的輸出分別連接所述點陣式顯示屏108、所述數(shù)碼管驅(qū)動電路109和所述LED指示燈111，所述數(shù)碼管驅(qū)動電路109連接所述八段數(shù)碼管110。

本實用新型實施例采用點陣式顯示屏、八段數(shù)碼管和LED指示燈三種形式提示用戶用水狀態(tài)和用戶賬戶等信息，可以在大田中為用戶提供清晰明確的信息顯示，從而可以給用戶提供良好的用戶體驗。

作為一種優(yōu)選實施例，所述顯示模塊上設(shè)置有茶色玻璃，所述磁吸式按鍵107設(shè)置在所述茶色玻璃上。

作為一種優(yōu)選實施例，所述裝置還包括：存儲裝置；

所述主控制器101的輸出連接所述存儲裝置。

作為一種優(yōu)選實施例，所述存儲裝置包括：閃存117和電可擦除只讀存儲器116；

所述主控制器101的輸出分別連接所述閃存117和所述電可擦除只讀存儲器116。

作為一種優(yōu)選實施例，所述裝置還包括：USB驅(qū)動芯片105和USB數(shù)據(jù)傳輸端口106；

所述主控制器101的輸出連接所述USB驅(qū)動芯片105，所述USB驅(qū)動芯片105連接所述USB數(shù)據(jù)傳輸端口106。

作為一種優(yōu)選實施例，所述裝置還包括：語音芯片113；

所述主控制器101的輸出連接所述語音芯片113。

作為一種優(yōu)選實施例，所述裝置還包括：傳感器采集模塊；

所述傳感器采集模塊連接所述主控制器101的輸入。

作為一種優(yōu)選實施例，所述裝置還包括：RTC時鐘芯片103，所述RTC時鐘芯片103和所述主控制器101雙向通信連接。

所述裝置還包括：AC-DC供電電路102，所述AC-DC供電電路102連接所述主控制器101的電源端。

本實用新型實施例中，主控制器是農(nóng)用機井用水控制裝置的核心，主要負責整個系統(tǒng)功能的實現(xiàn)，它接收傳感器通過傳感器采集模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，控制繼電器121開關(guān)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程上傳，同時通過IC卡與顯示功能實現(xiàn)與用戶的交互。通訊模塊實現(xiàn)設(shè)備的遠程通訊功能，將用戶的用水信息上傳到遠程用水管理服務(wù)器。顯示模塊與用戶進行交互，主要顯示用戶的用水信息。傳感器采集模塊主要負責采集電量、水量等信息，從而實現(xiàn)水費電費的計量。主控制器通過控制繼電器121的開關(guān)，實現(xiàn)對水泵122啟停的控制。IC卡讀寫器112實現(xiàn)用戶刷卡操作時對用戶卡內(nèi)容的讀寫。

本實用新型農(nóng)用機井用水控制裝置采用220V交流供電，內(nèi)置AC/DC電壓轉(zhuǎn)換電路。以M3內(nèi)核ARM作為主控制器，運行嵌入式實時操作系統(tǒng)uC/OS II實現(xiàn)各功能的同步運行。RTC時鐘芯片103為系統(tǒng)提供標準的時間計時，RTC時鐘芯片103獨立的供電系統(tǒng)在設(shè)備掉電的情況下不影響設(shè)備時間，主控制器通過I²C接口獲取和設(shè)置RTC時鐘芯片103的時間。內(nèi)置手機模塊通過UART串口與主控制器通訊，主控制器采用AT指令控制手機模塊104數(shù)據(jù)的收發(fā)。存儲裝置包括擦寫壽命長、讀寫效率高的電可擦除只讀存儲器116EEPROM和容量充足的閃存117FLASH組成，EEPROM和FLASH都通過SPI接口與主控制器通訊，其中EEPROM主要用來存取如系統(tǒng)參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)等經(jīng)常擦寫修改的信息，F(xiàn)LASH主要用于存儲用水記錄、傳感器采集數(shù)據(jù)等信息。顯示模塊包括點陣式顯示屏108、八段數(shù)碼管110和LED指示燈111，它們分別由主控制器控制顯示內(nèi)容。其中八段數(shù)碼管110有鎖存器(即數(shù)碼管驅(qū)動電路109)驅(qū)動，顯示數(shù)字內(nèi)容。主控制器利用USB驅(qū)動芯片105驅(qū)動一個Mico USB數(shù)據(jù)傳輸端口(USB數(shù)據(jù)傳輸端口106可為Mico USB數(shù)據(jù)傳輸端口)，USB驅(qū)動芯片105與主控制器之間SPI通訊，主控制器可以通過Mico USB數(shù)據(jù)傳輸端口與電腦連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的導(dǎo)出和主控制器基本參數(shù)的設(shè)置。傳感器采集模塊通過模擬AI輸入114和支持Modbus協(xié)議的485串口115(圖1中的485MODBUS)組成。模擬AI輸入114利用主控制器內(nèi)部的A/D實現(xiàn)對電流、電壓信號的采集，485串口115能夠采集數(shù)字式傳感器信號。傳感器采集模塊可采集主管道205的壓力、流量以及水位等參數(shù)。另外主控制器具備語音提示功能，采用語音芯片113實現(xiàn)數(shù)據(jù)的播報，語音芯片113通過串口與主控制器通訊。

本實現(xiàn)例采用STM32F103ZET6作為主控制器,嵌入實時操作系統(tǒng)uc/OS II V2.90。所采用的RTC時鐘芯片103為PCF8563，RTC時鐘芯片103的I²C通訊端口SCL、SDA分別與主控制器STM32F103ZET6的GPIO相連，程序內(nèi)部才用虛擬I2C接口的形式實現(xiàn)時鐘的讀寫。EEPROM采用具有1M Byte存儲空間的M95M02，F(xiàn)LASH采用W25Q64，它們的通訊接口同時與主控制器STM32F103ZET6的硬件SPI接口相連，通過片選實現(xiàn)分別通訊。點陣式顯示屏108采用OLED自發(fā)光顯示屏HGS128322_Y_EH_LV，OLED的數(shù)據(jù)端口和控制端分別與主控制器STM32F103ZET6的GPIO相連。八段數(shù)碼管110顯示長度為十位，采用74HC595驅(qū)動。數(shù)據(jù)交互部分，USB驅(qū)動芯片105采用CH340G，它的通訊端口分別與主控制器STM32F103ZET6的UART接口相連。語音芯片113采用SYN6288，同樣與主控制器STM32F103ZET6的UART相連，接收主控制器發(fā)出的語音指令，并驅(qū)動喇叭朗讀。IC卡讀寫芯片(IC卡讀寫器112可采用IC卡讀寫芯片)采用MF522B，其通訊端口與主控制器STM32F103ZET6的SPI接口相連，實現(xiàn)IC卡的讀寫。手機模塊104采用了內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧的GPRS手機模塊SIM900A，主控制器STM32F103ZET6通過串口發(fā)送AT指令方式實現(xiàn)對其的控制。繼電器121控制采用TLP291光耦隔離控制，直接由主控制器STM32F103ZET6的GPIO驅(qū)動。直流電磁閥采用L9110驅(qū)動芯片驅(qū)動。傳感器采集模塊的AI輸入114由主控制器STM32F103ZET6內(nèi)部的AD實現(xiàn)，485串口115則由MAX485驅(qū)動主控制器STM32F103ZET6上的一個UART串口實現(xiàn)。

如圖3，在結(jié)構(gòu)上，農(nóng)用機井用水控制裝置包括殼體301，在殼體301的面板上設(shè)有IC卡讀寫感應(yīng)區(qū)302，用戶可拿IC卡在IC卡讀寫感應(yīng)區(qū)302刷卡。為了在大田露天環(huán)境下顯示更清晰，由于OLED、八段數(shù)碼管和LED指示燈都為自發(fā)光器件，因此在包括OLED、八段數(shù)碼管和LED指示燈的顯示模塊上設(shè)置有茶色玻璃，所述磁吸式按鍵設(shè)置在所述茶色玻璃上，即面板上顯示模塊的上面為茶色玻璃板，該結(jié)構(gòu)使農(nóng)用機井用水控制裝置外觀更美觀也提升了強光下的顯示效果。茶色玻璃的四角設(shè)置了磁吸式按鍵，用戶可以通過磁性操作棒查看設(shè)備基本參數(shù)和傳感器采集數(shù)值。SIM卡槽303和Mico USB數(shù)據(jù)傳輸端口304設(shè)置在了殼體301的右側(cè)。另外殼體301保留語音提示發(fā)聲孔305。

值得說明的是，本實用新型中的手機模塊、顯示模塊和傳感器采集模塊等模塊均可用可實現(xiàn)上述功能的具體電路或硬件設(shè)備實現(xiàn)。

本實用新型的上述各個模塊和主控制器集成在一塊電路板上，簡化設(shè)備安裝的難度，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性。

上文中所指的雙向通信連接指雙向通信連接的第第一設(shè)備的輸出連接與所述第一設(shè)備雙向通信連接的第二設(shè)備的輸入，第二設(shè)備的輸出連接第一設(shè)備的輸入。如：所述IC卡讀寫器與所述主控制器雙向通信連接，即為：IC卡讀寫器的輸出連接主控制器的輸入，IC卡讀寫器的輸入連接主控制器的輸出。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型權(quán)利要求所限定的范圍。