專利名稱：一種直流灌溉控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型的技術方案屬于水利自動化控制領域，更具體地，本 實用新型涉及一種釆用直流電源供電的直流灌溉控制裝置。
背景技術：
我國是一個水資源相對短缺的國家，因此，水資源的有效利用對 我國可持續(xù)發(fā)展具有舉足輕重的地位。為達到節(jié)約用水的目的，近幾 年，灌溉控制技術得到了迅速發(fā)展，灌溉設備的自動化程度越來越高， 尤其在控制裝置方面，已經出現了釆用可編程控制器的數字化控制設 備。但是，現有的控制裝置也存在諸多不足,比如，灌溉方式比較單 一，對操作者技術要求較高，參數調整不便等。
目前，已經開發(fā)了多種功能各異的灌溉控制器，它們共同的特點 是功耗比較大，需要巿電提供電能和埋設布線，這就使得在某些特殊 場合無法使用，不適于大面積推廣。

實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種直流灌溉控制裝置，其釆用兩種供 電模式，以克服現在有些地方不能夠埋設布線和巿電無法到達的場 合。
本實用新型提供一種直流灌溉控制裝置，包括 主控制模塊，用于控制該直流灌溉控制裝置的操作； 按鍵模塊，用于配置所述直流灌溉控制裝置的控制參數； 傳感器和電磁閥驅動模塊，用于分別驅動傳感器和電磁閥，以便采集灌溉參數和控制水源開關；以及
電源模塊，用于為所述主控制模塊、按鍵模塊、以及傳感器和電
磁閥驅動模塊提供電源；
其特征在于所述電源模塊包含直流電源。
在本實用新型的一個實施例中，所述直流電源包括干電池、鋰 離子電池、鋅電池、化學電池。
在本實用新型的一個實施例中，所述直流灌溉控制裝置進一步包 括顯示模塊，用于顯示所述直流灌溉控制裝置的參數。
在本實用新型的一個實施例中，所述直流灌溉控制裝置進一步包 括通信模塊，用于將將所述參數向遠程控制中心發(fā)送和接收來自遠程 控制中心的指令。
在本實用新型的一個實施例中，所述主控制模塊釆用型號為 C8051F930的芯片，所述顯示模塊釆用型號為KS0713的液晶和型號為 74LCX573的地址鎖存器構成；所述傳感器、電磁閩驅動模塊釆用型號 為PCA9554AD的芯片和4片型號為L9110的驅動芯片，構成一路傳感器 采集電路和4路電磁閥驅動電路；所述通信模塊釆用型號為MAX485的 芯片。
在本實用新型的一個實施例中，所述所述按鍵模塊，與所述顯示 模塊結合，完成對所述直流灌溉控制裝置的參數配置。
以下結合附圖對本實用新型的原理和最佳實施方式進行說明。附 圖及其所表示的實施方式的目的僅僅是為了描述本發(fā)明的原理，而不 是要以任何方式來將本專利申請的范圍限制于所述具體實施方式
。其 中圖l示出本實用新型的直流灌溉控制裝置的原理框圖； 圖2示出本實用新型的直流灌溉控制裝置中主控制模塊的一個實
施例的電路原理圖3示出本實用新型的直流灌溉控制裝置中液晶顯示模塊的一個 實施例的電路原理圖4示出本實用新型的直流灌溉控制裝置中按鍵模塊的一個實施 例的電路原理圖5示出本實用新型的直流灌溉控制裝置中傳感器、電磁閥驅動 模塊的一個實施例的電路原理圖6示出本實用新型的直流灌溉控制裝置中通信模塊的一個實施 例的電路原理圖7示出本實用新型的直流灌溉控制裝置中電源模塊的一個實施 例的電路原理圖。
具體實施方式


圖1示出本實用新型的直流灌溉控制裝置的原理框圖。如圖1所 示，本實用新型的直流灌溉控制裝置包括主控制模塊l，該主控制模 塊1上連接有液晶顯示模塊2、按鍵模塊3、傳感器和電磁閥驅動模 塊4、以及通信模塊5，分別完成數據的輸入輸出和對傳感器、電磁 閥的控制等功能。此外還包括電源模塊6，用于給主控制模塊l、液 晶顯示模塊2、按鍵模塊3、傳感器和電磁閩驅動模塊4、以及通信 模塊5提供電源，保證直流灌溉控制器的正常工作。
在一個實施例中，本實用新型的直流灌溉控制裝置上電后，主控 制模塊1對各部分寄存器進行初始化，然后用戶可以通過按鍵模塊3 和液晶顯示模塊2對主控制模塊1進行灌溉參數設置。參數設置完成， 進入正常操作程序后，主控制模塊l發(fā)出測量土壤濕度命令。根據所述命令，傳感器和電磁閥驅動模塊4通過外接的土壤濕度傳感器對土 壤水分進行測量，并將測量所得的數據返回給主控制模塊l。主控制 模塊1把測量到的土壤濕度和設定的土壤濕度值進行比較，當測得的 土壤濕度值低于設定土壤濕度值的下限時，主控制模塊1會向傳感器 和電磁閥驅動模塊發(fā)出驅動命令，驅動外接的電磁閥動作，以便打開 水源對土壤進行灌溉。當土壤濕度值達到或超過設定的土壤濕度值上 限時，主控制模塊會發(fā)出關閉電磁閥的命令，停止對土壤的灌溉。用 戶在現場可以通過液晶顯示模塊2看到當前土壤的濕度值、電池剩余 電量和每個電磁閥的開關狀態(tài)。另外，用戶也可以把所述直流灌溉控
制裝置通過通信模塊5與上位機相連，進行遠程控制和數據查詢。
圖2示出本實用新型的直流灌溉控制裝置中主控制模塊的一個 實施例的電路原理圖。在該實施例中，主控制模塊釆用型號為 C8051F930的芯片，其9、 10引腳兩端連接一個Yl的晶振，用于給 整個系統提供實時時鐘。其引腳6通過R34、R11與J3的引腳5相連， 通過R34與J3的引腳7相連；引腳7通過R33與J3的引腳4相連， 通過R33、 R12與J3的引腳6相連，用于程序的調試和下載。引腳6 通過RIO、 Rll、 R34與C6相連，構成復位電路，用于電路的正常上 電復位。
圖3示出本實用新型的直流灌溉控制裝置中液晶顯示模塊的一 個實施例的電路原理圖。在該實施例中，所述液晶顯示模塊由型號為 KS0713的液晶和型號為74LCX573的地址鎖存器構成。結合圖2和圖 3， U4的引腳7通過R9、 Q2、 R20與U5的引腳19相連，用于控制液 晶顯示的背光；U4的引腳24、 23、 22、 21、 20、 19、 18、 17通過總 線分別與U5的引腳7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14和U11的引腳2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9分別相連，用于數據和地址的傳送。U4的引腳 12與Ull的引腳ll相連，用于控制數據是否可以通過Ull到達U5。 Ull的引腳12、 19分別與U5的引腳15、 4相連，用于控制芯片U5型。U4的引腳8、 11分別與U5的 引腳6、 5相連，用于控制數據的傳送方向，使液晶正常顯示。
圖4示出本實用新型的直流灌溉控制裝置中按鍵模塊的一個實施 例的電路原理圖。在該實施例中，上述U4的引腳30、 29、 26、 25分別 通過電阻R13、 R14、 R15、 R16與S1、 S2、 S3、 S4相連。通過4個按鍵 KEY1-KEY4的編碼，可以配置直流灌溉裝置的灌溉參數。
圖5示出本實用新型的直流灌溉控制裝置中傳感器、電磁閩驅動
模塊的一個實施例的電路原理圖。在該實施例中，所述模塊采用型號 為PCA9554AD的芯片和4片型號為L9110的驅動芯片，構成一路傳感 器釆集電路和4路電磁閥驅動電路，用于控制電磁閥的工作狀態(tài)。結 合圖2和圖5可見，U4的引腳31、 32分別通過上拉電阻與U6的引 腳14、 15相連，用于控制讀寫時續(xù)和數據的傳輸。U6的引腳4、 5 通過R23、 R27分別與U7的引腳7、 6相連，U6的引腳6、 7通過R24、 R28分別與U8的引腳7、 6相連，U6的引腳9、 10通過R25、 R29分 別與U9的引腳7、 6相連，U6的引腳11、 12通過R26、 R30分別與 U10的引腳7、 6相連，用于控制4路電磁閥的工作狀態(tài)。U4的引腳 15通過R2、 R31、 R32組成的釆集電路與濕度傳感器相連接，用于測 量土壤的濕度，和配置灌溉參數。
圖6示出本實用新型的直流灌溉控制裝置中通信模塊的一個實施 例的電路原理圖。在該實施例中，所述通信模塊釆用型號為MAX485 的芯片，其6、 7引腳之間通過電感T1和瞬態(tài)抑制二極管D6與485通信 設備相連，用于為6、 7引腳之間提供恒定的電壓差，保證通信的穩(wěn)定 性。結合圖2與圖6可見，U4的13、 27、 28引腳分別與MAX485的2、 1、 4引腳相連，用于控制485通信模塊數據的接收和發(fā)送數據，可以實現 多機通信。
圖7示出本實用新型的直流灌溉控制裝置中電源模塊的一個實施例的電路原理圖。在該實施例中，所述電源模塊包含直流電源，采
用了兩種供電方式， 一種是220V巿電供電，另一種是3V干電池供電。 當采用第一種供電方式時，220V市電通過12V直流穩(wěn)壓器轉變成12V 電壓，經過U1 (AS1117芯片)轉變成直流3.3V,為主控制模塊l、 液晶顯示模塊2、按鍵模塊3、通信模塊5供電，然后，再經過U2(升 壓芯片LT1615)轉換成9V直流電，為傳感器和電磁閥驅動模塊供電。 當釆用第二種供電方式時，3V干電池提供的3V直流電，為主控制模 塊l、液晶顯示模塊2、按鍵模塊3、通信模塊5供電，再經過U2(升 壓芯片LT1615)轉換成9V直流電，為傳感器和電磁閥驅動模塊供電。 當不需要灌溉時，通過U4的14引腳關斷U2，使其處于不工作狀態(tài)， 此時，整個電路正常工作僅需要幾十微安的電流，處于低功耗模式， 保證了電池供電時可以長時間工作。當需要灌溉時，通過U4的14引 腳，使U2處于工作狀態(tài)，此時，提供U2轉換的9V直流電供傳感器 和電磁閥模塊正常工作，當灌溉完成后，自動切斷U2，處于低功耗 模式。
通過釆用以上所述的本實用新型的技術方案，至少可以獲得以下 的優(yōu)點和有益效果
1. 本實用新型的直流灌溉控制裝置包含了直流電源，采用兩種供 電方式220V巿電供電和3V干電池供電，克服了現在有些地方不能夠
埋設布線和巿電無法到達，因而無法釆用灌溉控制的缺陷。此外，用 戶可以根據不同作物需水量的不同，對灌溉裝置進行設置。
2. 本實用新型的直流灌溉控制裝置遵循串行通信協議，具有485 接口，可以通過上位機實現遠程控制和數據查詢。
3. 提供了方便的人機交互界面，操作簡單，性價比高，具有廣泛 推廣的價值。以上所述的實施例僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進行描 述，并非對本實用新型的范圍進行限定，在不脫離本實用新型涉及精 神的前提下，本領域普通工程技術人員對本實用新型的技術方案做出 的各種變形和改進，均應落入本實用新型的權利要求書確定的保護范 圍內。
權利要求1、一種直流灌溉控制裝置，包括主控制模塊(1)，用于控制該直流灌溉控制裝置的操作；按鍵模塊(3)，用于配置所述直流灌溉控制裝置的控制參數；傳感器和電磁閥驅動模塊(4)，用于分別驅動傳感器和電磁閥，以便采集灌溉參數和控制水源開關；以及電源模塊(6)，用于為所述主控制模塊、按鍵模塊、以及傳感器和電磁閥驅動模塊提供電源；其特征在于，所述電源模塊包含直流電源。
2、 如權利要求1所述的直流灌溉控制裝置，其中所述直流電源 包括干電池、鋰離子電池、鋅電池、化學電池。
3、 如權利要求1-2任一項所述的直流灌溉控制裝置，進一步包 括顯示模塊(2),用于顯示所述直流灌溉控制裝置的參數。
4、 如權利要求3所述的直流灌溉控制裝置，進一步包括通信模 塊(5 )，用于將所述參數向遠程控制中心發(fā)送和接收來自遠程控制中 心的指令。
5、 如權利要求4所述的直流灌溉控制裝置，其中所述主控制模塊 采用型號為C8051F930的芯片，所述顯示模塊釆用型號為KS0713的液 晶和型號為74LCX573的地址鎖存器構成；所述傳感器、電磁閩驅動模 塊采用型號為PCA9554AD的芯片和4片型號為L9110的驅動芯片，構成 一路傳感器釆集電路和4路電磁閥驅動電路；所述通信模塊釆用型號 為MAX485的芯片。
6、 如權利要求3所述的直流灌溉控制裝置，其中所述按鍵模塊， 與所述顯示模塊結合，完成對所述直流灌溉控制裝置的參數配置。
專利摘要一種直流灌溉控制裝置，包括主控制模塊、RS485通信模塊、按鍵模塊、液晶顯示模塊、傳感器和電磁閥驅動模塊以及電源模塊。用戶可以通過按鍵模塊和液晶顯示模塊對主控制模塊進行灌溉參數設置，也可以通過上位機進行灌溉參數設置，然后，主控制模塊發(fā)出測量控制命令，通過傳感器和電磁閥驅動模塊實現對土壤濕度的測量和對電磁閥的控制，達到自動灌溉的目的。該直流灌溉控制裝置的電源模塊包括直流電源。本實用新型一種直流灌溉控制器的優(yōu)點是提供方便的人機交互界面，操作簡單，性價比高，克服了現在有些地方不能夠埋設布線和市電無法到達的場合，便于大范圍推廣使用。
文檔編號H02J7/00GK201388428SQ20082023364
公開日2010年1月27日 申請日期2008年12月24日 優(yōu)先權日2008年12月24日
發(fā)明者劉洪祿, 吳文勇, 剛 孫, 王克武, 申長軍, 趙春江, 振 邢, 鄭文剛 申請人:北京農業(yè)信息技術研究中心