一種智能化的機(jī)井灌溉控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于智能化農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及到一種智能化的機(jī)井灌溉控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]水資源屬于不可再生資源，研究節(jié)水的智能灌溉技術(shù)刻不容緩，在農(nóng)業(yè)灌溉過程中，機(jī)井灌溉控制器被廣泛地應(yīng)用。現(xiàn)有的機(jī)井灌溉控制器有以下幾個(gè)缺點(diǎn):一是機(jī)井灌溉控制器安裝后只能適合某種農(nóng)作物的灌溉，當(dāng)種植的農(nóng)作物改變時(shí)，需要灌溉控制器的研制人員到現(xiàn)場進(jìn)行升級維護(hù)，升級維護(hù)成本較高，升級維護(hù)的時(shí)效性差；二是現(xiàn)有的機(jī)井灌溉控制器大多數(shù)采用ZigBee、GSM等無線通信的方式與其它控制設(shè)備進(jìn)行通信，而無線通信易受地形、天氣等因素的影響，具有環(huán)境適應(yīng)性不強(qiáng)，抗干擾能力差，實(shí)時(shí)性差的缺點(diǎn)，不適合應(yīng)用在環(huán)境惡劣的條件下；三是在某些應(yīng)用場合，比如機(jī)井灌溉控制器工作在廣闊的高原、遼闊的草原環(huán)境時(shí)，機(jī)井灌溉控制器的監(jiān)護(hù)人員到現(xiàn)場對土壤的灌溉狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)護(hù)不太現(xiàn)實(shí)，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和手機(jī)通信業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，設(shè)計(jì)基于手機(jī)App實(shí)現(xiàn)對機(jī)井灌溉控制器的控制已成為發(fā)展趨勢，可以幫助機(jī)井灌溉控制器的監(jiān)護(hù)人員隨時(shí)隨地維護(hù)和監(jiān)控土壤的灌溉狀態(tài)信息并及時(shí)做出決策。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種智能化的機(jī)井灌溉控制器。
[0004]本實(shí)用新型所述的一種智能化的機(jī)井灌溉控制器，所述控制器包括控制器(1)、存儲(chǔ)器(2)、傳感器單元(3)設(shè)有溫度傳感器(301)、土壤濕度傳感器(302)、光敏傳感器(303)、多路開關(guān)(4)、蓄電池(5)、以太網(wǎng)PHY芯片(6)、隔離變壓器(7)、RJ45 (8)、電磁閥
(9)、防雷裝置模塊(10)、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制單元(11)。其特征在于:所述傳感器單元通過多路開關(guān)與控制器連接；所述控制器通過加載存儲(chǔ)器中的程序?qū)崿F(xiàn)控制器中特定的控制算法；所述蓄電池為控制器提供電源；所述控制器通過以太網(wǎng)PHY芯片、隔離變壓器和RJ45實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制單元的工業(yè)以太網(wǎng)通信；所述控制器通過控制電磁閥實(shí)現(xiàn)對土壤灌溉量、灌溉時(shí)間的控制；所述防雷裝置模塊保護(hù)控制器在雷雨天氣不被破壞。所述遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制單元通過以太網(wǎng)接口實(shí)現(xiàn)對控制器的控制算法的在線修改并接收控制器反饋的灌溉過程中的狀態(tài)信息。
[0005]本實(shí)用新型所述的一種智能化的機(jī)井灌溉控制器，所述控制器連接存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器存儲(chǔ)不同的控制算法和傳感器的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
[0006]本實(shí)用新型所述的一種智能化的機(jī)井灌溉控制器，所述傳感器單元包括溫度傳感器、土壤濕度傳感器和光敏傳感器。
[0007]本實(shí)用新型所述的一種智能化的機(jī)井灌溉控制器，所述控制器可以通過電磁閥控制土壤灌溉量、灌溉時(shí)間。
[0008]工作原理:操作人員根據(jù)土壤中種植的作物類型并通過工業(yè)以太網(wǎng)將控制器對應(yīng)的控制算法、傳感器的校準(zhǔn)表格和該作物灌溉的專家經(jīng)驗(yàn)下載到存儲(chǔ)器中，然后控制器上電啟動(dòng)加載對應(yīng)的控制算法，根據(jù)溫度傳感器、土壤濕度傳感器、光敏傳感器采集的土壤環(huán)境參數(shù)信息和存儲(chǔ)器中的該作物灌溉的專家經(jīng)驗(yàn)動(dòng)態(tài)地調(diào)整電磁閥的大小實(shí)現(xiàn)對作物的灌溉量和灌溉時(shí)間的精確控制，基于工業(yè)以太網(wǎng)的良好實(shí)時(shí)性、可靠性和抗干擾能力，控制器可以將傳感器采集的土壤的環(huán)境參數(shù)信息傳輸?shù)竭h(yuǎn)程終端，方便操作人員及時(shí)掌握最新的作物灌溉的實(shí)時(shí)信息。另外該機(jī)井灌溉控制器通過工業(yè)以太網(wǎng)接入互聯(lián)網(wǎng)，通過手機(jī)App可以了解土壤的灌溉狀態(tài)信息并及時(shí)對機(jī)井灌溉控制器傳感器校正參數(shù)和控制算法的遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)調(diào)整。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所述的一種智能化的機(jī)井灌溉控制器通過采用工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，提高了數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性、同步性，實(shí)現(xiàn)了控制器控制算法和傳感器校正參數(shù)的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)調(diào)整，增強(qiáng)了設(shè)備的環(huán)境可適應(yīng)性，降低了設(shè)備的維護(hù)成本。
【附圖說明】
[0010]圖1:智能化的機(jī)井灌溉控制器示意圖1:MSP430單片機(jī)-1、存儲(chǔ)器K9F1G08U0M-2、傳感器單元3由溫度傳感器PT100-301、土壤濕度傳感器FDR-100W-302、NHZDlO光照度傳感器-303組成、多路開關(guān)74LS152-4、蓄電池-5、FPGA-6、隔離變壓器-7、RJ45-8、電磁閥_9、防雷裝置模塊-10、研華工控機(jī)-11。
[0011]圖2:智能化的機(jī)井灌溉控制器示意圖2:MSP430單片機(jī)_1、存儲(chǔ)器K9F1G08U0M-2、傳感器單元3由溫度傳感器PT100-301、土壤濕度傳感器FDR-100W-302、NHZDlO光照度傳感器-303組成、多路開關(guān)74LS152-4、蓄電池-5、Ethercat協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層芯片ETl 100-6、Ethercat協(xié)議物理層PHY芯片DM9161-7、隔離變壓器-8、RJ45-9、電磁閥-10、防雷裝置模塊-11、研華工控機(jī)-12。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合具體的實(shí)施例對本實(shí)用新型所述的智能化的機(jī)井灌溉控制器做進(jìn)一步說明，但是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不限于此。
[0013]實(shí)施例1
[0014]一種智能化的機(jī)井灌溉控制器如圖1，所述控制系統(tǒng)包括MSP430單片機(jī)(I)、存儲(chǔ)器K9F1G08U0M (2)、傳感器單元3由溫度傳感器PT100 (301)、土壤濕度傳感器FDR-100W(302), NHZDlO光照度傳感器(303)組成、多路開關(guān)74LS152 (4)、蓄電池(5)、FPGA (6)、隔離變壓器(7)、RJ45 (8)、電磁閥(9)、防雷裝置模塊(10)、研華工控機(jī)(11)。所述傳感器單元中的溫度傳感器PT100、土壤濕度傳感器FDR-100W、NHZDlO光照度傳感器采集所灌溉作物的環(huán)境溫度、土壤的濕度、作物的光照度信息，然后通過多路開關(guān)74LS152輸入給MSP430單片機(jī)；所述MSP430單片機(jī)通過用戶設(shè)定的灌溉土地類型加載存儲(chǔ)器中對應(yīng)的控制算法；所述蓄電池為MSP430單片機(jī)、FPGA和傳感器等提供電源；所述MSP430單片機(jī)通過FPGA、隔離變壓器和RJ45與遠(yuǎn)程的研華工控機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，并實(shí)現(xiàn)工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議的應(yīng)用層；所述FPGA實(shí)現(xiàn)工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層；所述MSP430單片機(jī)通過控制電磁閥實(shí)現(xiàn)對土壤灌溉量、灌溉時(shí)間的控制；所述防雷裝置模塊保護(hù)MSP430單片機(jī)和FPGA在雷雨天氣不被破壞。所述，研華工控機(jī)通過工業(yè)Ethercat網(wǎng)絡(luò)協(xié)議動(dòng)態(tài)調(diào)整MSP430單片機(jī)中的控制算法。
[0015]工作原理:操作人員根據(jù)土壤中種植的作物類型并通過工業(yè)Ethercat以太網(wǎng)將MSP430單片機(jī)對應(yīng)的控制算法、傳感器的校準(zhǔn)表格和該作物灌溉的專家經(jīng)驗(yàn)下載到存儲(chǔ)器K9F1G08U0M中，然后MSP430單片機(jī)上電啟動(dòng)加載對應(yīng)的控制算法，MSP430單片機(jī)根據(jù)溫度傳感器PT100、土壤濕度傳感器FDR-100W、NHZD10光照度傳感器采集的環(huán)