喀斯特坡地節水灌溉裝置的製作方法

2023-09-18 00:03:30 1

專利名稱：喀斯特坡地節水灌溉裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種喀斯特坡地節水灌溉裝置，屬於自動灌溉技術領域。
背景技術：
對於喀斯特坡地土壤環境，地表不平，巖石較多，不利於網線的鋪設，因此坡地大 多數灌溉裝置所用設備價格昂貴，使用成本高，不適合在經濟落後的地方推廣。
發明內容本實用新型的目的在於提供一種喀斯特坡地節水灌溉裝置。設備價格低，耗電量 低，操作簡單。本實用新型的技術方案。喀斯特坡地節水灌溉裝置，構造包括中央控制器和下位 機，中央控制器分別與空氣溫溼度傳感器和風速傳感器連接；中央控制器通過無線模塊分 別連接至少1個下位機，下位機分別與土壤溫溼度傳感器和電磁閥驅動模塊連接。上述的喀斯特坡地節水灌溉裝置，中央控制器內設有嵌入式作業系統模塊，嵌入 式作業系統模塊採用觸控螢幕作為操作界面。上述的喀斯特坡地節水灌溉裝置，中央控制器和下位機還分別連接太陽能電池。本實用新型採用的中央控制器具有觸控螢幕顯示和操作功能，操作簡單方便。全套 系統均可採用太陽能供電，還具備系統休眠模式，可在不通電的地區使用。中央控制器與下 位機採用無線電磁波方式通信，減少網線鋪設的成本。系統採用自動/手動切換灌溉模式 供管理者選擇。並具備歷史記錄查詢和存儲功能。同現有技術相比，本實用新型具有設備 成本低、耗電量低、操作簡單等優點。

附圖1為本實用新型的結構示意圖；附圖2為本實用新型中央控制器的控制流程圖；附圖3為本實用新型下位機的控制流程圖。
具體實施方式
本實用新型的實施例。喀斯特坡地節水灌溉裝置，如圖1所示，構造包括中央控 制器1和下位機2，中央控制器1分別與空氣溫溼度傳感器3和風速傳感器4連接；中央控 制器1通過無線模塊10分別連接至少1個下位機2，下位機2分別與土壤溫溼度傳感器6 和電磁閥驅動模塊7連接。中央控制器1採用S3C2440 ARM9晶片，下位機2採用工業級 C8051F120晶片，無線模塊10採用XL03-232AP2系列微功率無線透明傳輸模塊。空氣溫溼 度傳感器3、風速傳感器4、土壤溫溼度傳感器6和電磁閥驅動模塊7分別採用現有市場上 的產品。中央控制器1內安裝嵌入式作業系統模塊8，嵌入式作業系統模塊8採用觸控螢幕9作為操作界面。嵌入式作業系統模塊8選擇Windows Embedded CE，是由微軟開發的一個 32位、本地硬實時、小尺寸的作業系統，該系統滿足的可攜式設備、行動裝置和嵌入式設備 對作業系統的需求。Windows Embedded CE類似於桌面作業系統，它包括豐富的圖形和多 媒體技術。可以在低成本、低功耗、系統內存和快閃記憶體有限、封裝空間小的嵌入式硬體上運行。 由於其操作界面操作簡單、運行安全，所以廣泛應用於智能建築、安全系統、溫室系統、工業 自動化領域。下位機2的作業系統內核考慮到該設備並不需要執行太多的任務和實時性的要 求。選擇Rtx51tny多任務實時系統內核。Rtx51tiny內核是RTX51是KEIL公司開發的用 於8051系列單片機的多任務實時作業系統。它有兩個版本，RTX51 FULL和RT)(51 TINY。 Rtx51tiny是RT)(51 FULL的子集，支持按時間片循環任務調度，支持任務間信號傳遞，最 大16個任務，可以並行地利用中斷。具有以下等待操作超時、另一個任務或中斷的信號。 Rtx51tiny —個很小的內核，完全集成在KEIL C51編譯器中。更重要的是，它僅佔用800字 節左右的程序存儲空間，可以在沒有外放數據存儲器的8051系統中運行，但應用程式仍然 可以訪問外部存儲器。中央控制器1和下位機2還分別連接太陽能電池5，可在不通電的地區使用。本系統工作過程如下打開控制系統電源後。系統進入自動控制模式。中央控制 器1通過預先設定好的間隔時間進行循環檢測各下位機2的傳感器溫溼度。並將檢測到的 各節點的溫溼度數據和灌溉時間存入資料庫中。由中央控制器1選擇是否進行開閥和關閥 操作。在觸控螢幕9界面上可以進行溫溼度上下限的修改、自動/手動模式切換、灌溉對象選 擇和查看歷史記錄等功能。中央控制器1的控制流程圖如圖2所示。下位機2軟體具體流程如圖3所示通過移植Rtx51tiny內核(Rtx51tiny多任務 實時作業系統支持時間片輪轉任務切換和使用信號進行任務切換，可以簡化那些複雜而且 時間要求嚴格的工程的軟體設計工作)建立三個任務，分別為數據處理任務0，獲取傳感器 數據任務1和開關閥任務2。系統上電初始化後進入循環後，當串口接收到數據後引發中 斷，在中斷函數中通過isr_send_signal 函數告知主任務。考慮到中央控制器1發送的 數據較單片機處理數據的速度快很多，單片機將接收到的數據通過函數EnQueue 存放在 隊列中，通過函數DeQueue 取出隊列中的數據進行判斷。首先通過校驗和位判斷收到是 數據是否正確，然後執行相應的命令字節的命令。若是開關閥命令，主任務發送給開關閥任 務信號，開關閥任務通過函數oS_wait( K_SIG, 0，0)；接收到信號後執行開關閥操作。獲 取傳感器任務則由作業系統函數osjait (Κ_ΤΜ0, 1000, 0)間斷執行。其具體數據幀格 式圖見下表。
幀內容地址命令字長度校驗和位1長度內容校驗和位2位元組數(byte)1111···1 數據校驗是通過判斷和相加是否為0來判斷收到的數據是否是正確的。判斷進行 兩次和校驗。如圖4命令幀格式圖。下位機接收數據並保存在變量中，當收到校驗和位1 時執行一次和相加，若為0，則繼續接收後面的數據。當接收校驗和位2時再執行一次和相 加，若為0，則執行對應的命令。
權利要求1.一種喀斯特坡地節水灌溉裝置，構造包括中央控制器(1)和下位機(2)，其特徵在 於中央控制器(1)分別與空氣溫溼度傳感器(3 )和風速傳感器(4 )連接；中央控制器(1) 通過無線模塊(10)分別連接至少1個下位機(2)，下位機(2)分別與土壤溫溼度傳感器(6) 和電磁閥驅動模塊(7)連接。
2.根據權利要求1所述的喀斯特坡地節水灌溉裝置，其特徵在於中央控制器(1)內設 有嵌入式作業系統模塊(8)，嵌入式作業系統模塊(8)採用觸控螢幕(9)作為操作界面。
3.根據權利要求1所述的喀斯特坡地節水灌溉裝置，其特徵在於中央控制器(1)和下 位機(2)還分別連接太陽能電池(5)。
專利摘要本實用新型公開了一種喀斯特坡地節水灌溉裝置，構造包括中央控制器(1)和下位機(2)，其特徵在於中央控制器(1)分別與空氣溫溼度傳感器(3)和風速傳感器(4)連接；中央控制器(1)通過無線模塊(10)分別連接至少1個下位機(2)，下位機(2)分別與土壤溫溼度傳感器(6)和電磁閥驅動模塊(7)連接。本實用新型採用的中央控制器具有觸控螢幕顯示和操作功能，操作簡單方便。全套系統均可採用太陽能供電，還具備系統休眠模式，可在不通電的地區使用。中央控制器與下位機採用無線電磁波方式通信，減少網線鋪設的成本。系統採用自動/手動切換灌溉模式供管理者選擇。並具備歷史記錄查詢和存儲功能。
文檔編號A01G25/16GK201839671SQ2010205747
公開日2011年5月25日 申請日期2010年10月25日 優先權日2010年10月25日
發明者李家春, 楊旭東, 塗文特, 王永濤 申請人:貴州大學