一種水肥藥一體化自診斷灌溉裝置的制造方法
【專利摘要】一種水肥藥一體化自診斷灌溉裝置，包括傳感器輸入電路、電磁閥故障檢測(cè)電路、比例閥驅(qū)動(dòng)電路、MCU1、SD存儲(chǔ)電路、MCU2、MCU3、GPRS DTU模塊、接口芯片8255和存儲(chǔ)器6116，傳感器輸入電路的控制口連接MCU1的P3口，傳感器輸入電路的D/A端口連接比例閥驅(qū)動(dòng)電路；MCU1為主控制器，MCU1的串口A連接MCU2的串口A，MCU1的串口B連接MCU3的串口B，MCU1還與SD存儲(chǔ)電路相連接，MCU2的串口B連接GPRS DTU模塊進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)交流，MCU3的串口A連接MCU2的串口B，作為通信備用接口。本實(shí)用新型的有益效果：實(shí)現(xiàn)肥料、農(nóng)藥的噴灑，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)管理的自動(dòng)化；采用三MCU系統(tǒng)，控制精確，配合共享存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)信息交換；系統(tǒng)對(duì)故障進(jìn)行自診斷和故障定位，數(shù)據(jù)交流采用密鑰數(shù)據(jù)報(bào)頭，保障了數(shù)據(jù)交流的保密性和安全性。
【專利說(shuō)明】
一種水肥藥一體化自診斷灌溉裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及自動(dòng)控制領(lǐng)域，尤其是一種水肥藥一體化自診斷灌溉裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]水是一切生命過(guò)程中不可替代的基本要素，水資源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)資源。我國(guó)是世界上13個(gè)貧水國(guó)之一，人均水資源占有量2300立方米，只有世界人均水平的四分之一，居世界第109位。而且時(shí)空分布很不均勻，南多北少，東多西少，夏秋多冬春少，占國(guó)土面積50%以上的華北、西北、東北地區(qū)的水資源量?jī)H占全國(guó)總量的20%左右。近年來(lái)，隨著人口增加、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化水平的提高，水資源供需矛盾日益尖銳，農(nóng)業(yè)干旱缺水和水資源短缺已成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要制約因素，而且加劇了生態(tài)環(huán)境的惡化。
[0003]發(fā)達(dá)國(guó)家的農(nóng)業(yè)用水比重一般為總用水量的50%左右。目前，我國(guó)農(nóng)業(yè)用水比重已從1980年的88%下降到目前的70%左右，今后還會(huì)繼續(xù)下降，農(nóng)業(yè)干旱缺水的局面不可逆轉(zhuǎn)。北方地區(qū)水資源開(kāi)發(fā)利用程度已經(jīng)很高，開(kāi)源的潛力不大。南方還有一些開(kāi)發(fā)潛力，但主要集中在西南地區(qū)。
[0004]我國(guó)農(nóng)業(yè)灌溉用水量大，灌溉效率低下和用水浪費(fèi)的問(wèn)題普遍存在。目前全國(guó)灌溉水利用率約為43%，單方水糧食生產(chǎn)率只有10公斤左右，大大低于發(fā)達(dá)國(guó)家灌溉水利用率70-80%、單方水糧食生產(chǎn)率2.0公斤以上的水平。通過(guò)采用現(xiàn)代節(jié)水灌溉技術(shù)改造傳統(tǒng)灌溉農(nóng)業(yè)，實(shí)現(xiàn)適時(shí)適量的“精細(xì)灌溉”，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的歷史意義。在灌溉系統(tǒng)合理地推廣自動(dòng)化控制，不僅可以提高資源利用率，緩解水資源日趨緊張的矛盾，還可以增加農(nóng)作物的產(chǎn)量，降低農(nóng)產(chǎn)品的成本。目前常用的自動(dòng)化灌溉實(shí)現(xiàn)了水肥灌溉，但對(duì)噴灑農(nóng)藥卻無(wú)能為力，不能真正實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)管理的現(xiàn)代化。
[0005]灌溉、施肥、噴藥每一種操作都很復(fù)雜，比如灌溉的水量與初始濕度和澆灌即時(shí)濕度有關(guān)，還與農(nóng)作物需要的水量有關(guān)，農(nóng)作物的生長(zhǎng)階段和噴灑流量等有關(guān);施肥的數(shù)量也與土壤的EC值、PH值、農(nóng)作物自身狀態(tài)及生長(zhǎng)階段有關(guān);而噴藥數(shù)量更加復(fù)雜，需要精確控制農(nóng)藥比例和數(shù)量，同時(shí)要針對(duì)不同農(nóng)作物、不同害蟲(chóng)或有害植物進(jìn)行不同的方案，所以合適的控制技術(shù)至關(guān)重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種水肥藥一體化自診斷灌溉裝置，可以精確實(shí)現(xiàn)水肥和農(nóng)藥的噴灑，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)管理的現(xiàn)代化。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種水肥藥一體化自診斷灌溉裝置，包括傳感器輸入電路、電磁閥故障檢測(cè)電路、比例閥驅(qū)動(dòng)電路、MCU1、SD存儲(chǔ)電路、MCU2、M⑶3、GPRSDTU模塊、接口芯片8255和存儲(chǔ)器6116，傳感器輸入電路的控制口連接MCUl的P3 口，傳感器輸入電路的D/A端口連接比例閥驅(qū)動(dòng)電路;M⑶I為主控制器，M⑶I的串口A連接MCU2的串口A，MCU1的串口B連接MCU3的串口B，MCU1還與SD存儲(chǔ)電路相連接，MCU2的串口B連接GPRS DTU模塊進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)交流，M⑶3的串口A連接M⑶2的串口B，作為通信備用接口 ；接口芯片8255的A口接MCU2的PO，B 口接MCU3的PO，C口接存儲(chǔ)器6116的數(shù)據(jù)端口，接口芯片8255的A數(shù)據(jù)端口接M⑶I的數(shù)據(jù)端口，MCU1的P2端口接存儲(chǔ)器6116地址端口的低8位，存儲(chǔ)器6116地址端口其他位接地，存儲(chǔ)器6116讀寫(xiě)端和MCUl分別用端口 PI連接，MCU3的PI 口和P2 口連接電磁閥故障檢測(cè)電路；電磁閥故障檢測(cè)電路包括穩(wěn)壓管Dl、限流電阻R6和光耦I(lǐng)Cl，穩(wěn)壓管Dl提供光耦I(lǐng)Cl所需電壓，電阻進(jìn)行限流，電磁閥通斷時(shí)，光耦I(lǐng)Cl把通斷信號(hào)通過(guò)光傳遞給三極管Ql后送入單片機(jī)中進(jìn)行檢測(cè)和判斷電磁閥是否故障。
[0008]優(yōu)選的，三個(gè)M⑶通過(guò)接口芯片8255和存儲(chǔ)器6116組成三口存儲(chǔ)器，進(jìn)行數(shù)據(jù)交流，每個(gè)MCU都可以獨(dú)立讀寫(xiě)存儲(chǔ)器6116;MCU1讀寫(xiě)存儲(chǔ)器6116時(shí)，P2送地址給存儲(chǔ)器6116，通過(guò)接口芯片8255的C 口發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。
[0009]優(yōu)選的，MCU2讀寫(xiě)存儲(chǔ)器6116時(shí)，MCT2通過(guò)PO 口讀寫(xiě)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)，地址信息通過(guò)串口A發(fā)送給MCUl的串口A，地址信息用ASII碼通信，最高位為讀寫(xiě)控制位，最高位為I為寫(xiě)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)，為O為讀存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)，MCUl根據(jù)串口信息，把地址送到MCUl的P2 口，并根據(jù)讀寫(xiě)操作設(shè)置Pl 口；M⑶I從接口芯片8255的C 口讀數(shù)據(jù)并發(fā)送到A口完成MCUl的讀存儲(chǔ)器操作，MCUl從接口芯片8255的A 口讀數(shù)據(jù)并發(fā)送到C 口完成mJ2的寫(xiě)存儲(chǔ)器操作，MCUl參與了數(shù)據(jù)的交流，M⑶I必須把發(fā)送或接收的數(shù)據(jù)送串口 A反饋給MCU2，M⑶2讀寫(xiě)存儲(chǔ)器需要延時(shí)200ms ο
[0010]優(yōu)選的，MCU3讀寫(xiě)存儲(chǔ)器6116時(shí)，MCT3通過(guò)PO 口讀寫(xiě)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)，地址信息通過(guò)串口B發(fā)送給MCUl的串口B，地址信息用ASII碼通信，最高位為讀寫(xiě)標(biāo)志位，最高位為I為寫(xiě)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)，為O為讀存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)，MCUl根據(jù)串口信息，把地址送到MCUl的P2 口，并根據(jù)讀寫(xiě)操作設(shè)置Pl 口；M⑶I從接口芯片8255的C 口讀數(shù)據(jù)并發(fā)送到B 口完成MCUl的讀存儲(chǔ)器操作，MCUl從接口芯片8255的B 口讀數(shù)據(jù)并發(fā)送到C 口完成mJ3的寫(xiě)存儲(chǔ)器操作，MCUl參與了數(shù)據(jù)的交流，M⑶I必須把發(fā)送或接收的數(shù)據(jù)送串口 A反饋給MCU3，M⑶3讀寫(xiě)存儲(chǔ)器需要延時(shí)200ms ο
[0011]優(yōu)選的，MCU2讀寫(xiě)共享存儲(chǔ)器6116時(shí)，通過(guò)串口A發(fā)送地址到M⑶I，如果MCUl沒(méi)有反饋信息則說(shuō)明MCUl出現(xiàn)故障，MCU2的串口B通過(guò)GPRSDUT模塊發(fā)送故障代碼給控制中心。
[0012]優(yōu)選的，MCU3讀寫(xiě)共享存儲(chǔ)器6116時(shí)，通過(guò)串口B發(fā)送地址到M⑶I，如果MCUl沒(méi)有反饋信息則說(shuō)明MCUl出現(xiàn)故障，MCU3的串口A通過(guò)GPRSDUT發(fā)送故障代碼給控制中心。
[0013]優(yōu)選的，M⑶2讀寫(xiě)共享存儲(chǔ)器6116時(shí)，串口反饋數(shù)據(jù)和PO 口多些數(shù)據(jù)不一致，說(shuō)明存儲(chǔ)器和接口芯片8255出現(xiàn)故障，M⑶2通過(guò)串口 B和MCU3的串口 A通信，測(cè)試MCU3的讀寫(xiě)共享存儲(chǔ)器功能，通過(guò)MCU3進(jìn)行讀寫(xiě)共享存儲(chǔ)器來(lái)排除是否為存儲(chǔ)器故障，并通過(guò)GPRS DUT模塊發(fā)送故障代碼給控制中心。
[0014]優(yōu)選的，1?^3讀寫(xiě)共享存儲(chǔ)器6116時(shí)，串口反饋數(shù)據(jù)和PO 口多些數(shù)據(jù)不一致，說(shuō)明存儲(chǔ)器和接口芯片8255出現(xiàn)故障，M⑶2通過(guò)串口 B和MCU3的串口 A通信，測(cè)試MCU2的讀寫(xiě)共享存儲(chǔ)器功能，通過(guò)MCU3進(jìn)行讀寫(xiě)共享存儲(chǔ)器來(lái)排除是否為存儲(chǔ)器故障，并通過(guò)GPRS DUT模塊發(fā)送故障代碼給控制中心。
[0015]優(yōu)選的，M⑶2和MCU3與共享存儲(chǔ)器6116數(shù)據(jù)交流時(shí)均通過(guò)MCUl傳輸?shù)刂?，M⑶2和MCU3接收不到反饋數(shù)據(jù)，說(shuō)明MCUl出現(xiàn)故障，MCU2發(fā)送故障代碼給控制中心;MCU2需要不停的同MCUl通信，對(duì)MCUl的串口 A進(jìn)行定時(shí)監(jiān)控，如果一段時(shí)間沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸，初步判斷MCU2出現(xiàn)故障，并發(fā)送測(cè)試代碼進(jìn)行測(cè)試確定是否有反饋，如果無(wú)反饋，MCUl通過(guò)串口B發(fā)送故障代碼給MCU3，并通過(guò)MCU3的串口 A調(diào)用GPRS DTU模塊把故障代碼發(fā)送到控制中心。
[0016]優(yōu)選的，灌溉裝置信息通過(guò)GPRS無(wú)線傳輸時(shí)，采用動(dòng)態(tài)密鑰做傳輸協(xié)議的報(bào)頭，密鑰報(bào)頭算法由開(kāi)發(fā)者自行設(shè)計(jì)。
[0017]優(yōu)選的，SD卡上存儲(chǔ)專家控制系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)，采用FAT文件系統(tǒng)的簇鏈存儲(chǔ)，從第一級(jí)條件開(kāi)始存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和指向下一句條件的存儲(chǔ)位置，最末一級(jí)的存儲(chǔ)位置用OfTfh代替，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)達(dá)到128G。
[0018]本發(fā)明的有益效果為:采用專家控制系統(tǒng)以后，實(shí)現(xiàn)了同一控制中心管理下的多臺(tái)裝置能根據(jù)周圍土壤和作物的生長(zhǎng)環(huán)境進(jìn)行獨(dú)立自主進(jìn)行灌溉、施肥和噴藥管理，真正做到統(tǒng)一管理又因地制宜;采用比值控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了液態(tài)肥料、甚至是農(nóng)藥的噴灑，真正實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)管理的自動(dòng)化;采用三MCU系統(tǒng)，技術(shù)分工明確，控制精確，配合共享存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)信息交換，簡(jiǎn)單方便;系統(tǒng)可以對(duì)故障進(jìn)行自診斷和故障定位，提高了系統(tǒng)的安全性，維修也更加的方便;數(shù)據(jù)交流采用密鑰數(shù)據(jù)報(bào)頭，充分保障了數(shù)據(jù)交流的保密性和安全性。
[0019]專家控制系統(tǒng)把專家知識(shí)進(jìn)行存儲(chǔ)，查找知識(shí)和控制判斷都由獨(dú)立的推理機(jī)進(jìn)行分析，使得處理過(guò)程就像有了大腦判斷，特別適合復(fù)雜條件的診斷;植入單片機(jī)以后，可以進(jìn)行實(shí)時(shí)的診斷控制，只要遠(yuǎn)程控制中心輸入條件，可在單片機(jī)內(nèi)部進(jìn)行運(yùn)行專家控制操作，使得每一個(gè)裝置點(diǎn)都有了智能化，分擔(dān)了主控操作的任務(wù)量，而且在不同的裝置點(diǎn)根據(jù)不同的環(huán)境情況進(jìn)行不同的操作，而不是所有裝置同一控制，有利于農(nóng)作物的生長(zhǎng)。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本發(fā)明的裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是本發(fā)明的M⑶I結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3是本發(fā)明的M⑶2結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖4是本發(fā)明的M⑶3結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖5是本發(fā)明的GPRSDUT模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖6是本發(fā)明的電磁閥故障檢測(cè)電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖7是本發(fā)明的傳感器輸入電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]如圖1-5所示，一種水肥藥一體化自診斷灌溉裝置，包括傳感器輸入電路、電磁閥故障檢測(cè)電路、比例閥驅(qū)動(dòng)電路、MCU1、SD存儲(chǔ)電路、MCU2、MCU3、GPRS DTU模塊、接口芯片8255和存儲(chǔ)器6116，傳感器輸入電路的控制口連接M⑶I的P3 口，傳感器輸入電路的D/A端口連接比例閥驅(qū)動(dòng)電路;MCUl為主控制器，MCUl的串口 A連接MCU2的串口 A，MCUl的串口 B連接M⑶3的串口B，MCU1還與SD存儲(chǔ)電路相連接，M⑶2的串口B連接GPRS DTU模塊進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)交流，M⑶3的串口A連接MCU2的串口B，作為通信備用接口；接口芯片8255的A口接MCU2的PO，B 口接M⑶3的PO，C 口接存儲(chǔ)器6116的數(shù)據(jù)端口，接口芯片8255的A數(shù)據(jù)端口接MCUl的數(shù)據(jù)端口，M⑶I的P2端口接存儲(chǔ)器6116地址端口的低8位，存儲(chǔ)器6116地址端口其他位接地，存儲(chǔ)器6116讀寫(xiě)端和MCUI分別用端口 PI連接，MCU3的PI 口和P2 口連接電磁閥故障檢測(cè)電路；電磁閥故障檢測(cè)電路包括穩(wěn)壓管D1、限流電阻R6和光耦I(lǐng)Cl，穩(wěn)壓管Dl提供光耦I(lǐng)Cl所需電壓，電阻進(jìn)行限流，電磁閥通斷時(shí)，光耦I(lǐng)Cl把通斷信號(hào)通過(guò)光傳遞給三極管Ql后送入單片機(jī)中進(jìn)行檢測(cè)和判斷電磁閥是否故障。
[0028]三個(gè)M⑶通過(guò)接口芯片8255和存儲(chǔ)器6116組成三口存儲(chǔ)器，進(jìn)行數(shù)據(jù)交流，每個(gè)M⑶都可以獨(dú)立讀寫(xiě)存儲(chǔ)器6116 J⑶I負(fù)責(zé)傳感器檢測(cè)和算法控制，M⑶2負(fù)責(zé)無(wú)線數(shù)據(jù)通信，MCU3負(fù)責(zé)電磁閥和比例閥等控制。
[0029]M⑶I讀寫(xiě)存儲(chǔ)器6116時(shí)，P2送地址給存儲(chǔ)器6116，通過(guò)接口芯片8255的C 口發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。
[0030]M⑶2讀寫(xiě)存儲(chǔ)器6116時(shí)，MCU2通過(guò)PO口讀寫(xiě)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)，地址信息通過(guò)串口A發(fā)送給MCUl的串口 A，地址信息用ASII碼通信，最高位為讀寫(xiě)控制位，最高位為I為寫(xiě)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)，為O為讀存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)，MCUl根據(jù)串口信息，把地址送到M⑶I的P2 口，并根據(jù)讀寫(xiě)操作設(shè)置Pl 口；MCUl從接口芯片8255的C口讀數(shù)據(jù)并發(fā)送至IjA口完成MCUl的讀存儲(chǔ)器操作，MCUl從接口芯片8255的A 口讀數(shù)據(jù)并發(fā)送到C 口完成MCU2的寫(xiě)存儲(chǔ)器操作，MCUl參與了數(shù)據(jù)的交流，MCUl必須把發(fā)送或接收的數(shù)據(jù)送串口 A反饋給MCU2，MCU2讀寫(xiě)存儲(chǔ)器需要延時(shí)200ms。
[0031]M⑶3讀寫(xiě)存儲(chǔ)器6116時(shí)，MCU3通過(guò)PO 口讀寫(xiě)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)，地址信息通過(guò)串口 B發(fā)送給MCUl的串口 B，地址信息用ASII碼通信，最高位為讀寫(xiě)標(biāo)志位，最高位為I為寫(xiě)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)，為O為讀存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)，MCUl根據(jù)串口信息，把地址送到M⑶I的P2 口，并根據(jù)讀寫(xiě)操作設(shè)置Pl 口；MCUl從接口芯片8255的C口讀數(shù)據(jù)并發(fā)送至IjB 口完成MCUl的讀存儲(chǔ)器操作，MCUl從接口芯片8255的B 口讀數(shù)據(jù)并發(fā)送到C 口完成MCU3的寫(xiě)存儲(chǔ)器操作，MCUl參與了數(shù)據(jù)的交流，MCUl必須把發(fā)送或接收的數(shù)據(jù)送串口 A反饋給MCU3，MCU3讀寫(xiě)存儲(chǔ)器需要延時(shí)200ms。
[0032]澆灌設(shè)備主機(jī)和站點(diǎn)控制設(shè)備或手機(jī)客戶端通信采用加密的動(dòng)態(tài)密鑰作為數(shù)據(jù)包報(bào)頭，保護(hù)通信安全，并可攜帶主機(jī)代碼，方便維修定位。
[0033]動(dòng)態(tài)密鑰由設(shè)備代碼、年月、時(shí)間和設(shè)定數(shù)據(jù)組成，根據(jù)一定規(guī)則進(jìn)行算術(shù)和邏輯運(yùn)算，生成動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)形成“密鑰”報(bào)頭;數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬啥瞬捎媒y(tǒng)一年月和時(shí)間，并共同設(shè)定數(shù)據(jù)和算術(shù)邏輯運(yùn)算規(guī)則，接收方能正確對(duì)動(dòng)態(tài)密鑰進(jìn)行解碼。規(guī)則是千變?nèi)f化的，不套用已知規(guī)則和算法，保密性高，不容易破解。
[0034]在灌溉源頭接三通閥，一段接普通水源進(jìn)水口，肥料和藥池通過(guò)比例閥接入三通閥另一輸入口，三通閥的輸出接管道并連接各個(gè)噴灑電磁閥，噴灑口附近放置各類傳感器，包括PH傳感器、濕度傳感器等，并在合適位置設(shè)置氣象觀測(cè)站，測(cè)量氣溫、風(fēng)速、風(fēng)向等。
[0035]在電磁閥電路中串聯(lián)光耦模塊采樣電路，監(jiān)控電磁閥工作狀態(tài)，并提供維修定位功能；電磁閥正常工作時(shí)，光耦輸出高電平，電磁閥停止工作時(shí)，光耦輸出低電平，電平狀態(tài)輸送到MCUl，MCU1根據(jù)工作狀態(tài)進(jìn)行自診斷是否工作狀態(tài)下電磁閥出現(xiàn)故障；如果出現(xiàn)故障，M⑶I向三口存儲(chǔ)器的指定地址，比如08H寫(xiě)入狀態(tài)故障字F8H，09H寫(xiě)入故障位置代碼，否則為00Η;Μ⑶2檢測(cè)到三口存儲(chǔ)器指定地址，08H數(shù)值為F8H就向中央控制系統(tǒng)發(fā)送故障代碼和位置代碼。
[0036]MCU2讀寫(xiě)共享存儲(chǔ)器6116時(shí)，通過(guò)串口A發(fā)送地址到MCUl，如果MCUl沒(méi)有反饋信息則說(shuō)明M⑶I出現(xiàn)故障，MCU2的串口B通過(guò)GPRS DUT模塊發(fā)送故障代碼給控制中心讀寫(xiě)共享存儲(chǔ)器6116時(shí)，通過(guò)串口 B發(fā)送地址到MCUl，如果MCUl沒(méi)有反饋信息則說(shuō)明MCUl出現(xiàn)故障，MCU3的串口 A通過(guò)GPRS DUT發(fā)送故障代碼給控制中心。
[0037]M⑶2讀寫(xiě)共享存儲(chǔ)器6116時(shí)，串口反饋數(shù)據(jù)和PO 口多些數(shù)據(jù)不一致，說(shuō)明存儲(chǔ)器和接口芯片8255出現(xiàn)故障，MCU2通過(guò)串口 B和MCU3的串口 A通信，測(cè)試MCU3的讀寫(xiě)共享存儲(chǔ)器功能，通過(guò)MCU3進(jìn)行讀寫(xiě)共享存儲(chǔ)器來(lái)排除是否為存儲(chǔ)器故障，并通過(guò)GPRS DUT模塊發(fā)送故障代碼給控制中心讀寫(xiě)共享存儲(chǔ)器6116時(shí)，串口反饋數(shù)據(jù)和PO 口多些數(shù)據(jù)不一致，說(shuō)明存儲(chǔ)器和接口芯片8255出現(xiàn)故障，MCU2通過(guò)串口 B和M⑶3的串口 A通信，測(cè)試MCU2的讀寫(xiě)共享存儲(chǔ)器功能，通過(guò)MCU3進(jìn)行讀寫(xiě)共享存儲(chǔ)器來(lái)排除是否為存儲(chǔ)器故障，并通過(guò)GPRS DUT模塊發(fā)送故障代碼給控制中心。
[0038]MCU2和M⑶3與共享存儲(chǔ)器6116數(shù)據(jù)交流時(shí)均通過(guò)M⑶I傳輸?shù)刂?，M⑶2和MCU3接收不到反饋數(shù)據(jù)，說(shuō)明MCUl出現(xiàn)故障，MCU2發(fā)送故障代碼給控制中心;MCU2需要不停的同MCUl通信，對(duì)MCUl的串口 A進(jìn)行定時(shí)監(jiān)控，如果一段時(shí)間沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸，初步判斷MCU2出現(xiàn)故障，并發(fā)送測(cè)試代碼進(jìn)行測(cè)試確定是否有反饋，如果無(wú)反饋，MCUl通過(guò)串口 B發(fā)送故障代碼給MCU3，并通過(guò)MCU3的串口A調(diào)用GPRS DTU模塊把故障代碼發(fā)送到控制中心。
[0039 ]專家控制系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)的存儲(chǔ)方式:采用FAT12文件系統(tǒng)的簇鏈存儲(chǔ)，F(xiàn)AT12搜索方式從文件目錄項(xiàng)中查找到文件的首簇號(hào)，再在FAT文件分配表中查找對(duì)應(yīng)的下一個(gè)簇號(hào)內(nèi)容，直到它的內(nèi)容是Offfh為止;知識(shí)庫(kù)的存儲(chǔ)類似:從第一級(jí)條件開(kāi)始存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和指向下一句條件的存儲(chǔ)位置，最末一級(jí)的存儲(chǔ)位置用Offfh代替，存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)類似樹(shù)狀存儲(chǔ)，避免了順序存儲(chǔ)帶來(lái)的搜索工作量大的問(wèn)題，每一個(gè)簇鏈的結(jié)束除了存儲(chǔ)位置用OffTh代替外，還存儲(chǔ)用于推理及判斷的權(quán)值，知識(shí)庫(kù)的存儲(chǔ)位置放在MCUl連接的SD卡上，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)可以達(dá)到128G，升級(jí)或更新方便。
[0040]專家系統(tǒng)的推理方式:通過(guò)知識(shí)庫(kù)搜索能檢索到明確控制方式的，直接執(zhí)行;通過(guò)知識(shí)庫(kù)搜索沒(méi)有明確的控制方式，根據(jù)概率策略對(duì)不同控制方式權(quán)值進(jìn)行處理，形成可執(zhí)行控制方式。
[0041]如圖6所示，為電磁閥故障檢測(cè)電路，共有14路相同電路。其中，Dl為穩(wěn)壓管，為光耦I(lǐng)Cl提供壓降，R6為限流電阻。當(dāng)電磁閥正常工作時(shí)，光耦I(lǐng)Cl有電壓，三極管Ql導(dǎo)通，Pl.7為低電平；當(dāng)電磁閥燒毀故障等不工作時(shí)，光耦I(lǐng)Cl斷路，無(wú)壓降，三極管Ql不導(dǎo)通，Pl.7為高電平，通過(guò)檢查Pl.7引腳電壓可以推斷出電磁閥是否發(fā)生故障。
[0042]如圖7所示，為傳感器輸入電路。其中，PCF8591T是集成A/D、D/A轉(zhuǎn)換的芯片，AINO-AIN4為四路模擬輸入，分別為溫度、PH值、濕度、流量傳感器的輸入端;AOUT為D/A輸出，輸出電壓范圍為0-5V，通過(guò)LM2902運(yùn)算放大器放大電路輸出0-10V信號(hào)控制比例積分閥開(kāi)度大小，從而控制流量大小。
[0043]通過(guò)移動(dòng)或聯(lián)通的WIFI信號(hào)連接田地網(wǎng)絡(luò)攝像頭，沒(méi)有WIFI信號(hào)，可通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)連接網(wǎng)絡(luò)攝像頭，進(jìn)行田地的監(jiān)控。
[0044]澆灌設(shè)備信息交流通過(guò)GPRS，單片機(jī)通過(guò)串口和GPRSDTU模塊連接，通過(guò)移動(dòng)或聯(lián)通的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，一方面和控制站點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交流，進(jìn)行田地澆灌設(shè)備的監(jiān)控;另一方面，可以和手機(jī)、平板等通訊設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交流，便于隨時(shí)隨地監(jiān)控田地情況。
[0045]手機(jī)安裝監(jiān)控軟件可以通過(guò)GPRS通信，獲取澆灌終端的傳感器信息，了解到土壤和田地氣候情況，并通過(guò)GPRS連接澆灌終端MCU來(lái)控制澆灌設(shè)備，還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)攝像頭的視頻來(lái)查看田地情況，為澆灌或害蟲(chóng)防治提供參考。
[0046]盡管本發(fā)明就優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了示意和描述，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，只要不超出本發(fā)明的權(quán)利要求所限定的范圍，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種變化和修改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水肥藥一體化自診斷灌溉裝置，其特征在于，包括:傳感器輸入電路、電磁閥故障檢測(cè)電路、比例閥驅(qū)動(dòng)電路、MCUl、SD存儲(chǔ)電路、MOT2、MOT3 ,GPRS DTU模塊、接口芯片8255和存儲(chǔ)器6116，傳感器輸入電路的控制口連接M⑶I的P3 口，傳感器輸入電路的D/A端口連接比例閥驅(qū)動(dòng)電路;M⑶I為主控制器，M⑶I的串口 A連接MCU2的串口 A，MCUI的串口 B連接M⑶3的串口 B，MCUl還與SD存儲(chǔ)電路相連接，MCU2的串口 B連接GPRS DTU模塊進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)交流，MCU3的串口 A連接MCU2的串口 B，作為通信備用接口；接口芯片8255的A 口接MCU2的PO，B 口接MCU3的PO，C口接存儲(chǔ)器6116的數(shù)據(jù)端口，接口芯片8255的A數(shù)據(jù)端口接MCUl的數(shù)據(jù)端口，MCUl的P2端口接存儲(chǔ)器6116地址端口的低8位，存儲(chǔ)器6116地址端口其他位接地，存儲(chǔ)器6116讀寫(xiě)端和MCUI分別用端口 PI連接，M⑶3的PI 口和P2 口連接電磁閥故障檢測(cè)電路；電磁閥故障檢測(cè)電路包括穩(wěn)壓管D1、限流電阻R6和光耦I(lǐng)Cl，穩(wěn)壓管Dl提供光耦I(lǐng)Cl所需電壓，電阻進(jìn)行限流。2.如權(quán)利要求1所述的水肥藥一體化自診斷灌溉裝置，其特征在于，三個(gè)MCU通過(guò)接口芯片8255和存儲(chǔ)器6116組成三口存儲(chǔ)器。3.如權(quán)利要求1所述的水肥藥一體化自診斷灌溉裝置，其特征在于，MCU3讀寫(xiě)存儲(chǔ)器6116時(shí)，iCU3通過(guò)PO 口讀寫(xiě)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)，地址信息用ASII碼通信，最高位為讀寫(xiě)標(biāo)志位，最高位為I為寫(xiě)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)，為O為讀存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)。
【文檔編號(hào)】A01M7/00GK205510838SQ201520810763
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2015年10月19日
【發(fā)明人】李永建, 許寧
【申請(qǐng)人】鹽城工學(xué)院