专利名称：喀斯特坡地节水灌溉装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种喀斯特坡地节水灌溉装置，属于自动灌溉技术领域。
背景技术：
对于喀斯特坡地土壤环境，地表不平，岩石较多，不利于网线的铺设，因此坡地大 多数灌溉装置所用设备价格昂贵，使用成本高，不适合在经济落后的地方推广。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种喀斯特坡地节水灌溉装置。设备价格低，耗电量 低，操作简单。本实用新型的技术方案。喀斯特坡地节水灌溉装置，构造包括中央控制器和下位 机，中央控制器分别与空气温湿度传感器和风速传感器连接；中央控制器通过无线模块分 别连接至少1个下位机，下位机分别与土壤温湿度传感器和电磁阀驱动模块连接。上述的喀斯特坡地节水灌溉装置，中央控制器内设有嵌入式操作系统模块，嵌入 式操作系统模块采用触摸屏作为操作界面。上述的喀斯特坡地节水灌溉装置，中央控制器和下位机还分别连接太阳能电池。本实用新型采用的中央控制器具有触摸屏显示和操作功能，操作简单方便。全套 系统均可采用太阳能供电，还具备系统休眠模式，可在不通电的地区使用。中央控制器与下 位机采用无线电磁波方式通信，减少网线铺设的成本。系统采用自动/手动切换灌溉模式 供管理者选择。并具备历史记录查询和存储功能。同现有技术相比，本实用新型具有设备 成本低、耗电量低、操作简单等优点。
附图1为本实用新型的结构示意图；附图2为本实用新型中央控制器的控制流程图；附图3为本实用新型下位机的控制流程图。
具体实施方式
本实用新型的实施例。喀斯特坡地节水灌溉装置，如图1所示，构造包括中央控 制器1和下位机2，中央控制器1分别与空气温湿度传感器3和风速传感器4连接；中央控 制器1通过无线模块10分别连接至少1个下位机2，下位机2分别与土壤温湿度传感器6 和电磁阀驱动模块7连接。中央控制器1采用S3C2440 ARM9芯片，下位机2采用工业级 C8051F120芯片，无线模块10采用XL03-232AP2系列微功率无线透明传输模块。空气温湿 度传感器3、风速传感器4、土壤温湿度传感器6和电磁阀驱动模块7分别采用现有市场上 的产品。中央控制器1内安装嵌入式操作系统模块8，嵌入式操作系统模块8采用触摸屏9作为操作界面。嵌入式操作系统模块8选择Windows Embedded CE，是由微软开发的一个 32位、本地硬实时、小尺寸的操作系统，该系统满足的便携式设备、移动设备和嵌入式设备 对操作系统的需求。Windows Embedded CE类似于桌面操作系统，它包括丰富的图形和多 媒体技术。可以在低成本、低功耗、系统内存和闪存有限、封装空间小的嵌入式硬件上运行。 由于其操作界面操作简单、运行安全，所以广泛应用于智能建筑、安全系统、温室系统、工业 自动化领域。下位机2的操作系统内核考虑到该设备并不需要执行太多的任务和实时性的要 求。选择Rtx51tny多任务实时系统内核。Rtx51tiny内核是RTX51是KEIL公司开发的用 于8051系列单片机的多任务实时操作系统。它有两个版本，RTX51 FULL和RT)(51 TINY。 Rtx51tiny是RT)(51 FULL的子集，支持按时间片循环任务调度，支持任务间信号传递，最 大16个任务，可以并行地利用中断。具有以下等待操作超时、另一个任务或中断的信号。 Rtx51tiny —个很小的内核，完全集成在KEIL C51编译器中。更重要的是，它仅占用800字 节左右的程序存储空间，可以在没有外放数据存储器的8051系统中运行，但应用程序仍然 可以访问外部存储器。中央控制器1和下位机2还分别连接太阳能电池5，可在不通电的地区使用。本系统工作过程如下打开控制系统电源后。系统进入自动控制模式。中央控制 器1通过预先设定好的间隔时间进行循环检测各下位机2的传感器温湿度。并将检测到的 各节点的温湿度数据和灌溉时间存入数据库中。由中央控制器1选择是否进行开阀和关阀 操作。在触摸屏9界面上可以进行温湿度上下限的修改、自动/手动模式切换、灌溉对象选 择和查看历史记录等功能。中央控制器1的控制流程图如图2所示。下位机2软件具体流程如图3所示通过移植Rtx51tiny内核(Rtx51tiny多任务 实时操作系统支持时间片轮转任务切换和使用信号进行任务切换，可以简化那些复杂而且 时间要求严格的工程的软件设计工作)建立三个任务，分别为数据处理任务0，获取传感器 数据任务1和开关阀任务2。系统上电初始化后进入循环后，当串口接收到数据后引发中 断，在中断函数中通过isr_send_signal ()函数告知主任务。考虑到中央控制器1发送的 数据较单片机处理数据的速度快很多，单片机将接收到的数据通过函数EnQueue ()存放在 队列中，通过函数DeQueue ()取出队列中的数据进行判断。首先通过校验和位判断收到是 数据是否正确，然后执行相应的命令字节的命令。若是开关阀命令，主任务发送给开关阀任 务信号，开关阀任务通过函数oS_wait( K_SIG, 0，0)；接收到信号后执行开关阀操作。获 取传感器任务则由操作系统函数osjait (Κ_ΤΜ0, 1000, 0)间断执行。其具体数据帧格 式图见下表。
帧内容地址命令字长度校验和位1长度内容校验和位2字节数(byte)1111···1 数据校验是通过判断和相加是否为0来判断收到的数据是否是正确的。判断进行 两次和校验。如图4命令帧格式图。下位机接收数据并保存在变量中，当收到校验和位1 时执行一次和相加，若为0，则继续接收后面的数据。当接收校验和位2时再执行一次和相 加，若为0，则执行对应的命令。
权利要求1.一种喀斯特坡地节水灌溉装置，构造包括中央控制器(1)和下位机(2)，其特征在 于中央控制器(1)分别与空气温湿度传感器(3 )和风速传感器(4 )连接；中央控制器(1) 通过无线模块(10)分别连接至少1个下位机(2)，下位机(2)分别与土壤温湿度传感器(6) 和电磁阀驱动模块(7)连接。
2.根据权利要求1所述的喀斯特坡地节水灌溉装置，其特征在于中央控制器(1)内设 有嵌入式操作系统模块(8)，嵌入式操作系统模块(8)采用触摸屏(9)作为操作界面。
3.根据权利要求1所述的喀斯特坡地节水灌溉装置，其特征在于中央控制器(1)和下 位机(2)还分别连接太阳能电池(5)。
专利摘要本实用新型公开了一种喀斯特坡地节水灌溉装置，构造包括中央控制器(1)和下位机(2)，其特征在于中央控制器(1)分别与空气温湿度传感器(3)和风速传感器(4)连接；中央控制器(1)通过无线模块(10)分别连接至少1个下位机(2)，下位机(2)分别与土壤温湿度传感器(6)和电磁阀驱动模块(7)连接。本实用新型采用的中央控制器具有触摸屏显示和操作功能，操作简单方便。全套系统均可采用太阳能供电，还具备系统休眠模式，可在不通电的地区使用。中央控制器与下位机采用无线电磁波方式通信，减少网线铺设的成本。系统采用自动/手动切换灌溉模式供管理者选择。并具备历史记录查询和存储功能。
文档编号A01G25/16GK201839671SQ2010205747
公开日2011年5月25日 申请日期2010年10月25日 优先权日2010年10月25日
发明者李家春, 杨旭东, 涂文特, 王永涛 申请人:贵州大学