一种绿化管网远程自动化控制器及方法与流程

本发明涉及一种城市绿化灌溉管网技术，特别涉及一种绿化管网远程自动化控制器及方法。

背景技术：

绿化管网是城市市政管理的重要组成部分，对城市绿化区域植被的灌溉和养护起到至关重要的作用。目前，城市绿化灌溉还是主要以人工现场操作为主，存在着灌溉不及时、不与天气预报相结合、灌溉用水量无精确依据从而造成水资源的浪费或灌溉不彻底等弊端，同时也浪费大量的人力和物力。

技术实现要素：

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种绿化管网远程自动化控制器，解放了人力、实现绿化灌溉精准用水、按需用水、远程开关绿化管网灌溉设备、并及时上传和反馈整个管网及设备运行的各种数据和故障报警。

本发明提到的一种绿化管网远程自动化控制器，包括微型处理器(1)、阀门开关控制单元(2)、管道流量传感器(3)、管道压力传感器(4)、土壤湿度分析仪(5)、网络模块(6)、rs232模块(7)、485模块(8)、高精度光电编码器(9)、存储器(10)、485总线(11)、现场环境传感器(12)、触摸屏(13)、路灯供电转换器(14)、蓄电池(15)，

所述微型处理器(1)设置有第一个sci接口、第二个sci接口、第三个sci接口、pwm接口、第一个i/o接口、第二个i/o接口、第三个i/o接口、第四个i/o接口以及i²c接口；

所述第一个sci接口连接网络模块(6)，用于微型处理器(1)数据的上传；

所述第二个sci接口连接rs232模块(7)，用于采集路灯供电转换器(14)及蓄电池(15)工作状态的所有数据；

所述第三个sci接口连接485模块(8)，485模块(8)通过485总线(11)连接现场环境传感器(12)和触摸屏(13)；

所述pwm接口连接高精度光电编码器(9)，微型处理器(1)通过高精度光电编码器(9)计算阀门开度值；

所述第一个i/o接口连接土壤湿度分析仪(5)，微型处理器(1)读取土壤湿度分析仪(5)的数据，并通过网络模块(6)上传实时数据，由平台汇总并判断是否符合灌溉条件及发出报警；

所述第二个i/o接口连接管道压力传感器(4)，微型处理器(1)读取管道压力传感器(4)的数据并实时上传；

所述第三个i/o接口连接管道流量传感器(3)，微型处理器(1)读取、计算、汇总管道流量传感器(3)的数据并实时上传；

所述第四个i/o接口连接阀门开关控制单元(2)，微型处理器(1)通过向阀门开关控制单元(2)输出模拟信号进行控制阀门的打开和关闭；

所述i²c接口连接存储器(10)，微型处理器(1)通过i²c接口对存储器(10)进行数据读写；

所述现场环境传感器(12)，用于现场温湿度以及气体的数据采集；

所述触摸屏(13)，用于终端控制，发送人工交互指令和数据显示；

所述路灯供电转换器(14)，用于从路灯供电线路取电并给蓄电池(15)能量进行补偿；

所述蓄电池(15)，用于现场所有设备的供电。

进一步的，上述的微型处理器(1)为stm32f746ie型。

进一步的，上述的网络模块(6)利用tcp/ip协议进行数据传输。

优选的，上述的土壤湿度分析仪(5)与微型处理器(1)实时通讯，当检测到土壤湿度高于平台设定的植被所需水分正常值时，微型处理器(1)向阀门开关控制单元(2)发出关闭指令；当检测到土壤湿度低于平台设定的植被所需水分正常值时，微型处理器(1)通过网络模块(6)上传综合调度控制中心并报警，由值班人员根据近期天气情况决策是否进行阀门开启操作。

优选的，上述的微型处理器(1)实时读取高精度光电编码器(9)的数值，获取阀门开度状态，在阀门开度达到命令值时，阀门开关控制单元(2)停止工作，并将阀门的实时开度值上传至综合调度控制中心。

本发明提到的一种绿化管网远程自动化控制器的控制方法，包括以下步骤：

a、微型处理器(1)实时采集阀门开度、土壤湿度分析仪(5)、管道压力传感器(4)、管道流量传感器(3)、现场环境传感器(12)、路灯供电转换器(14)的数据信息，并实时通过网络模块(6)上传至综合调度控制中心；

b、综合调度控制中心根据显示的现场各种传感器及土壤湿度分析仪(5)的实时数据对现场情况做出判断并发出操控指令，微型处理器(1)通过网络模块(6)获取到综合调度控制中心操控指令，将开度参数发送给阀门开关控制单元(2)，从而控制阀门的打开与关闭；在整个过程中，微型处理器(1)实时读取高精度光电编码器(9)的数值，获取阀门开度状态，在阀门开度达到命令值时，阀门开关控制单元(2)停止工作，并将阀门的实时开度值上传至综合调度控制中心；

c、土壤湿度分析仪(5)与微型处理器(1)实时通讯，当检测到土壤湿度高于平台设定的植被所需水分正常值时，微型处理器(1)向阀门开关控制单元(2)发出关闭指令；当检测到土壤湿度低于平台设定的植被所需水分正常值时，微型处理器(1)通过网络模块(6)上传综合调度控制中心并报警，由值班人员根据近期天气情况决策是否进行阀门开启操作。

本发明的有益效果是：本发明的主控单元采用微型处理器进行控制，控制器输出模拟信号控制阀门开关单元并由高精度光电编码器反馈阀门开度值，控制器通过收集土壤湿度分析仪数据向综合调度控制中心发出预警信号，采用串口转网口模块实现与综合调度控制中心远程交互；本发明与应用单位综合调度控制中心的平台软件联动，可实现对管网中所有阀门的远程控制，并将整个管网中的压力、流量、蓄电池状态、阀门开度值、设备故障报警、土壤湿度、现场视频监控图像等信息实时上传、分析、存储，方便控制中心及时了解整个管网的运行状况和绿化灌溉决策。

附图说明

附图1是本发明的流程示意图；

上图中：微型处理器1、阀门开关控制单元2、管道流量传感器3、管道压力传感器4、土壤湿度分析仪5、网络模块6、rs232模块7、485模块8、高精度光电编码器9、存储器10、485总线11、现场环境传感器12、触摸屏13、路灯供电转换器14、蓄电池15。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提到的一种绿化管网远程自动化控制器，包括微型处理器1、阀门开关控制单元2、管道流量传感器3、管道压力传感器4、土壤湿度分析仪5、网络模块6、rs232模块7、485模块8、高精度光电编码器9、存储器10、485总线11、现场环境传感器12、触摸屏13、路灯供电转换器14、蓄电池15，

所述微型处理器1设置有第一个sci接口、第二个sci接口、第三个sci接口、pwm接口、第一个i/o接口、第二个i/o接口、第三个i/o接口、第四个i/o接口以及i²c接口；本发明的主控单元采用微型处理器进行控制，控制器输出模拟信号控制阀门开关单元并由高精度光电编码器反馈阀门开度值，控制器通过收集土壤湿度分析仪数据向综合调度控制中心发出预警信号，采用串口转网口模块实现与综合调度控制中心远程交互。

所述第一个sci接口连接网络模块6，用于微型处理器1数据的上传；

所述第二个sci接口连接rs232模块7，用于采集路灯供电转换器14及蓄电池15工作状态的所有数据；

所述第三个sci接口连接485模块8，485模块8通过485总线11连接现场环境传感器12和触摸屏13；

所述pwm接口连接高精度光电编码器9，微型处理器1通过高精度光电编码器9计算阀门开度值；

所述第一个i/o接口连接土壤湿度分析仪5，微型处理器1读取土壤湿度分析仪5的数据，并通过网络模块6上传实时数据，由平台汇总并判断是否符合灌溉条件及发出报警；

所述第二个i/o接口连接管道压力传感器4，微型处理器1读取管道压力传感器4的数据并实时上传；

所述第三个i/o接口连接管道流量传感器3，微型处理器1读取、计算、汇总管道流量传感器3的数据并实时上传；

所述第四个i/o接口连接阀门开关控制单元2，微型处理器1通过向阀门开关控制单元2输出模拟信号进行控制阀门的打开和关闭；

所述i²c接口连接存储器10，微型处理器1通过i²c接口对存储器10进行数据读写；

所述现场环境传感器12，用于现场温湿度以及气体的数据采集；

所述触摸屏13，用于终端控制，发送人工交互指令和数据显示；

所述路灯供电转换器14，用于从路灯供电线路取电并给蓄电池15能量进行补偿；

所述蓄电池15，用于现场所有设备的供电。

进一步的，上述的微型处理器1为stm32f746ie型。

进一步的，上述的网络模块6利用tcp/ip协议进行数据传输。

优选的，上述的土壤湿度分析仪5与微型处理器1实时通讯，当检测到土壤湿度高于平台设定的植被所需水分正常值时，微型处理器1向阀门开关控制单元2发出关闭指令；当检测到土壤湿度低于平台设定的植被所需水分正常值时，微型处理器1通过网络模块6上传综合调度控制中心并报警，由值班人员根据近期天气情况决策是否进行阀门开启操作。

优选的，上述的微型处理器1实时读取高精度光电编码器9的数值，获取阀门开度状态，在阀门开度达到命令值时，阀门开关控制单元2停止工作，并将阀门的实时开度值上传至综合调度控制中心。

本发明提到的一种绿化管网远程自动化控制器的控制方法，包括以下步骤：

a、微型处理器1实时采集阀门开度、土壤湿度分析仪5、管道压力传感器4、管道流量传感器3、现场环境传感器12、路灯供电转换器14的数据信息，并实时通过网络模块6上传至综合调度控制中心；

b、综合调度控制中心根据显示的现场各种传感器及土壤湿度分析仪5的实时数据对现场情况做出判断并发出操控指令，微型处理器1通过网络模块6获取到综合调度控制中心操控指令，将开度参数发送给阀门开关控制单元2，从而控制阀门的打开与关闭；在整个过程中，微型处理器1实时读取高精度光电编码器9的数值，获取阀门开度状态，在阀门开度达到命令值时，阀门开关控制单元2停止工作，并将阀门的实时开度值上传至综合调度控制中心；

c、土壤湿度分析仪5与微型处理器1实时通讯，当检测到土壤湿度高于平台设定的植被所需水分正常值时，微型处理器1向阀门开关控制单元2发出关闭指令；当检测到土壤湿度低于平台设定的植被所需水分正常值时，微型处理器1通过网络模块6上传综合调度控制中心并报警，由值班人员根据近期天气情况决策是否进行阀门开启操作。

本发明可实现远程准确测量各个灌溉点的流量、压力、阵列电压、阵列电流、电池电压、阀门开度值、设备故障报警以及整个管网的运行状态等，并实现对灌溉点设备的远程开关控制，同时结合后端综合调度控制平台软件，可实现管网漏水预警及漏水点的定位，可实现整个管网内任意区域的集中供水、调度用水等。

以上所述，仅是本发明的部分较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。