CN106873656B - 闸门泵站控制*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了闸门泵站控制***，包括依次连接的检测单元、一阶超前单元、控制单元、以及泵站阀门；所述检测单元包括湿度检测电极a和湿度检测电极b，所述湿度检测电极a和所述湿度检测电极b分别插在两个区域的土壤内，用于检测两个区域的土壤湿度；所述一阶超前单元用于对两个区域的土壤湿度值进行超前运算；所述控制单元用于根据两个区域的土壤湿度值的超前运算结果，控制泵站阀门打开或者关闭，以改变两个区域的土壤湿度。本发明提供的闸门泵站控制***，应用了嵌入式***，通过对两个区域的土壤湿度值进行超前运算，从而加快对土壤湿度的调整速度，并且通过移动终端对泵站阀门进行远程控制，十分便利。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制***，更具体的说是涉及一种闸门泵站控制***。
背景技术
闸门泵站控制***，是用于农作物灌溉领域的一种控制***。在农作物灌溉领域中，受水资源短缺的限制，节水灌溉显得越来越重要。
而现有的闸门泵站控制***，普遍采用PLC和土壤湿度传感器进行运作。通过土壤湿度传感器来检测土壤湿度，从而控制闸门泵站启闭，调动内河里的水，从而改变土壤湿度。但这样存在以下问题：对土壤湿度传感器信号的接收存在滞后性，使闸门泵站无法及时动作，从而影响对土壤湿度的调整速度。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种闸门泵站控制***，通过对两个区域的土壤湿度值进行超前运算，从而加快对土壤湿度的调整速度，并且通过移动终端对泵站阀门进行远程控制，十分便利。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
闸门泵站控制***，包括依次连接的检测单元、一阶超前单元、控制单元、以及泵站阀门；
所述检测单元包括湿度检测电极a和湿度检测电极b，所述湿度检测电极a和所述湿度检测电极b分别插在两个区域的土壤内，用于检测两个区域的土壤湿度；
所述一阶超前单元用于对两个区域的土壤湿度值进行超前运算；
所述控制单元用于根据两个区域的土壤湿度值的超前运算结果，控制泵站阀门打开或者关闭，以改变两个区域的土壤湿度；
其中，所述一阶超前单元和所述控制单元集成于一嵌入式单片机内，所述单片机外设有金属罩，所述金属罩包括分别位于所述单片机接收信号侧和位于所述单片机发送信号侧的正极板和负极板；并且，所述正极板和所述负极板之间形成的电场方向与信号在所述单片机内的传递方向相同；
还包括移动终端，所述移动终端和所述控制单元无线连接，并且通过所述移动终端可以控制所述泵站阀门打开或者关闭。
作为一种可实施方式，所述控制单元包括CD4047芯片，所述湿度检测电极a连接所述CD4047芯片的第一输入端，所述湿度检测电极b依次通过第一电阻和第二电阻连接所述CD4047芯片的第二输入端；其中第一电阻为可调电阻。
作为一种可实施方式，所述CD4047芯片的第一输入端和第二输入端之间还连接彼此之间串联的第三电阻和第四电阻；
所述控制单元还包括并行的第一开关、第二开关、第三开关、以及第四开关；所述CD4047芯片的第一输入端还分别连接所述第二开关和所述第三开关的控制端；所述CD4047芯片的第二输入端还分别连接所述第一开关和所述第四开关的控制端；所述第二开关还连接所述第三电阻和第四电阻的公共接点，所述第三开关还连接所述可调电阻的调节端；
所述控制单元还包括比较器，所述第二开关和所述第四开关均连接所述比较器的正相端；所述第一开关和所述第三开关均连接所述比较器的反相端，所述比较器的输出端连接所述泵站阀门。
作为一种可实施方式，所述CD4047芯片的Cx端连接第一电容，所述CD4047芯片的Rx端连接第五电阻，所述第一电容的另一端和所述第五电阻的另一端均连接所述CD4047芯片的R-C端。
作为一种可实施方式，所述控制单元还包括并行的第一开关、第二开关、第三开关、以及第四开关；
所述CD4047芯片的第一输入端还分别连接所述第二开关和所述第三开关的控制端；所述CD4047芯片的第二输入端还分别连接所述第一开关和所述第四开关的控制端；
所述第一开关和所述第二开关均连接所述CD4047芯片的第一输入端，所述第三开关和所述第四开关均连接所述CD4047芯片的第二输入端；
所述控制单元还包括比较器，所述第二开关和所述第四开关均连接所述比较器的正相端；所述第一开关和所述第三开关均连接所述比较器的反相端，所述比较器的输出端连接所述泵站阀门。
作为一种可实施方式，所述CD4047芯片的Cx端连接第一电容，所述CD4047芯片的Rx端连接第五电阻，所述第一电容的另一端和所述第五电阻的另一端均连接所述CD4047芯片的R-C端。
作为一种可实施方式，所述CD4047芯片的AST端和所述CD4047芯片的T端连接并且接地。
本发明相比于现有技术的有益效果在于：
本发明提供了一种闸门泵站控制***，通过检测两个区域的土壤湿度，再对两个区域的土壤湿度值进行超前运算，根据超前运算结果控制泵站阀门打开或者关闭，从而加快对土壤湿度的调整速度。此外，还通过正极板和负极板形成的电场来增强一阶超前单元和控制单元的响应速度。
附图说明
图1为闸门泵站控制***的框图；
图2为图1中一阶超前单元和控制单元的框图；
图3为闸门泵站控制***的一原理图；
图4为闸门泵站控制***的另一原理图。
图中：1、金属罩；11、正极板；12、负极板；100、检测单元；200、一阶超前单元；300、控制单元；400、泵站阀门；500、移动终端。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。
参照图1，本发明提供了闸门泵站控制***，包括依次连接的检测单元100、一阶超前单元200、控制单元300、以及泵站阀门400；检测单元100包括湿度检测电极a和湿度检测电极b，湿度检测电极a和湿度检测电极b分别插在两个区域的土壤内，用于检测两个区域的土壤湿度；一阶超前单元200用于对两个区域的土壤湿度值进行超前运算；控制单元300用于根据两个区域的土壤湿度值的超前运算结果，控制泵站阀门400打开或者关闭，以改变两个区域的土壤湿度。
通过采取上述技术方案，引入了一阶超前单元200，可以对两个区域的土壤湿度值进行超前运算；相当于是，可以通过一阶超前算法获得下一时段的土壤湿度值。而且，这里之所以取两个区域，是因为泵站阀门400灌溉的起始位置和终止位置的土壤湿度值存在一定差别。取两个具有代表性的进行检测，可以提高检测的准确性。
闸门泵站控制***还包括移动终端500，移动终端500和控制单元300无线连接，并且通过移动终端500可以控制泵站阀门400打开或者关闭。而控制单元300实质就是嵌入式单片机，将嵌入式单片机和移动终端500建立无线连接，便于远程控制。例如，在异地，用户可以在手机上发现是否需要打开或者关闭泵站阀门400，也可以在手机上进行操作，控制泵站阀门400打开或者关闭。
参照图2，一阶超前单元200和控制单元300集成于一单片机内，单片机外设有金属罩1，金属罩1包括分别位于单片机接收信号侧和位于单片机发送信号侧的负极板12和正极板11；并且，负极板12和正极板11之间形成的电场方向与信号在单片机内的传递方向相同。
通过采取上述技术方案，设置在一阶超前单元200和控制单元300外的金属罩1，可以对信号进行屏蔽，防止外界的信号干扰单片机；除此之外，通过正极板11和负极板12形成的电场来增强一阶超前单元200和控制单元300的响应速度，进一步加快对土壤湿度的调整速度。
基于上述的闸门泵站控制***，以下提供两种实施方式。
参照图3，作为一种可以实施的方式，控制单元300包括CD4047芯片，湿度检测电极a连接CD4047芯片的第一输入端，湿度检测电极b依次通过第一电阻和第二电阻连接CD4047芯片的第二输入端；其中第一电阻为可调电阻。
CD4047芯片的第一输入端和第二输入端之间还连接彼此之间串联的第三电阻和第四电阻；控制单元300还包括并行的第一开关、第二开关、第三开关、以及第四开关；CD4047芯片的第一输入端还分别连接第二开关和第三开关的控制端；CD4047芯片的第二输入端还分别连接第一开关和第四开关的控制端；第二开关还连接第三电阻和第四电阻的公共接点，第三开关还连接可调电阻的调节端；控制单元300还包括比较器，第二开关和第四开关均连接比较器的正相端；第一开关和第三开关均连接比较器的反相端，比较器的输出端连接泵站阀门400。
CD4047芯片的Cx端连接第一电容，CD4047芯片的Rx端连接第五电阻，第一电容的另一端和第五电阻的另一端均连接CD4047芯片的R-C端。
基于这一实施方式，在湿度检测电极b侧连接第一电阻和第二电阻，尤其将第一电阻的调节端连接至第三开关和第四开关，可以控制第三开关和第四开关的精度。
参照图4，作为一种可以实施的方式，控制单元300包括CD4047芯片，湿度检测电极a连接CD4047芯片的第一输入端，湿度检测电极b依次通过第一电阻和第二电阻连接CD4047芯片的第二输入端；其中第一电阻为可调电阻。
控制单元300还包括并行的第一开关、第二开关、第三开关、以及第四开关；CD4047芯片的第一输入端还分别连接第二开关和第三开关的控制端；CD4047芯片的第二输入端还分别连接第一开关和第四开关的控制端；第一开关和第二开关均连接CD4047芯片的第一输入端，第三开关和第四开关均连接CD4047芯片的第二输入端；控制单元300还包括比较器，第二开关和第四开关均连接比较器的正相端；第一开关和第三开关均连接比较器的反相端，比较器的输出端连接泵站阀门400。
CD4047芯片的Cx端连接第一电容，CD4047芯片的Rx端连接第五电阻，第一电容的另一端和第五电阻的另一端均连接CD4047芯片的R-C端。
CD4047芯片的AST端和CD4047芯片的T端连接并且接地。
基于这一实施方式，在湿度检测电极b侧连接第一电阻和第二电阻，尤其将第一电阻的调节端连接至第三开关和第四开关，可以控制第三开关和第四开关的精度，当然，在这一实施例中，节省了第三电阻和第四电阻，改变了第一开关和第三开关的输入电流，有利于后置的比较器工作。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.闸门泵站控制***，其特征在于，包括依次连接的检测单元(100)、一阶超前单元(200)、控制单元(300)、以及泵站阀门(400)；
所述检测单元(100)包括湿度检测电极a和湿度检测电极b，所述湿度检测电极a和所述湿度检测电极b分别插在两个区域的土壤内，用于检测两个区域的土壤湿度；
所述一阶超前单元(200)用于对两个区域的土壤湿度值进行超前运算；
所述控制单元(300)用于根据两个区域的土壤湿度值的超前运算结果，控制泵站阀门(400)打开或者关闭，以改变两个区域的土壤湿度；
其中，所述一阶超前单元(200)和所述控制单元(300)集成于一嵌入式单片机内，所述单片机外设有金属罩(1)，所述金属罩(1)包括分别位于所述单片机接收信号侧和位于所述单片机发送信号侧的正极板(11)和负极板(12)；并且，所述正极板(11)和所述负极板(12)之间形成的电场方向与信号在所述单片机内的传递方向相同；
还包括移动终端(500)，所述移动终端(500)和所述控制单元(300)无线连接，并且通过所述移动终端(500)可以控制所述泵站阀门(400)打开或者关闭。
2.根据权利要求1所述的闸门泵站控制***，其特征在于，所述控制单元(300)包括CD4047芯片，所述湿度检测电极a连接所述CD4047芯片的第一输入端，所述湿度检测电极b依次通过第一电阻和第二电阻连接所述CD4047芯片的第二输入端；其中第一电阻为可调电阻。
3.根据权利要求2所述的闸门泵站控制***，其特征在于，所述CD4047芯片的第一输入端和第二输入端之间还连接彼此之间串联的第三电阻和第四电阻；所述控制单元(300)还包括并行的第一开关、第二开关、第三开关、以及第四开关；所述CD4047芯片的第一输入端还分别连接所述第二开关和所述第三开关的控制端；所述CD4047芯片的第二输入端还分别连接所述第一开关和所述第四开关的控制端；所述第二开关还连接所述第三电阻和第四电阻的公共接点，所述第三开关还连接所述可调电阻的调节端；
所述控制单元(300)还包括比较器，所述第二开关和所述第四开关均连接所述比较器的正相端；所述第一开关和所述第三开关均连接所述比较器的反相端，所述比较器的输出端连接所述泵站阀门(400)。
4.根据权利要求3所述的闸门泵站控制***，其特征在于，所述CD4047芯片的Cx端连接第一电容，所述CD4047芯片的Rx端连接第五电阻，所述第一电容的另一端和所述第五电阻的另一端均连接所述CD4047芯片的R-C端。
5.根据权利要求2所述的闸门泵站控制***，其特征在于，所述控制单元(300)还包括并行的第一开关、第二开关、第三开关、以及第四开关；
所述CD4047芯片的第一输入端还分别连接所述第二开关和所述第三开关的控制端；所述CD4047芯片的第二输入端还分别连接所述第一开关和所述第四开关的控制端；
所述第一开关和所述第二开关均连接所述CD4047芯片的第一输入端，所述第三开关和所述第四开关均连接所述CD4047芯片的第二输入端；
所述控制单元(300)还包括比较器，所述第二开关和所述第四开关均连接所述比较器的正相端；所述第一开关和所述第三开关均连接所述比较器的反相端，所述比较器的输出端连接所述泵站阀门(400)。
6.根据权利要求5所述的闸门泵站控制***，其特征在于，所述CD4047芯片的Cx端连接第一电容，所述CD4047芯片的Rx端连接第五电阻，所述第一电容的另一端和所述第五电阻的另一端均连接所述CD4047芯片的R-C端。
7.根据权利要求4或6所述的闸门泵站控制***，其特征在于，所述CD4047芯片的AST端和所述CD4047芯片的T端连接并且接地。
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