CN108661898A - 一种用于智慧农业灌溉的智能水泵控制器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水泵控制技术领域，具体公开了一种用于智慧农业灌溉的智能水泵控制器，设有微处理器及与其连接的水泵控制电路、继电器控制电路、WIFI模块电路、网络接口电路、传感器电路、电路状态测量电路、状态指示电路，以及，连接所述微处理器及以上所有电路的供电电源，还设有与所述微处理器连接的内部大容量电池，以及贴于装置外表面的操控端二维码入口。本发明的有益效果在于，采用一体式结构，与互联网服务器以及智能网络终端构成互联互通的通信网络，根据近程设置的传感器远程监控水泵的各个参数如压力、水温等信息，完成了水泵的自动抽水控制、工作参数信息显示、异常报警、异常停止、RS485报警、日志管理等功能。

Description

一种用于智慧农业灌溉的智能水泵控制器

技术领域

本发明涉及智慧农业技术领域，尤其涉及一种用于智慧农业灌溉的智能水泵控制器。

背景技术

在智慧农业应用场景中，存在着大量的风机、水泵，出于成本考虑，普遍使用按钮、热继电器等作为控制保护元件。热继电器本身存在设计缺陷，重复性差、可靠性低，存在保护隐患，且传统的水泵控制方式存在控制线路复杂、功能单一、后期维护困难等缺陷。因此传统的水泵控制方式明显无法满足信息化和智能化的功能要求。微处理器的发展、测量保护技术的成熟，逐渐改变着传统水泵的应用方式，从按钮指示灯向一体式智能控制器转变。

传统的水泵控制器，采用了设置于装置外表面的机械按键或者触摸按键来做一些功能上的切换与操控等，但是这种设置方式保密性不高，容易被不相关的人恶意操作或误操作，带来难以挽回的损失。同时，在微控制器处理大量数据的情况下，若存在瞬时掉电，则容易存在数据保存不及时而丢失部分数据，引起不必要的麻烦。

传统的水泵控制方式，当水池没水的时候，无法远程控制水泵启动抽水，并设置水泵的抽水时间；以及，无法根据水池的水位，制动停止或开启水泵，自动抽水，远程监控水泵的各个参数，包括压力、水温、水位、电流、用电量等信息；以及，当出现异常状态时，无法通过互联网将异常状态信息推送给用户手机端，提醒用户水泵装置出现异常状态等。

发明内容

本发明提供一种用于智慧农业灌溉的智能水泵控制器，解决的技术问题是，传统的水泵控制方式控制线路复杂、功能单一、后期维护困难，传统机械按键或触摸按键权限性不高，以及微控制器在瞬时掉电时数据易丢失。

为解决以上技术问题，本发明提供一种用于智慧农业灌溉的智能水泵控制器，设有微处理器及与其连接的水泵控制电路、继电器控制电路、WIFI模块电路、网络接口电路、传感器电路、电路状态测量电路、状态指示电路，还设有与所述微处理器连接的内部大容量电池，以及贴于装置外表面的操控端二维码入口，以及连接所述微处理器及以上所有电路的供电电源；

所述水泵控制电路上连接有水泵电机，所述水泵电机连接有水泵；

所述继电器控制电路中设置有继电器；

所述WIFI模块电路、网络接口电路用于将所述微处理器与互联网服务器联通；

所述传感器电路用于获取所述水泵的工作参数信息并发送到所述微处理器；

所述电路状态测量电路用于采集所述微处理器及以上所有电路的全局用电信息并发送到所述微处理器；

所述内部大容量电池用于为所述微处理器的存储单元提供持续供电；

所述操控端二维码入口用于供联网的智能移动终端接入，并通过权限访问所述互联网服务器，以及发出操控指令，并将所述操控指令通过所述WIFI模块电路或所述网络接口电路发送到所述微处理器；

所述微处理器用于根据所述操控指令控制连接在其上的水泵控制电路、继电器控制电路执行相应的操作；还用于将所述继电器的工作信息、所述水泵的工作参数信息、所述全局用电信息，进行存储及分析并发出对应的状态指示指令到所述状态指示电路；以及，与所述状态指示指令共同上传到所述互联网服务器供其存储、分析以及被访问；

所述状态指示电路用于响应所述状态指示指令而发出对应的状态指示信号。

进一步地，所述网络接口电路包括RJ45网络接口电路和RS485接口电路；所述微处理器通过所述WIFI模块电路或所述RJ45网络接口电路连接路由器，所述路由器通过互联网连接所述互联网服务器；或者，所述微处理器通过所述RS485接口电路连接网关或主机设备，所述网关或主机设备通过所述WIFI模块电路或所述RJ45网络接口电路连接路由器，所述路由器连接所述互联网服务器。

进一步地，所述微处理器将所述RS485接口电路接入RS485总线，将所述智能水泵控制器作为主机；或者，所述微处理器通过所述RS485接口电路连接接入所述RS485总线的所述网关或主机设备，将所述智能水泵控制器作为从机。

具体地，所述水泵的工作参数信息包含水泵的压力信息、温度信息、水位信息、电流信息、电压信息等。

具体地，所述状态指示电路包含LCD显示电路、LED指示电路、蜂鸣器电路，所述状态指示信号包含所述LCD显示电路、LED指示电路、蜂鸣器电路发出的LCD信息显示、LED频闪、蜂鸣器报警声。

具体地，所述LCD显示电路实时显示所述水泵的工作参数信息。

具体地，包括所述智能移动终端在内的智能网络终端通过网络访问所述互联网服务器，得到相应的工作日志与数据报表。

具体地，所述传感器电路设有采集传感器以及预留有模拟信号接口，所述模拟信号接口用于增设采集传感器。

本发明提供的一种用于智慧农业灌溉的智能水泵控制器，采用一体式结构，与互联网服务器以及智能网络终端构成互联互通的通信网络，采用计算机电子控制技术，综合运用功率测量技术、电子防锈技术、异常状态检测等技术，根据近程设置的传感器远程监控水泵的各个参数如压力、水温等信息，完成了水泵的自动抽水控制、工作参数信息显示、异常报警、异常停止、RS485报警、日志管理等功能，不仅控制线路简单、功能丰富、后期维护简单，还大大增加了水泵的使用寿命，减少了水泵的故障率，满足了信息化和智能化的功能要求；

采用了设置于装置外表面的二维码，用于供联网的智能移动终端接入，并通过权限访问所述互联网服务器，以及发出操控指令，这种设置方式保密性高，能够避免被不相关的人恶意操作或误操作。同时，设置的内部大容量电池，可用于信息长时间存储，保证信息的完整性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种用于智慧农业灌溉的智能水泵控制器的原理框图；

图2是本发明实施例提供的一种用于智慧农业灌溉的智能水泵控制器通过WIFI模块电路或RJ45网络接口电路连接互联网服务器的通信原理图；

图3是本发明实施例提供的一种用于智慧农业灌溉的智能水泵控制器通过RS485接口电路及WIFI模块电路或RJ45网络接口电路连接互联网服务器的通信原理图；

图4是本发明实施例提供的一种用于智慧农业灌溉的智能水泵控制器作为主机时的485网络架构图；

图5是本发明实施例提供的一种用于智慧农业灌溉的智能水泵控制器作为从机时的485网络架构图；

图6是本发明实施例提供的一种用于智慧农业灌溉的智能水泵控制器的自动抽水控制功能框图；

图7是本发明实施例提供的一种用于智慧农业灌溉的智能水泵控制器的异常报警功能框图；

图8是本发明实施例提供的一种用于智慧农业灌溉的智能水泵控制器的异常停止功能框图；

图9是本发明实施例提供的一种用于智慧农业灌溉的智能水泵控制器智能水泵控制器日志管理功能框图；

图10是本发明实施例提供的一种用于智慧农业灌溉的智能水泵控制器智能水泵控制器485报警功能框图。

具体实施方式

下面结合附图具体阐明本发明的实施方式，实施例的给出仅仅是为了说明目的，并不能理解为对本发明的限定，包括附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制，因为在不脱离本发明精神和范围基础上，可以对本发明进行许多改变。

本发明实施例提供的一种用于智慧农业灌溉的智能水泵控制器的原理框图，如图1所示，在本实施例中，一种用于智慧农业灌溉的智能水泵控制器设有微处理器1及与其连接的水泵控制电路2、继电器控制电路3内部大容量电池4、WIFI模块电路5、网络接口电路6、传感器电路7、电路状态测量电路8、状态指示电路9，该智能水泵控制器还设有贴于装置外表面的操控端二维码入口，以及连接所述微处理器1及以上所有电路的供电电源10；

所述水泵控制电路2上连接有水泵电机，所述水泵电机连接有水泵；

所述继电器控制电路3中设置有继电器；

所述WIF I模块电路5、网络接口电路6用于将所述微处理器1与互联网服务器S联通；

所述传感器电路7用于获取所述水泵的工作参数信息并发送到所述微处理器1；

所述电路状态测量电路8用于采集所述微处理器1及以上所有电路的全局用电信息并发送到所述微处理器1，包括电流、电压、用电量等信息；

所述内部大容量电池4用于为所述微处理器1的存储单元提供持续供电；

所述操控端二维码入口用于供联网的智能移动终端接入，并通过权限访问所述互联网服务器S，以及发出操控指令，并将所述操控指令通过所述WIFI模块电路5或所述网络接口电路6发送到所述微处理器1；

所述微处理器1用于根据所述操控指令控制连接在其上的水泵控制电路2、继电器控制电路3执行相应的操作；还用于将所述继电器(所述继电器控制电路中)的工作信息、所述水泵的工作参数信息、所述全局用电信息，进行存储及分析并发出对应的状态指示指令到所述状态指示电路9；以及，与所述状态指示指令共同上传到所述互联网服务器S供其存储、分析以及被访问；

所述状态指示电路9用于响应所述状态指示指令而发出对应的状态指示信号。

具体地，所述水泵的工作参数信息包含水泵的压力信息、温度信息、水位信息、电流信息、电压信息等。

具体地，所述状态指示电路9包含LCD显示电路91、LED指示电路92、蜂鸣器电路93，所述状态指示信号包含所述LCD显示电路91、LED指示电路92、蜂鸣器电路93发出的LCD信息显示、LED频闪、蜂鸣器报警声。

具体地，所述LCD显示电路91实时显示所述水泵的工作参数信息，显示包含工作电压、工作电流、水位状态、压力状态、时间、工作状态等信息。

具体地，包括所述智能移动终端在内的智能网络终端通过网络访问所述互联网服务器S，得到相应的工作日志与数据报表。

具体地，所述传感器电路7设有采集传感器以及预留有模拟信号接口，所述模拟信号接口用于增设采集传感器，可根据用户需求，选用合适的传感器如压力传感器、温度传感器等，全面而准确地获取所述水泵的工作参数信息。

具体地，所述智能水泵控制器的继电器控制电路3采用大功率的专业继电器，可有效的延长该控制器的使用寿命。

具体地，所述网络接口电路6包括RJ45网络接口电路61和RS485接口电路62；所述微处理器1通过所述WIFI模块电路5或所述RJ45网络接口电路61连接路由器，所述路由器通过互联网连接所述互联网服务器S，如图2所示，是本发明实施例提供的一种用于智慧农业灌溉的智能水泵控制器通过WIFI模块电路5或RJ45网络接口电路61连接互联网服务器S的通信原理图。

或者，所述微处理器1通过所述RS485接口电路62连接网关或主机设备，所述网关或主机设备通过所述WIFI模块电路5或所述RJ45网络接口电路61连接路由器，所述路由器连接所述互联网服务器S，如图3所示，是本发明实施例提供的一种用于智慧农业灌溉的智能水泵控制器通过RS485接口电路62及WIFI模块电路5或RJ45网络接口电路61连接互联网服务器S的通信原理图。

进一步地，所述微处理器将所述RS485接口电路62接入RS485总线，将所述智能水泵控制器作为主机，如图4所示，是本发明实施例提供的一种用于智慧农业灌溉的智能水泵控制器作为主机时的485网络架构图。

或者，所述微处理器通过所述RS485接口电路62连接接入所述RS485总线的所述网关或主机设备，将所述智能水泵控制器作为从机，如图5所示，是本发明实施例提供的一种用于智慧农业灌溉的智能水泵控制器作为从机时的485网络架构图。

所述智能水泵控制器预留了RS485接口，可作为主机接口，外接RS485总线设备，进行信息采集、设备控制等，亦可作为从机接口，上传智能水泵控制器采集的信息到互联网服务器S或、执行所述互联网服务器S发送的控制命令等。

所述智能水泵控制器兼容无线WIFI方案、RJ45网络接口方案、RS485接口方案，根据用户的实际情况可灵活配置使用。

本发明实施例提供的一种用于智慧农业灌溉的智能水泵控制器，可完成的基本功能有远程自动抽水控制、工作参数信息显示、异常报警、异常停止、RS485报警、日志管理等，下面对其中的一些功能进行描述，也仅仅作为一个较佳实施例。

自动抽水控制功能：

参见图6，是本发明实施例提供的一种用于智慧农业灌溉的智能水泵控制器的自动抽水控制功能框图，此图以图4的连接方式为基础。水泵上的水位传感器将水位信息收集到微处理器1，微处理器1对收集的信号进行抗干扰滤波算法，并根据用户的设定参数等，进行抽水动作。如传感器检测到中水位，然后就开始抽水动作，当检测到高水位时，停止抽水动作。每一次的动作信息传到互联网服务器S根据用户需要，可选择推送到用户的智能移动终端如手机端(具体地，可采用手机APP软件推送或短信信息推送)等。

异常报警与异常停止功能：

参见，图7与图8分别是本发明实施例提供的一种用于智慧农业灌溉的智能水泵控制器的异常报警与异常停止的功能框图，图7与图8仍然以图4的连接方式为基础，即智能水泵控制器作为主机时，水泵上的传感器持续收集水泵相关的各种关键信息，如压力信息、温度信息、电流信息，水位信息、电压信息等发送给微处理器1，微处理器1(内设软件以及用户设定的范围参数)对信息进行处理，并对比用户设置的检测范围，若超过范围，则根据用户的设置，停止水泵动作，以保护整体设备不受损坏，并将相应的报警信息推送到用户的智能移动终端如手机端等以提醒用户。

日志管理功能：

参见图9，是本发明实施例提供的一种用于智慧农业灌溉的智能水泵控制器智能水泵控制器日志管理功能框图。智能水泵控制器的每一次上电，每一次启动，每一次推送报警，每一次发现异常情况等，均会记录下日志，并将信息包上传到互联网服务器S，若暂时无法联网上传，则将信息保存在本地的内存芯片内，等待联网后上传到服务器。用户可通过手机app查看日志信息。

485报警功能：

参见图10，是本发明实施例提供的一种用于智慧农业灌溉的智能水泵控制器智能水泵控制器485报警功能框图。当智能水泵控制器作为从机或从设备时，可通过RS485总线发送报警信息到主机，再由主机上传到互联网服务器S。

本发明实施例提供的一种用于智慧农业灌溉的智能水泵控制器，采用一体式结构，与互联网服务器S以及智能网络终端构成互联互通的通信网络，采用计算机电子控制技术，综合运用功率测量技术、电子防锈技术、异常状态检测等技术，根据近程设置的传感器远程监控水泵的各个参数如压力、水温等信息，完成了水泵的远程自动抽水控制、工作参数信息显示、异常报警、异常停止、RS485报警、日志管理等功能，不仅控制线路简单、功能丰富、后期维护简单，还大大增加了水泵的使用寿命，减少了水泵的故障率，满足了信息化和智能化的功能要求；

采用了设置于装置外表面的二维码，用于供联网的智能移动终端接入，并通过权限访问所述互联网服务器，以及发出操控指令，这种设置方式保密性高，能够避免被不相关的人恶意操作或误操作。同时，设置的内部大容量电池，可用于信息长时间存储，保证信息的完整性。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于智慧农业灌溉的智能水泵控制器，设有微处理器及与其连接的水泵控制电路、继电器控制电路、WIFI模块电路、网络接口电路、传感器电路、电路状态测量电路、状态指示电路，其特征在于，还设有与所述微处理器连接的内部大容量电池，以及贴于装置外表面的操控端二维码入口，以及连接所述微处理器及以上所有电路的供电电源；

所述水泵控制电路上连接有水泵电机，所述水泵电机连接有水泵；

所述继电器控制电路中设置有继电器；

所述WIFI模块电路、网络接口电路用于将所述微处理器与互联网服务器联通；

所述传感器电路用于获取所述水泵的工作参数信息并发送到所述微处理器；

所述电路状态测量电路用于采集所述微处理器及以上所有电路的全局用电信息并发送到所述微处理器；

所述内部大容量电池用于为所述微处理器的存储单元提供持续供电；

所述操控端二维码入口用于供联网的智能移动终端接入，并通过权限访问所述互联网服务器，以及发出操控指令，并将所述操控指令通过所述WIFI模块电路或所述网络接口电路发送到所述微处理器；

所述微处理器用于根据所述操控指令控制连接在其上的水泵控制电路、继电器控制电路执行相应的操作；还用于将所述继电器的工作信息、所述水泵的工作参数信息、所述全局用电信息，进行存储及分析并发出对应的状态指示指令到所述状态指示电路；以及，与所述状态指示指令共同上传到所述互联网服务器供其存储、分析以及被访问；

所述状态指示电路用于响应所述状态指示指令而发出对应的状态指示信号。

2.如权利要求1所述的一种用于智慧农业灌溉的智能水泵控制器，其特征在于：所述网络接口电路包括RJ45网络接口电路和RS485接口电路；所述微处理器通过所述WIFI模块电路或所述RJ45网络接口电路连接路由器，所述路由器通过互联网连接所述互联网服务器；或者，所述微处理器通过所述RS485接口电路连接网关或主机设备，所述网关或主机设备通过所述WIFI模块电路或所述RJ45网络接口电路连接路由器，所述路由器连接所述互联网服务器。

3.如权利要求2所述的一种用于智慧农业灌溉的智能水泵控制器，其特征在于：所述微处理器将所述RS485接口电路接入RS485总线，将所述智能水泵控制器作为主机；或者，所述微处理器通过所述RS485接口电路连接接入所述RS485总线的所述网关或主机设备，将所述智能水泵控制器作为从机。

4.如权利要求1所述的一种用于智慧农业灌溉的智能水泵控制器，其特征在于：所述水泵的工作参数信息包含水泵的压力信息、温度信息、水位信息、电流信息、电压信息。

5.如权利要求4所述的一种用于智慧农业灌溉的智能水泵控制器，其特征在于：所述状态指示电路包含LCD显示电路、LED指示电路、蜂鸣器电路，所述状态指示信号包含所述LCD显示电路、LED指示电路、蜂鸣器电路发出的LCD信息显示、LED频闪、蜂鸣器报警声。

6.如权利要求1所述的一种用于智慧农业灌溉的智能水泵控制器，其特征在于：所述LCD显示电路实时显示所述水泵的工作参数信息。

7.如权利要求1所述的一种用于智慧农业灌溉的智能水泵控制器，其特征在于：包括所述智能移动终端在内的智能网络终端通过网络访问所述互联网服务器，得到相应的工作日志与数据报表。

8.如权利要求1所述的一种用于智慧农业灌溉的智能水泵控制器，其特征在于：所述传感器电路设有采集传感器以及预留有模拟信号接口，所述模拟信号接口用于增设采集传感器。