專利名稱：喀斯特坡地節(jié)水灌溉裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種喀斯特坡地節(jié)水灌溉裝置，屬于自動灌溉技術領域。
背景技術：
對于喀斯特坡地土壤環(huán)境，地表不平，巖石較多，不利于網(wǎng)線的鋪設，因此坡地大 多數(shù)灌溉裝置所用設備價格昂貴，使用成本高，不適合在經(jīng)濟落后的地方推廣。
發(fā)明內容本實用新型的目的在于提供一種喀斯特坡地節(jié)水灌溉裝置。設備價格低，耗電量 低，操作簡單。本實用新型的技術方案?？λ固仄碌毓?jié)水灌溉裝置，構造包括中央控制器和下位 機，中央控制器分別與空氣溫濕度傳感器和風速傳感器連接；中央控制器通過無線模塊分 別連接至少1個下位機，下位機分別與土壤溫濕度傳感器和電磁閥驅動模塊連接。上述的喀斯特坡地節(jié)水灌溉裝置，中央控制器內設有嵌入式操作系統(tǒng)模塊，嵌入 式操作系統(tǒng)模塊采用觸摸屏作為操作界面。上述的喀斯特坡地節(jié)水灌溉裝置，中央控制器和下位機還分別連接太陽能電池。本實用新型采用的中央控制器具有觸摸屏顯示和操作功能，操作簡單方便。全套 系統(tǒng)均可采用太陽能供電，還具備系統(tǒng)休眠模式，可在不通電的地區(qū)使用。中央控制器與下 位機采用無線電磁波方式通信，減少網(wǎng)線鋪設的成本。系統(tǒng)采用自動/手動切換灌溉模式 供管理者選擇。并具備歷史記錄查詢和存儲功能。同現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有設備 成本低、耗電量低、操作簡單等優(yōu)點。

附圖1為本實用新型的結構示意圖；附圖2為本實用新型中央控制器的控制流程圖；附圖3為本實用新型下位機的控制流程圖。
具體實施方式
本實用新型的實施例。喀斯特坡地節(jié)水灌溉裝置，如圖1所示，構造包括中央控 制器1和下位機2，中央控制器1分別與空氣溫濕度傳感器3和風速傳感器4連接；中央控 制器1通過無線模塊10分別連接至少1個下位機2，下位機2分別與土壤溫濕度傳感器6 和電磁閥驅動模塊7連接。中央控制器1采用S3C2440 ARM9芯片，下位機2采用工業(yè)級 C8051F120芯片，無線模塊10采用XL03-232AP2系列微功率無線透明傳輸模塊。空氣溫濕 度傳感器3、風速傳感器4、土壤溫濕度傳感器6和電磁閥驅動模塊7分別采用現(xiàn)有市場上 的產(chǎn)品。中央控制器1內安裝嵌入式操作系統(tǒng)模塊8，嵌入式操作系統(tǒng)模塊8采用觸摸屏9作為操作界面。嵌入式操作系統(tǒng)模塊8選擇Windows Embedded CE，是由微軟開發(fā)的一個 32位、本地硬實時、小尺寸的操作系統(tǒng)，該系統(tǒng)滿足的便攜式設備、移動設備和嵌入式設備 對操作系統(tǒng)的需求。Windows Embedded CE類似于桌面操作系統(tǒng)，它包括豐富的圖形和多 媒體技術?？梢栽诘统杀尽⒌凸?、系統(tǒng)內存和閃存有限、封裝空間小的嵌入式硬件上運行。 由于其操作界面操作簡單、運行安全，所以廣泛應用于智能建筑、安全系統(tǒng)、溫室系統(tǒng)、工業(yè) 自動化領域。下位機2的操作系統(tǒng)內核考慮到該設備并不需要執(zhí)行太多的任務和實時性的要 求。選擇Rtx51tny多任務實時系統(tǒng)內核。Rtx51tiny內核是RTX51是KEIL公司開發(fā)的用 于8051系列單片機的多任務實時操作系統(tǒng)。它有兩個版本，RTX51 FULL和RT)(51 TINY。 Rtx51tiny是RT)(51 FULL的子集，支持按時間片循環(huán)任務調度，支持任務間信號傳遞，最 大16個任務，可以并行地利用中斷。具有以下等待操作超時、另一個任務或中斷的信號。 Rtx51tiny —個很小的內核，完全集成在KEIL C51編譯器中。更重要的是，它僅占用800字 節(jié)左右的程序存儲空間，可以在沒有外放數(shù)據(jù)存儲器的8051系統(tǒng)中運行，但應用程序仍然 可以訪問外部存儲器。中央控制器1和下位機2還分別連接太陽能電池5，可在不通電的地區(qū)使用。本系統(tǒng)工作過程如下打開控制系統(tǒng)電源后。系統(tǒng)進入自動控制模式。中央控制 器1通過預先設定好的間隔時間進行循環(huán)檢測各下位機2的傳感器溫濕度。并將檢測到的 各節(jié)點的溫濕度數(shù)據(jù)和灌溉時間存入數(shù)據(jù)庫中。由中央控制器1選擇是否進行開閥和關閥 操作。在觸摸屏9界面上可以進行溫濕度上下限的修改、自動/手動模式切換、灌溉對象選 擇和查看歷史記錄等功能。中央控制器1的控制流程圖如圖2所示。下位機2軟件具體流程如圖3所示通過移植Rtx51tiny內核(Rtx51tiny多任務 實時操作系統(tǒng)支持時間片輪轉任務切換和使用信號進行任務切換，可以簡化那些復雜而且 時間要求嚴格的工程的軟件設計工作)建立三個任務，分別為數(shù)據(jù)處理任務0，獲取傳感器 數(shù)據(jù)任務1和開關閥任務2。系統(tǒng)上電初始化后進入循環(huán)后，當串口接收到數(shù)據(jù)后引發(fā)中 斷，在中斷函數(shù)中通過isr_send_signal ()函數(shù)告知主任務?？紤]到中央控制器1發(fā)送的 數(shù)據(jù)較單片機處理數(shù)據(jù)的速度快很多，單片機將接收到的數(shù)據(jù)通過函數(shù)EnQueue ()存放在 隊列中，通過函數(shù)DeQueue ()取出隊列中的數(shù)據(jù)進行判斷。首先通過校驗和位判斷收到是 數(shù)據(jù)是否正確，然后執(zhí)行相應的命令字節(jié)的命令。若是開關閥命令，主任務發(fā)送給開關閥任 務信號，開關閥任務通過函數(shù)oS_wait( K_SIG, 0，0)；接收到信號后執(zhí)行開關閥操作。獲 取傳感器任務則由操作系統(tǒng)函數(shù)osjait (Κ_ΤΜ0, 1000, 0)間斷執(zhí)行。其具體數(shù)據(jù)幀格 式圖見下表。
幀內容地址命令字長度校驗和位1長度內容校驗和位2字節(jié)數(shù)(byte)1111···1 數(shù)據(jù)校驗是通過判斷和相加是否為0來判斷收到的數(shù)據(jù)是否是正確的。判斷進行 兩次和校驗。如圖4命令幀格式圖。下位機接收數(shù)據(jù)并保存在變量中，當收到校驗和位1 時執(zhí)行一次和相加，若為0，則繼續(xù)接收后面的數(shù)據(jù)。當接收校驗和位2時再執(zhí)行一次和相 加，若為0，則執(zhí)行對應的命令。
權利要求1.一種喀斯特坡地節(jié)水灌溉裝置，構造包括中央控制器(1)和下位機(2)，其特征在 于中央控制器(1)分別與空氣溫濕度傳感器(3 )和風速傳感器(4 )連接；中央控制器(1) 通過無線模塊(10)分別連接至少1個下位機(2)，下位機(2)分別與土壤溫濕度傳感器(6) 和電磁閥驅動模塊(7)連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的喀斯特坡地節(jié)水灌溉裝置，其特征在于中央控制器(1)內設 有嵌入式操作系統(tǒng)模塊(8)，嵌入式操作系統(tǒng)模塊(8)采用觸摸屏(9)作為操作界面。
3.根據(jù)權利要求1所述的喀斯特坡地節(jié)水灌溉裝置，其特征在于中央控制器(1)和下 位機(2)還分別連接太陽能電池(5)。
專利摘要本實用新型公開了一種喀斯特坡地節(jié)水灌溉裝置，構造包括中央控制器(1)和下位機(2)，其特征在于中央控制器(1)分別與空氣溫濕度傳感器(3)和風速傳感器(4)連接；中央控制器(1)通過無線模塊(10)分別連接至少1個下位機(2)，下位機(2)分別與土壤溫濕度傳感器(6)和電磁閥驅動模塊(7)連接。本實用新型采用的中央控制器具有觸摸屏顯示和操作功能，操作簡單方便。全套系統(tǒng)均可采用太陽能供電，還具備系統(tǒng)休眠模式，可在不通電的地區(qū)使用。中央控制器與下位機采用無線電磁波方式通信，減少網(wǎng)線鋪設的成本。系統(tǒng)采用自動/手動切換灌溉模式供管理者選擇。并具備歷史記錄查詢和存儲功能。
文檔編號A01G25/16GK201839671SQ2010205747
公開日2011年5月25日 申請日期2010年10月25日 優(yōu)先權日2010年10月25日
發(fā)明者李家春, 楊旭東, 涂文特, 王永濤 申請人:貴州大學