設施農業傳感器網絡滴灌設施反饋控制接口制造技術

一種滴灌設施反饋控制接口，由單片機(1)、AD421電流變送器(2)、RS232串口(3)、外圍晶振(4)、MAX232(5)、光電隔離器(6)和電磁閥(7)組成。RS232串口(3)、外圍晶振(4)、MAX232(5)與單片機(1)相連。電流變送器(2)通過串口用光電隔離器(6)與單片機(1)相連。電磁閥(7)通過串口與電流變送器(2)相連。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種基于設施農業傳感器網絡的滴灌設施反饋控制接口，包括一個STC單片機和一個AD421電流變送器。尤其適用于對電磁閥的調節控制。
技術介紹
目前在設施農業中大多數通過傳感網絡采集信息，PC端處理后作出反饋，然后手動調節滴灌設備等裝置，這種手動控制方式不能滿足要求農業生產自動化的需求。且手動控制方式，難以較好把握水流量的大小。鑒于此，設施農業自動控制技術應運而生，可以實現農業生產的自動化，此技術在國外已較為成熟，正向高度自動化、智能化方向發展，應用于農作物的施肥、灌溉。國內與國外差距較大，農業生產自動化程度低，技術匱乏。AD421是一款完整的環路供電型4mA 20mA數電轉換器，廣泛應用于工業控制領 域。高精度，低成本，采用緊湊型16引腳封裝。AD421可結合標準HART FSK協議通信電路使用，額定性能不受影響。其高速串行接口能夠以IOMbps速率工作，并允許通過一個標準三線是串行接口與常用的微處理器和微控制器簡單相連。
技術實現思路
本技術的目的是實現對滴灌設施控制的自動化。為了實現上述目的，本技術提出一種基于設施農業傳感器網絡的滴灌設施反饋控制接口一 一種可以將數字信號轉化為模擬信號的滴灌設施反饋控制接口。通過RS232串口給STC51單片機發送命令--數字信號，本接口將這些數字信號轉化為模擬信號，繼而傳送給電磁閥，從而實現對滴灌設施控制的自動化。本技術為實現上述目的，所采取的技術方案是一種滴灌設施反饋控制接口，由單片機(1)、AD421電流變送器(2)、RS232串口(3)、外圍晶振(4)、MAX232 (5)、光電隔離器(6)和電磁閥(7)組成。RS232串口(3)、外圍晶振(4)、MAX232 (5)與單片機(I)相連，電流變送器⑵通過串口用光電隔離器(6)與單片機(I)相連，電磁閥(7)通過串口與電流變送器(2)相連。首先，由上位機通過串口向單片機輸入一路代表繼電器開關或數字電位器電流大小的數據。單片機通過三線串行接口直接寫數據到AD421電流變送器中。由硬件自動完成4-20mA電流的模擬信號的輸出，將模擬信號輸送給電磁閥,對電磁閥開關大小進行定位。數據越大，模擬信號越大，電磁閥門開關越大，水流量也就越大。這樣就可以實現對滴灌設備水流量大小的自動化控制。本技術的有益效果是，可以將串口傳輸的代表水流量大小的數據，轉化為控制電磁閥開關大小的模擬信號，從而可以快速有效的控制水流量的大小，實現滴灌設備的自動化控制，且結構簡單，抗干擾能力強。且AD421 4 20mA電流輸出DAC具有精度高，功耗低，外圍元件少，與MCU接口簡單等優點。可采用回路供電方式，并可為外圍電路提供工作電源和參考電源，與低功耗的MCU一起構成二線制4 20mA變送器，是比較理想的智能型電流變送器件。附圖說明本技術的具體結構由以下的實施例及其附圖給出。圖I是AD421與單片機采用三線串行接口的電路圖。圖2是AD421與微控制器的三線串行接口的波形圖。圖3是AD421與微控制器的三線串行接口的時序圖。具體實施方式下面結合圖I詳細說明依據本技術提出的具體裝置的細節及工作情況。硬件AD421與單片機連接采用三線串行接口，如圖I所示，在COMP與DRIVE之間接一電容、DRIVE與COM引腳之間接一電阻和電容組成的外部緩沖電路，以穩定內部調整器工作放大器和外部晶體管構成的反饋回路。調整電壓輸出Vcc為+3V。由外界調整管2SK30A提供的電流較小，所以使用了 NPN型三極管直接從供電回路獲得4 20mA電流。為滿足信號傳輸過程中對噪聲、安全性和距離等方面的要求，DATA、CLOCK和LATCH通過光電隔離器與MCU的串行口連接。 軟件在實現4 20mA電流輸出的AD421的程序設計時，通過單片機的Pl. O 口、Pl. I 口和Pl. 2 口直接寫數據到LATCH、CLOCK和DATA端，在CLOCK信號的上升沿，數據按由高位到低位的順序，被裝載到AD421內部的輸入移位寄存器，在LATCH信號的上升沿，輸入移位寄存器的數據傳送到DAC鎖存端。由硬件自動完成4 20mA電流的輸出。串行接口的時序圖如圖2所示。代碼如下權利要求1.一種滴灌設施反饋控制接口，由單片機(I)、AD421電流變送器(2)、RS232串口(3)、外圍晶振(4)、MAX232(5)、光電隔離器(6)和電磁閥(7)組成，其特征是，RS232串口(3)、外圍晶振(4)、MAX232 (5)與單片機⑴相連，電流變送器(2)通過串口用光電隔離器(6)與單片機⑴相連，電磁閥(7)通過串口與電流變送器(2)相連。2.根據權利要求I所屬的滴灌設施反饋控制接口，其特征是，RS232串口(3)、外圍晶振(4)、MAX232 (5)與單片機(I)相連接，上位機通過RS232串口(3)將數字信號傳送至單片機。3.根據權利要求I所屬的滴灌設施反饋控制接口，其特征是，AD421電流變送器(2)與單片機⑴連接采用三線串行接口，在COMP與DRIVE之間接一電容、DRIVE與COM引腳之間接一電阻和電容組成的外部緩沖電路，調整電壓輸出Vcc為+3V ;使用了 NPN型三極管直接從供電回路獲得4 20mA電流DATA、CL0CK和LATCH通過光電隔離器(6)與單片機(I)的串行口連接。4.根據權利要求I所屬的滴灌設施反饋控制接口，其特征是，電流變送器(2)與電磁閥(7)相連，電流變送器將接收到的數字信號轉化為模擬信號，并將模擬信號傳送至電磁閥。專利摘要一種滴灌設施反饋控制接口，由單片機(1)、AD421電流變送器(2)、RS232串口(3)、外圍晶振(4)、MAX232(5)、光電隔離器(6)和電磁閥(7)組成。RS232串口(3)、外圍晶振(4)、MAX232(5)與單片機(1)相連。電流變送器(2)通過串口用光電隔離器(6)與單片機(1)相連。電磁閥(7)通過串口與電流變送器(2)相連。文檔編號G05B19/418GK202677142SQ20112035725公開日2013年1月16日 申請日期2011年9月14日 優先權日2011年9月14日專利技術者楊余旺, 曹宏鑫, 葛道闊, 陳超, 劉巖, 趙煒, 儲波, 田磊 申請人:南京理工大學, 江蘇省農業科學院本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種滴灌設施反饋控制接口，由單片機(1)、AD421電流變送器(2)、RS232串口(3)、外圍晶振(4)、MAX232(5)、光電隔離器(6)和電磁閥(7)組成，其特征是，RS232串口(3)、外圍晶振(4)、MAX232(5)與單片機(1)相連，電流變送器(2)通過串口用光電隔離器(6)與單片機(1)相連，電磁閥(7)通過串口與電流變送器(2)相連。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊余旺，曹宏鑫，葛道闊，陳超，劉巖，趙煒，儲波，田磊，
申請(專利權)人：南京理工大學，江蘇省農業科學院，
類型：實用新型
國別省市：