1.1在田農(nóng)科首部控制器設計課件

1、在田農(nóng)科 xxxx 型首部控制器設計報告V0.1在田農(nóng)科xxxx型首部控制器設計報告、功能要求1.1 數(shù)據(jù)采集a） 具有首部水源部分過濾前壓、過濾后壓和主管道水流量的采集功能，。b）前壓、后壓、實時流量數(shù)據(jù)能分別記錄、顯示。/ c）具有分段采集功能，能夠?qū)γ總€灌溉周期內(nèi)流量和總流量分別累計、存 儲。d）對通訊模塊返回的水分、鹽分和設備狀態(tài)信息具有記錄、顯示和存儲功能。1.2 時鐘a） 應采用具有溫度補償功能的內(nèi)置硬件時鐘電路。b） 時鐘應具有日歷、計時、閏年自動轉(zhuǎn)換功能。c） 應使用環(huán)保型的鋰電池作為時鐘備用電源；時鐘備用電源在電能表壽命周期內(nèi)無需更換，斷電后應維持內(nèi)部時鐘正確工作時間累計不少

2、于5年；電池電壓不足時，電能表應給予報警提示。d） 具有通過按鍵校時的功能。1.3 生長周期和需水量a） 至少支持申根后期、緩苗期、旺長期、成熟期四個生長周期。b） 生長周期和需水量具有可編程功能，并且可以在設定的時間點自動更換生長 周期。1.4 工作模式a） 支持手動、自動、半自動灌溉三種工作模式。b） 手動模式只接受手動的開關控制。c）自動模式能夠根據(jù)當前的生長周期和首灌區(qū)水分信息自動灌溉。d） 半自動模式可以為每個電磁閥設備設定灌溉時間或水量，兩個參數(shù)可同時設 置也可只設置一個，只要有一個參數(shù)到達設定值，系統(tǒng)就會停止灌溉。1.5 事件記錄a） 應記錄最近50次的灌溉信息（小區(qū)、灌溉時間、

3、耗時，用水量等），保存時 間不少于一年。b） 按照約定的時刻及時間間隔轉(zhuǎn)存通訊模塊傳來的水分、鹽分數(shù)據(jù)，每個數(shù)據(jù) 至少保存60次。在田農(nóng)科 xxxx 型首部控制器設計報告V0.1c） 應記錄最近20次設備故障事件記錄，保存時間不少于一年。1.6 通信a） 支持RS232、RS485 zigbee三種通信方式。b）zigbee無線通信在空曠環(huán)境下不少于1000米。c）232、485缺省波特率19200bit/s,zigbee內(nèi)部波特率缺省值為115200bit/sod） 同一園區(qū)內(nèi)的多個設備應配置不同的zigbee信道，每個首部控制下的zigbee網(wǎng)絡地址分配參考附錄。e） 無線通信應具有安全保

4、護功能，能夠防止未認證的設備加入到網(wǎng)絡中。1.7 信號輸出a） 應具有設備狀態(tài)、無線網(wǎng)絡狀態(tài)、泵狀態(tài)和數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)指示燈。b） 能輸出電脈沖或電平開關信號，控制外部報警裝置或負荷開關。1.8 顯示a） 設備在正常工作狀態(tài)，按任意按鍵啟動背光，背光啟動后，60s無操作自動關 閉背光。b） 液晶屏應能夠顯示傳感器數(shù)據(jù)、灌溉狀態(tài)、故障告警等信息。1.9 安全保護a） 在每個工作模式下應有對泵和輸水管道的防護措施。必須在有電磁閥處于打 開狀態(tài)時才能執(zhí)行開泵操作，必須在水泵關閉狀態(tài)下才能關閉最后一個打開 的電磁閥。b） 對泵的過壓、缺水保護。當管道水壓超過上限的1.5倍時，應立即關閉水泵； 開泵狀態(tài)水壓

5、低于下限時表明水泵缺水，在短暫等待上水后若仍然缺水，應立即關閉水泵防止水泵損壞。c） 正常工作狀態(tài)下過濾前壓后壓相差超過限定值時應立即關閉水泵，并在液晶 界面顯示壓力告警。d）無線通訊設置安全密碼，防止其它設備誤入系統(tǒng)網(wǎng)絡執(zhí)行非法操作在田農(nóng)科 xxxx 型首部控制器設計報告V0.1、硬件設計1、設計要求1.1、保持原有硬件接口，對原有軟件兼容。1.2、增加一個jlink仿真接口，用于初期下載調(diào)試使用1.3、獨立按鍵4個，12864顯示屏一個，用于人機交互。1.4、DS1302時鐘芯片+備用電池，為以后做灌溉做記錄功能提供準確的時間數(shù)據(jù)。2、原理圖設計2.1、12864液晶接口原理圖如下GNDG

6、NDLCD12864GNDP12VCR411R411OKOK3PA114PA85PB8PB5PB6PB7PB91OPB1211PB1312PB1413PB15141_ 15RESET1617VCCVLRSRWENDOD1D2D3D4D5D6D7PSBNCRETVEEBL+BL-R400K181920在田農(nóng)科 xxxx 型首部控制器設計報告V0.12.3、外部時鐘DS1302電路2.2、獨立按鍵原理圖Tvcc4710KPC6S2PC7.PC8PC9I VCC|R4810KSW-PBS3I VCC SW-PBR4910K S4_r1R5010K S5VCCSW-PBSW-PBGNDGNDVCC+5

7、V在田農(nóng)科 xxxx 型首部控制器設計報告V0.1在田農(nóng)科 xxxx 型首部控制器設計報告V0.1三、軟件設計將四個按鍵定義為上翻、下翻、確認和取消功能，液晶顯示屏可以顯示4行字符, 每一行可以顯示8個漢字或16個ASCII碼字符。配合液晶屏顯示內(nèi)容完成對首部小 區(qū)的自動控制?？刂七壿媹D如下所示取消鍵在田農(nóng)科 xxxx 型首部控制器設計報告V0.11、詳細設計說明這里只對幾個比較重要的頁面做詳細介紹，實物可能后期根據(jù)實際要求有所變 動。實際效果中使用液晶自帶的16x16點陣的字庫，字體有些緊湊，原本計劃用自定 義12x12點陣字庫寫入。但測試發(fā)現(xiàn)使用自定義字庫，寫入一個漢字需要寫32次數(shù) 據(jù)，

8、效率比較低，而使用液晶自帶字庫，一個漢字只需寫兩次數(shù)據(jù)即可，因此決定使 用液晶自帶字庫。1.1主界面本頁面為主頁，設計目的為用戶不需要操作就可以對系統(tǒng)狀態(tài)一目了然。同時考 慮操作方便的原則，在不同模式下直接按下鍵即可進入當前模式的參數(shù)配置。界面預覽如下圖所示界面說明：左上顯示當前工作模式：手動、自動、半自動;右上方顯示北京時間；第二排顯示灌溉狀態(tài)，空閑/正在灌溉；但三排顯示已灌溉時間；最下為傳感器數(shù)據(jù)；可用操作說明：按確定鍵進入工作模式選擇界面，切換工作模式和配置系統(tǒng)參數(shù);在田農(nóng)科 xxxx 型首部控制器設計報告V0.1長按確定鍵進入校時界面，用戶可對當前時間進行校準；按下翻鍵，根據(jù)當前工作模

9、式，進入手動選閥、半自動時間設置、自動生長 周期選擇頁面；1.2、手動選閥界面本頁面為手動選擇電磁閥界面，設計上遵循以下原則：單頁顯示所有電磁閥狀態(tài)，即令用戶在本頁可以查看當前打開的所有電磁閥可以全關或全開所有電磁閥；控制邏輯必須同園區(qū)控制邏輯相同，并且可以對園區(qū)的操作同步顯示。單個小區(qū)內(nèi)最多支持30個電磁閥，而每一頁最多顯示32個漢字，因此，根據(jù)實 際電磁閥數(shù)量顯示電磁閥，打開狀態(tài)顯示*號，關閉狀態(tài)顯示#號，最后為泵開關和全 部開關。進入后光標位于第一行第一列，通過光標指示選中的電磁閥，上下鍵移動光 標，確定鍵開閥或關閥。返回鍵回到主界面。1.3、半自動時間設置界面在田農(nóng)科 xxxx 型首部

10、控制器設計報告V0.1進入本頁面后，光標位于閥門號設置處，通過上下鍵對閥門號進行加減，若閥門號為00，認為選擇所有電磁閥。按確定鍵轉(zhuǎn)到下一項設置，直到光標位于OK處，按確定鍵將設置的半自動時間寫入電磁閥， 此時按上鍵光標回到閥門選擇處， 下鍵光標 移到到啟動處，在啟動處點擊確定，半自動開始運行，界面回到主界面1.4、自動周期選擇界面本頁面第一行顯示當前的生長周期，光標可以在1234處移動，點擊確定鍵后生 長周期變更為對應的周期。點擊啟動鍵后，回到主界面，自動模式開始運行。其它界面比較簡單，設計上也比較自由，沒有過多要求，不再一一贅述。在田農(nóng)科 xxxx 型首部控制器設計報告V0.1四、外觀設計

11、由于條件限制，外觀暫時考慮購買別的廠家已有的外殼 規(guī)格要求：長寬高比：180mmx135mmx26mm（最小限度）至少四個獨立按鍵顯示屏開口大于78x51外殼已選購阿哈爾殼體型號EMW50004-A1的白色外殼。 需要在外殼上表面挖一 個78X51的液晶屏安裝孔。液晶直接用螺絲固定于頂部，與主板用排線連接。鍵盤用4鍵軟鍵盤，通過排線與主板相連，在液晶孔旁把排線引出。220V電源接口采用8字形梅花兩針接口（參考Thinkpad電源接口設計）。電源線 可購買通用成品。24V電源接口采用DC孔型接口，類似我們現(xiàn)在使用的路由器的電 源接口。傳感器使用標準的3針航空插頭接口。共三個，前壓、后壓和流量，在

12、對應位置 標明接口功能。繼電器輸出口使用綠色段子留出接口。附錄：產(chǎn)品編號設置設計產(chǎn)品編號：從編號可以看出無線節(jié)點類型信道、組地址和用戶地址產(chǎn)品類型+A B C DA:0和1，0表示協(xié)調(diào)區(qū)節(jié)點，1表示路由器節(jié)點B:信道1126,十進制表示，C:組地址：四位16進制數(shù)，園區(qū)網(wǎng)絡默認0 x0100，首部網(wǎng)絡從0001開始D:用戶地址： 園區(qū)網(wǎng)絡的用戶地址0 x0101 0 x010f共15個，主板取低8位 作為首部modbus單元地址。首部網(wǎng)絡的用戶地址高8位取組地址，低8位從1開始 向下排列。單首部園區(qū)可以取任意一組首部網(wǎng)絡結構作為其網(wǎng)絡。Modbus單元地址固定為1.在田農(nóng)科 xxxx 型首部控制器設計報告V0.1由于對組地址做了硬性規(guī)定防止了沖突，信道無具體要求，可以多個首部使用一個信道，也可以每個首部分別一個信道，根據(jù)實際容量配置。原則上使用每個首部一 個信道。一個園區(qū)內(nèi)三個首部，每個首部下5個田間模園區(qū)：YQ-0-11-0100-0000首部路由：SS-1-11-0100-0101首部協(xié)調(diào)：SS-0-13-0001-0000田間：TJ-1-13-0001-0101TJ-1-13-0001-0102TJ-1-13-0001-0103TJ-1-13-0001-0104TJ-1-13-0001-0105SS-1-11-0100-0102SS-0-15-0002-0000