农田实时水位数据监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及农业用环境监测系统，特别涉及一种农田实时水位数据监测系统。
【背景技术】
[0002]在我国，随着务农人员的不断减少，农业开始从传统的人工小田种植转变为大区域机械化种植。在农作物的生长过程中，能否适当地给作物供水极其重要，直接影响到农作物是否能够健康成长。在农田中，虽然运用液位传感器可以有效地监控给水量，但是如果农田整体面积大，则需要多个液位传感器来构成检测阵列，这样会要求系统设置有多个微控制器，不仅增加了成本，也会因为较多的单片机系统而浪费电力资源。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种既能够满足大农田的水位数据监测，又能够节约电力资源的农田实时水位数据监视系统。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种农田实时水位数据监测系统，包括:水位监测子系统、控制子系统、显不子系统和警报子系统；控制子系统分别与显不子系统、警报子系统相连接；
[0005]水位监测子系统包括水传感器电路、译码器、模数转换电路和继电器；
[0006]水传感器电路与继电器的数据信号输入端相连接，水传感器电路用于检测农田水位高度；译码器的输出端与继电器的控制信号输入端相连接；译码器的输入端与控制子系统的控制输出端相连接；继电器的数据信号输出端与模数转换电路的输入端相连接，模数转换电路的输出端与控制系统的信号输入端相连接；
[0007]控制子系统用于:
[0008]依据预设的报警水位高度值输出控制信号给译码器，译码器解码后将控制信号发送给继电器；
[0009]接收经过模数转换电路转换的水位信号；
[0010]根据水位信号分析得到水位状况；
[0011]控制显示子系统显示水位状况；
[0012]水位高于设定值时控制警报子系统发出警报。
[0013]作为优选的，水传感器电路包括电容式液位传感器、7414反相器和电阻；
[0014]7414反相器与电阻并联连接，7414反相器的输出端与继电器相连接，输入端与电容式液位传感器的一端相连接，电容式液位传感器的另一端接地。
[0015]作为优选的，控制子系统包括LPC1343微控制器。
[0016]作为优选的，译码器为4X 16译码器，译码器的数量为6个。
[0017]作为优选的，继电器的数量为96个；
[0018]继电器依次排列成6X16矩阵；
[0019]每一排的继电器分别与一个译码器相连接；
[0020]每一排继电器的输出端经短接后连接到模数转换电路；
[0021 ]模数转换电路的输出端与控制子系统相连接。
[0022]作为优选的，水传感器电路设有96组，水传感器电路依次排列成6 X 16矩阵；
[0023]水传感器电路分别与继电器对应连接。
[0024]作为优选的，警报子系统包括无线通信组件；
[0025]水位高于设定值时，控制子系统控制无线通信组件发送短信至管理员手机终端。
[0026]作为优选的，无线通信组件采用GSM和/或CDMA2000制式的无线通信组件。
[0027]作为优选的，警报系统设有至少2组无线通信组件。
[0028]本实用新型相比现有的农田实时水位数据监视系统，具有以下优点:
[0029]1、采用了以ARM Cortex-M3为内核的微控制器LPC1343，该系统可以有96个用于传感器的接口，使用6路输出端输出所有的监测值。
[0030]2、整个系统仅包含一个单片机控制系统，功耗低。
[0031]3、以6X16矩阵的形式布局继电器和水传感器电路，扩大检测范围。
【附图说明】
[0032]图1为本实用新型实施例的整体结构框图。
[0033]图2为本实用新型中水传感器电路的电路图。
[0034]图3为本实用新型实施例的整体结构示意图。
[0035]图4为本实用新型实施例中继电器的连接电路图。
[0036]图5为本实用新型实施例中传感器工作流程图。
[0037]图6为本实用新型中第一列继电器为开路状态的示意图。
[0038]图7为本实用新型中第二列继电器为开路状态的示意图。
[0039]图8为本实用新型中系统工作流程图。
【具体实施方式】
[0040]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。
[0041 ] 本实用新型涉及一种农田实时水位数据监视系统，包括一种农田实时水位数据监测系统，包括:水位监测子系统、控制子系统、显不子系统和警报子系统；控制子系统分别与显示子系统、警报子系统相连接；
[0042]水位监测子系统包括水传感器电路、译码器、模数转换电路和继电器；
[0043]水传感器电路与继电器的数据信号输入端相连接，水传感器电路用于检测农田水位高度；译码器的输出端与继电器的控制信号输入端相连接；译码器的输入端与控制子系统的控制输出端相连接；继电器的数据信号输出端与模数转换电路的输入端相连接，模数转换电路的输出端与控制系统的信号输入端相连接；
[0044]控制子系统用于:
[0045]依据预设的报警水位高度值输出控制信号给译码器，译码器解码后将控制信号发送给继电器；
[0046]接收经过模数转换电路转换的水位信号；
[0047]根据水位信号分析得到水位状况；
[0048]控制显示子系统显示水位状况；
[0049]水位高于设定值时控制警报子系统发出警报。
[0050]本系统的控制子系统选用ARM Cortex-M3为内核的LPC1343微控制器作为主控制系统，可以接收96个传感器所检测到的信号，并使用6路输出端输出监测值，并将监测结果通过显示子系统显示出来。在水位较高的情况下，控制子系统还能够控制警报系统的无线通信单元发送提示短信到管理员的手机终端，提醒管理员及时处理。
[0051]本系统的水传感器电路包括电容式液位传感器、7414反相器和电阻，通过将电容式液位传感器与并联后的7414反相器和电阻串联连接，使水传感器电路组成一个施密特触发器，如图2所示。该电容式液位传感器是依据“电容值的大小与电容板之间的截至的变化有关”的原则设计实现的，电容器的电容值C=Ae/d。其中，为电容器的电容板对面面积，e是介质的介电常数，I是相对介电常数，e。是真空介电常数，d是极板之间的距离。在没有积水时，空气即为电介质，当水位上升，传感器浸于水中时，电介质为空气和水，电容器的有效电容也会随之改变。随着水位的上升，电容器的有效电容也会不断改变。在RC电路的充电和放电时间也会随之一起变化，导致输出方波的频