一种明渠闸门控制装置的制作方法

本实用新型涉及一种明渠闸门控制装置。

背景技术：

我国是农业大国，其整个耕地面积的40%需要通过灌溉来保证其正常生产。目前我国灌溉用水量占总用水量的60%以上，而且明渠灌溉用水浪费现象普遍存在，明渠灌溉输水系统中使用传统的分水和节水闸门，渠道灌水过程中经常出现“退水”现象，水资源损失十分严重。

技术实现要素：

本实用新型目的是提供一种明渠闸门控制装置，旨在解决农业明渠灌溉用水浪费严重的问题。

本实用新型所采用的技术方案是：一种明渠闸门控制装置，其特征在于：包括控制模块、与控制模块通过电信号连接的摄像模块、与控制模块通过电信号连接的屏幕显示模块、与控制模块通过电信号连接的流量测量模块、与控制模块通过电信号连接的转速测量模块、与控制模块通过电信号连接的移动通信模块、与控制模块通过电信号连接的电机驱动模块、电压转换模块。

作为一种优选方式：所述移动通信模块为GPRS通信模块，所述摄像模块为一台数码相机，所述屏幕显示模块为DB8048B050_01串口触摸屏，所述转速测量模块为安装在电机上的E6B2-CWZ6C 10P/R 3M的增量式编码器，所述移动通信模块为手机，所述流量测量模块为分别安装在闸门前、闸门后的两组压力式4-20mA模拟量输出的水位传感器，所述电机驱动模块为安装在电机上的两个NPN型接近开关，所述控制模块为STM32F407芯片和AMS1117-3.3芯片，所述电压转换模块为MP2359芯片。

本实用新型的有益效果是：本实用新型装置体积较小，可在现场进行数据设置，也可通过手机（GPRS通信模块）对其进行控制，使用方便，能够对水流量进行控制，以提高农业明渠灌溉用水的利用率，节约水资源。

附图说明

图1是本实用新型的电路连接结构示意图；

图2是本实用新型MP2359芯片供电示意图；

图3是本实用新型AMS1117-3.3芯片供电示意图；

图4是本实用新型摄像模块电路示意图；

其中，1、电压转换模块，2、流量测量模块，3、转速测量模块，4、摄像模块，5、控制模块，6、移动通信模块，7、电机驱动模块，8、屏幕显示模块。

具体实施方式

如图1所示，本实施例明渠闸门控制装置主要包括电压转换模块1、控制模块5、摄像模块4、屏幕显示模块8、流量测量模块2、转速测量模块3、移动通信模块6和电机驱动模块7。通过流量测量模块2将流量数据传输到控制模块5后，控制模块5通过对电机驱动模块7和转速测量模块3的控制来调节闸门的开度，达到对流量的控制；另外可在屏幕显示模块8中设置流量的大小，用于控制闸门开度；当移动通信模块6接收到信号时，将指令发送给控制模块5，控制相应的模块运行。

明渠闸门控制装置体积较小，可在现场进行数据设置，也可通过手机对其进行控制，使用方便，能够对水流量进行控制，以提高农业明渠灌溉用水的利用率，节约水资源。

图2为电压转换模块MP2359芯片示意图， MP2359芯片将输入的直流电压稳定在12.7V，方便各个模块的应用，MP2359芯片能够高速高效的实现降压稳定功能。

控制模块为STM32F407芯片和AMS1117-3.3芯片，如图3所示，AMS1117-3.3芯片将输入电压转换并稳定到3.3V为STM32F407芯片使用。STM32F407芯片内部包含ADC模块，可在芯片内部将模拟量转换为数字量然后进行计算。可进行多路模数转换，数据处理效率高。

本实施例中，移动通信模块为GSM( Global System for Mobile Communication，全球移动通信系统)通信模块。GSM通信模块可以是GPRS( General Packet Radio Service，通用分组无线服务技术)通信模块。GPRS以封包方式传输数据，不会连续占用频道传输，其成本相对较低。而对于现有移动通信模式，也是不仅仅限于GPRS，例如可以为WiFi、CDMA2000、TD-LTE等。

本实施例中，转速测量模块E6B2-CWZ6C 10P/R 3M的增量式编码器对电机转速进行测量，通过A、B两项脉冲比较得出电机转动方向，并通过对脉冲数的计量计算出电机的转速。

通过控制芯片STM32F407的引脚输出来控制继电器线圈的通断，当继电器线圈导通后继电器吸合，电机得电转动。并且通过继电器可以控制直流电机的正反转。当电源正向接到电机两端时电机正转，电源反向接到电机两端时，电机反转。

电机驱动模块为两个NPN型接近开关，电机的转动。当上限位接近开关输出信号后，电机不可正向转动打开闸门，当下限位接近开关输出信号后，电机不可反向转动关闭闸门。可对机械结构起到一定的保护作用。

流量测量模块采用闸前、闸后两组压力式4-20mA模拟量输出的水位传感器测出闸前水位和闸后水位，由控制芯片内部自带的ADC将模拟量转换为数字量，并结合相应的计算公式计算出流经闸门的水流量。

屏幕显示模块采用DB8048B050_01串口触摸屏进行数据显示和相关参数的设定。通过串口和控制芯片进行数据交换并且该触摸屏自带纽扣电池，断电后在一定时间内可保存触摸屏中设定的数据，在下次上电启动后，可直接使用不需重新设定数据。

图4为摄像模块电路示意图，当有指令输入时，摄像头模块对现场进行拍摄处理，并通过移动通信模块将处理后的照片传输到外部模块。方便照片的观看以及存储。该模块采用OV2640芯片对采集到的相片进行处理。该芯片体积小、工作电压低，提供单片UXGA摄像头和影像处理器的所有功能。通过SCCB 总线控制，可以输出整帧、子采样、缩放和取窗口等方式的各种分辨率8/10位影像数据。用户可以完全控制图像质量、数据格式和传输方式。