一種農村家用自動抽水系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種農村家用自動抽水系統(tǒng)，包括水源，水塔，抽水泵，抽水管，還包括控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)包括控制模塊、供電模塊和水位檢測模塊，水位檢測模塊包括雙絞線檢測模塊、超聲波檢測模塊；控制模塊根據水位檢測模塊檢測到的水位信號控制抽水泵的工作狀態(tài)，供電模塊用于給整個控制系統(tǒng)提供用電；所述控制系統(tǒng)還包括顯示模塊、告警模塊和復位模塊；顯示模塊顯示水塔的水位和抽水泵工作的時間，告警模塊用于提醒用戶，復位模塊在控制系統(tǒng)上電或發(fā)生異常時初始化整個控制系統(tǒng)。本發(fā)明能夠根據水塔中的水位自動控制抽水泵抽水或者停止抽水，并且可以實時地顯示水塔中的水位信息，給日常生活帶來了方便。
【專利說明】
一種農村家用自動抽水系統(tǒng)
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及自動化控制技術領域，具體涉及一種農村家用自動抽水系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在中國很大一部分農村中，自來水并沒有通，還處在一家一口井的階段中。一家一口井，現(xiàn)階段還有很多家庭都是安裝著打水的裝備，人工一桶一桶將水打上來的情況。
[0003]隨著農村生活的改善，人們越來越依靠電器，為了方便，很多家庭都樓頂一個水塔，舊日的小水井里面安上一個抽水栗，家里都布上了一些水管方便使用，一個簡單的供水系統(tǒng)就算是完成的了。為了方便，抽水系統(tǒng)的總開關一般都安裝在一樓，借助一口小水井，只要一樓的抽水開關一打開，水直接抽到樓頂?shù)乃锩妫闈M或抽到一定時間即可。
[0004]據社會現(xiàn)況，農村很多家庭的樓房都是不算高，大多都3層左右，家里一般都是中老年人在家居住，簡單的抽水系統(tǒng)將會滿足一般需求，但會出現(xiàn)下面幾個問題:
[0005]不能及時發(fā)現(xiàn)當前的水位以及何時水滿；
[0006]有時水抽得少不夠用，而有時抽到滿還未發(fā)現(xiàn)；
[0007]小水井的井水有限，抽滿狀態(tài)下還不斷抽水，而井水未能及時補充，導致水栗空轉，燒壞水栗；
[0008]想要知道水塔里面水的位置，需跑到樓頂看，不方便；
[0009]總的來說，抽水時必須有人看管，一旦忘記就有燒壞水栗的危險，造成安全事故。

【發(fā)明內容】

[0010]為了解決現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明提供了一種農村家用自動抽水系統(tǒng)。
[0011 ]本發(fā)明采取的技術方案是:
[0012]—種農村家用自動抽水系統(tǒng)，包括水源，水塔，抽水栗，抽水管，還包括控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)包括控制模塊、供電模塊和水位檢測模塊，所述控制模塊根據水位檢測模塊檢測到的水位信號控制抽水栗的工作狀態(tài)，所述供電模塊用于給整個控制系統(tǒng)提供用電；所述控制系統(tǒng)還包括顯示模塊、告警模塊和復位模塊;顯示模塊顯示水塔的水位和抽水栗工作的時間，告警模塊用于提醒用戶，復位模塊在控制系統(tǒng)上電或發(fā)生異常時初始化整個控制系統(tǒng)。
[0013]為了減小整個控制系統(tǒng)的體積，降低成本，所述控制模塊為STC89C52微控制器。
[0014]為了提高水位檢測的準確性，降低干擾，所述水位檢測模塊為垂直方向等距離設于水塔中的探頭，STC89C52微控制器通過探頭檢測水塔中的水位;所述顯示模塊為多個順序排列的LED燈，每個LED燈對應一個水位信號。
[0015]為了精確檢測和顯示當前的水位，所述水位檢測模塊同時設有超聲波水位檢測；顯示模塊為LED數(shù)碼管，STC89C52微控制器通過不同的信號控制LED數(shù)碼管的顯示狀態(tài)。
[0016]為了減小控制系統(tǒng)的體積，所述告警模塊由電磁式無源蜂鳴器構成，STC89C52微控制器控制電磁式無源蜂鳴器的工作狀態(tài)。
[0017]為了整個控制系統(tǒng)健康運行，所述復位模塊中設有復位鍵，所述控制系統(tǒng)在加電時自動復位或者通過按復位鍵手動復位。
[0018]為了整個控制系統(tǒng)的工作電壓滿足要求，所述供電模塊中設有電磁式繼電器。
[0019]為了降低系統(tǒng)制造成本，提高水位檢測時的抗干擾性，所述探頭使用通用的網線(雙絞線)制成。
[0020]為了減小產品體積，保護產品，所述控制系統(tǒng)的集成板采用貼片式的元器件并且所述元器件焊接在集成板的背面。
[0021]—種農村家用自動抽水系統(tǒng)的電路，包括STC89C52微控制器及其外圍電路，所述外圍電路包括顯示電路、按鍵電路、電源控制電路、時鐘電路和報警電路，所述外圍電路分別與STC89C52微控制器連接并且由STC89C52微控制器驅動和控制。
[0022]其中，顯示電路包括LED數(shù)碼管及其驅動電路，驅動電路包括第一三極管Ql、第二三極管Q2、第三三極管Q3和第四三極管Q4，所述第一三極管Ql、第二三極管Q2、第三三極管Q3和第四三極管Q4的基極依次分別連接STC89C52微控制器的P24、P25、P26和P27引腳，所述第一三極管Ql、第二三極管Q2、第三三極管Q3和第四三極管Q4的集電極分別連接電源，所述第一三極管Q1、第二三極管Q2、第三三極管Q3和第四三極管Q4的發(fā)射極依次分別連接LED數(shù)碼管的W1、W2、W3和W4引腳;所述STC89C52微控制器的POO至P07引腳依次分別與LED數(shù)碼管的A、B、C、D、E、F、DP引腳相連;所述顯示電路還包括水位顯示電路，所述水位顯示電路包括5個LED燈，每個LED燈的一端串接一個電阻后與電源連接，另一端與STC89C52微控制器連接。
[0023]其中，按鍵電路包括獨立式鍵盤，所述獨立式鍵盤的按鍵一端接地，另一端與所述STC89C52微控制器的引腳連接;其中，復位信號電路包括復位按鍵和第一電容Cl，所述復位按鍵的一端連接電源、另一端連接STC89C52微控制器的RST引腳，所述第一電容Cl的正極接電源、負極與STC89C52微控制器的RST引腳相連，所述STC89C52微控制器的RST引腳通過第一電阻Rl接地。
[0024]其中，時鐘電路包括石英晶體、所述石英晶體的一端通過第二電容C2接地、另一端通過第三電容C3接地，所述石英晶體的兩端還分別連接STC89C52微控制器的XTALl引腳和XTAL2引腳;所述報警電路包括蜂鳴器和第五三極管Q5，所述蜂鳴器的一端接地、另一端接第五三極管Q5的集電極，所述第五三極管Q5的發(fā)射極接電源，所述第五三極管Q5的基極通過第二電阻R2連接STC89C52微控制器的P22引腳、還通過第三電阻R3連接電源。
[0025]其中，電源控制電路包括供電電路和繼電器電路，所述供電電路包括電源、開關和7805芯片，所述7805芯片的2腳接地、3腳分別通過第四電容C4的正極接地和通過第五電容C5接地，所述7805芯片的3腳還通過地四電阻R4和LED燈接地，所述7805芯片的I腳接開關；所述繼電器電路分別連接STC89C52微控制器的P23引腳和市交流電源開關，所述繼電器電路通過小電流控制市交流電源開關。
[0026]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術具有以下優(yōu)點:
[0027]1、本發(fā)明能夠根據水塔中的水位自動控制抽水栗抽水或者停止抽水，并且可以實時的顯示水塔中的水位信息，給日常生活帶來了方便。
[0028]2、本發(fā)明的控制器控制原理簡單，實現(xiàn)成本不高，最終產品價格相對較低，可以大面積的應用于農村的市場。
[0029]3、本發(fā)明的控制器STC89C52運算功能強，對軟件編程靈活、自由度大，可通過軟件編程實現(xiàn)各種算法和邏輯控制。另外其體積小、技術成熟、成本低，降低了整個系統(tǒng)的成本，提高了系統(tǒng)的實用性。
[0030]4、本發(fā)明采用常見的雙絞線網線制作檢測水位的探頭，抗干擾性強、機械式水位檢測出錯率低，成本不高。
[0031]5、本發(fā)明能夠利用超聲波非觸式水位檢測方式檢測水位，并將實時的水位信息通過顯示模塊展示給用戶，方便了使用。
[0032]6、本發(fā)明使用51單片機焊接外部電子元器件完成，采用貼片式電阻、貼片式三極管、貼片式電容基本元器件，極大地縮小了體積，其貼片式的元器件焊接在電路板背面，大大減少被抄襲的可能性，為保護版權做出了最大的努力;數(shù)碼管采用4位且?guī)r鐘功能，滿足整個系統(tǒng)的顯示距離、時間功能，單片機焊在電路板中，外部提供燒寫接口，極大精簡了空間。
【附圖說明】
[0033]圖1為本發(fā)明的控制系統(tǒng)不意圖；
[0034]圖2為STC89C52微控制器的引腳示意圖；
[0035]圖3為水位顯示電路連接示意圖；
[0036]圖4為LED數(shù)碼管引腳示意圖；
[0037]圖5為LED數(shù)碼管驅動電路圖。
【具體實施方式】
[0038]以下結合附圖，對本發(fā)明的一種農村家用自動抽水系統(tǒng)做進一步的詳細說明。
[0039]如圖1所示，本發(fā)明的一種農村家用自動抽水系統(tǒng)，包括水源，水塔，抽水栗，抽水管，還包括控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)包括控制模塊、供電模塊和水位檢測模塊，控制模塊根據水位檢測模塊檢測到的水位信號控制抽水栗的工作狀態(tài)，供電模塊用于給整個控制系統(tǒng)提供用電；控制系統(tǒng)還包括顯示模塊、告警模塊和復位模塊;顯示模塊顯示水塔的水位和抽水栗工作的時間，告警模塊用于提醒用戶，復位模塊在控制系統(tǒng)上電或發(fā)生異常時初始化整個控制系統(tǒng)。
[0040]本發(fā)明一種農村家用自動抽水系統(tǒng)的電路，包括STC89C52微控制器及其外圍電路，外圍電路包括顯示電路、按鍵電路、電源控制電路、時鐘電路和報警電路，外圍電路分別與STC89C52微控制器連接并且由STC89C52微控制器驅動和控制。
[0041 ] 如圖2，圖3，圖4，圖5所示，顯示電路包括LED數(shù)碼管及其驅動電路，驅動電路包括第一三極管Ql、第二三極管Q2、第三三極管Q3和第四三極管Q4，其中第一三極管Q1、第二三極管Q2、第三三極管Q3和第四三極管Q4的基極依次分別連接STC89C52微控制器的P24、P25、P26和P27引腳，第一三極管Ql、第二三極管Q2、第三三極管Q3和第四三極管Q4的集電極分別連接電源，第一三極管Q1、第二三極管Q2、第三三極管Q3和第四三極管Q4的發(fā)射極依次分別連接LED數(shù)碼管的Wl、W2、W3和W4引腳;STC89C52微控制器的POO至P07引腳依次分別與LED數(shù)碼管的A、B、C、D、E、F、DP引腳相連；顯示電路還包括水位顯示電路，水位顯示電路包括5個LED燈，每個LED燈的一端串接一個電阻后與電源連接，另一端與STC89C52微控制器連接。
[0042]本發(fā)明的按鍵電路包括獨立式鍵盤，獨立式鍵盤的按鍵一端接地，另一端與STC89C52微控制器的引腳連接;其中，復位信號電路包括復位按鍵和第一電容Cl，復位按鍵的一端連接電源、另一端連接STC89C52微控制器的RST引腳，第一電容CI的正極接電源、負極與STC89C52微控制器的RST引腳相連，STC89C52微控制器的RST引腳通過第一電阻Rl接地。
[0043]本發(fā)明的時鐘電路包括石英晶體，石英晶體的一端通過第二電容C2接地、另一端通過第三電容C3接地，石英晶體的兩端還分別連接STC89C52微控制器的XTALl引腳和XTAL2引腳;報警電路包括蜂鳴器和第五三極管Q5，蜂鳴器的一端接地、另一端接第五三極管Q5的集電極，第五三極管Q5的發(fā)射極接電源、第五三極管Q5的基極通過第二電阻R2連接STC89C52微控制器的P22引腳、還通過第三電阻R3連接電源。
[0044]本發(fā)明的電源控制電路包括供電電路和繼電器電路，供電電路包括電源、開關和7805芯片，其中，7805芯片的2腳接地、3腳分別通過第四電容C4的正極接地和通過第五電容C5接地，7805芯片的3腳還通過地四電阻R4和LED燈接地，7805芯片的I腳接開關;繼電器電路分別連接STC89C52微控制器的P23引腳和市交流電源開關，繼電器電路通過小電流控制市交流電源開關。
[0045]本發(fā)明硬件方面，以80C51單片機為控制核心，以日常用的雙絞線網線為檢測介質，根據水塔高度，將雙絞線網線(一般都含有8條且外面包著絕緣介質的導線)階梯式裁剪(最多可有8個階梯)，例如水塔高度高達I米，如果只用其中6條導線作為階梯水位檢測，每條按照20cm階梯裁剪。如:第一條為I米，第二條就I米2，第三條I米4，后面的按規(guī)律遞增。將導線頭部稍微去掉一些絕緣外層，伸入水塔(伸入水塔里面的稱為探頭)，另外一端加上稍高一些的電壓連接單片機管腳，檢測電平高低由單片機的檢測其管腳電平高低實現(xiàn)，進而用發(fā)光二極管組顯示水位，將檢測到的水位狀態(tài)顯示出來。例如自動抽水功能:水位到達最低警戒水位，連接探頭一端的管腳電平全部為低，抽水系統(tǒng)檢測到，發(fā)出抽水信號，控制抽水開關為開啟狀態(tài)，水栗開始工作。當水滿，檢測探頭的管腳電平全部為高，抽水系統(tǒng)檢測至IJ，發(fā)出停止抽水信號，斷開抽水開關，水栗停止工作，抽水工作結束。
[0046]另外，引入超聲波測距模塊，讓水位顯示更加數(shù)字化，細化了顯示模塊。使用模塊前，設定水面與超聲波探頭的距離，進行控制，如設定距離I米時，啟動抽水，距離3厘米時，停止抽水，能最直觀地知道水位狀態(tài)。
[0047]軟件方面:51單片機內寫好水位檢測程序、狀態(tài)顯示程序、設置抽水程序(超聲波測距模塊)、檢測強制斷開抽水狀態(tài)程序，實現(xiàn)整套抽水系統(tǒng)。
[0048]本發(fā)明可以基于80C51單片機實現(xiàn)，簡單的處理能力，在實時性不高的抽水系統(tǒng)中，足以滿足其功能。其開發(fā)程序語言是基于C語言。簡單易寫的語言，奠定了系統(tǒng)開發(fā)高效的基礎。而低廉的元器件價格，將會為系統(tǒng)開發(fā)節(jié)省大量的成本。
[0049]作為本發(fā)明的控制器首選，STC89C52是一種低功耗、高性能CM0S8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。STC89C52使用經典的MCS-51內核，但做了很多的改進使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8位CHJ和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。具有以下標準功能:8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時器，內置4KB EEPROM,MAX810復位電路，3個16位定時器/計數(shù)器，4個外部中斷，一個7向量4級中斷結構(兼容傳統(tǒng)51的5向量2級中斷結構)，全雙工串行口。另外STC89X52可降至OHz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM內容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。最高運作頻率35MHz，6T/12T可選。STC89C52運算功能強，對軟件編程靈活、自由度大，可通過軟件編程實現(xiàn)各種算法和邏輯控制。另外由于其體積小、技術成熟、成本低等特點，在各個領域應用十分廣泛。
[0050]顯示模塊主要顯示抽水時間、超聲波測距的距離。本發(fā)明采用LED數(shù)碼管，數(shù)碼管(LED Segment Displays)是由多個發(fā)光二極管封裝在一起組成“8”字型的器件，引線已在內部連接完成，只需引出它們的各個筆劃，公共電極。當數(shù)碼管特定的段加上電壓后，這些特定的段就會發(fā)亮，以顯示特定的數(shù)字或字母。數(shù)碼管具有低能耗、低損耗、低壓、壽命長、耐老化、防曬、防潮、防火、防高溫、易于維護等優(yōu)點。同時其也有精度高、稱量快、精確可靠和操作簡單的特點。
[0051 ]復位鍵采用獨立式鍵盤，獨立式鍵盤的按鍵相互獨立，每個按鍵接一根I/O口線，一根I/O 口線上的按鍵工作狀態(tài)不會影響其他I/O 口線的工作狀態(tài)。因此，通過檢測I/O 口線的電平狀態(tài)，即可判斷鍵盤上哪個鍵被按下。鍵盤中各按鍵的工作互不干擾，因此可以根據實際需要對鍵盤中的按鍵進行靈活的編碼。
[0052]本發(fā)明使用51單片機焊接外部電子元器件完成，采用貼片式電阻、貼片式三極管、貼片式電容基本元器件，極大地縮小了體積，其貼片式的元器件(焊接在電路板背面)的使用大大減少被抄襲的可能性，為保護版權做出了最大的努力。數(shù)碼管采僅用4位且?guī)r鐘功能，滿足當前系統(tǒng)的顯示距離、時間功能，單片機焊在電路板中，外部提供燒寫接口，極大精簡了空間。
[0053]STC89C52是一種低功耗、高性能CM0S8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。STC89C52使用經典的MCS-51內核，功耗約為120mW，在電路設計中使用4個共陽極數(shù)碼管，5個水位顯示二極管和I個電源指示燈。每個LED燈的電流約為1mA，超聲波模塊供電電流約為30mA，總共的消耗約為600mW(8*4+5+l個數(shù)碼管，每個二極管1.7V，電流約為10mA)?；诠β实男枨螅?805輸出電壓/電流的符合電路設計的需求，因此，本發(fā)明中采用7805作為電壓轉換供電。
[0054]STC89C52內部有一個用于構成振蕩器的高增益反相放大器，引腳RXD和TXD分別是此放大器的輸入端和輸出端。時鐘可以由內部方式產生或外部方式產生。內部方式的時鐘電路在RXD和TXD引腳上外接定時元件，內部振蕩器就產生自激振蕩。定時元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。晶體振蕩頻率可以在I.2?12MHz之間選擇，電容值在5?30pF之間選擇，電容值的大小可對頻率起微調的作用。
[0055]外部方式的時鐘電路，RXD接地，TXD接外部振蕩器。對外部振蕩信號無特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于12MHz的方波信號。片內時鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產生一個兩相時鐘Pl和P2，供單片機使用。
[0056]復位是單片機的初始化操作。其主要功能是把PC初始化為0000H，使單片機從0000H單元開始執(zhí)行程序。除了進入系統(tǒng)的正常初始化之外，當由于程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境，也需按復位鍵重新啟動。
[0057]復位操作有上電自動復位相按鍵手動復位兩種方式。
[0058]上電自動復位是通過外部復位電路的電容充電來實現(xiàn)的。這樣，只要電源Vcc的上升時間不超過lms，就可以實現(xiàn)自動上電復位，即接通電源就成了系統(tǒng)的復位初始化。
[0059]按鍵手動復位有電平方式和脈沖方式兩種。其中，按鍵電平復位是通過使復位端經電阻與Vcc電源接通而實現(xiàn)的；而按鍵脈沖復位則是利用RC微分電路產生的正脈沖來實現(xiàn)的，電阻、電容參數(shù)適用于6MHz晶振，能保證復位信號高電平持續(xù)時間大于2個機器周期。而本發(fā)明使用的是按鍵電平復位方式。
[0060]在本發(fā)明中，報警模塊需求就是提醒用戶的功能，考慮到本身的體積精簡及功能實現(xiàn)，本發(fā)明采用電磁式無源蜂鳴器。它由振蕩器，電磁線圈，磁場，振動膜片，外殼等組成。接通電源后，振蕩器產生的音頻信號電流通過電磁線圈，使電磁線圈產生磁場，振動膜片在電磁線圈和磁鐵的共同作用下，周期性的振動發(fā)聲。
[0061]LED數(shù)碼管常用段數(shù)一般為7段有的另加一個小數(shù)點。LED數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅動電路來驅動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數(shù)位，因此根據LED數(shù)碼管的驅動方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。
[0062](I)靜態(tài)顯示驅動
[0063]靜態(tài)驅動也稱直流驅動。靜態(tài)驅動是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個單片機的I/O端口進行驅動，或者使用如BCD碼二一十進位器進行驅動。靜態(tài)驅動的優(yōu)點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用I/O端口多，如驅動5個數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要5X8 = 40根I/O口來驅動。故實際應用時必須增加驅動器進行驅動，增加了硬體電路的復雜性。
[0064](2)動態(tài)顯示驅動
[0065]數(shù)碼管動態(tài)顯示介面是單片機中應用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅動是將所有數(shù)碼管的8個顯示筆劃〃a，b，c，d，e，f，g，dp 〃的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極COM增加位元選通控制電路，位元選通由各自獨立的I/O線控制，當單片機輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機對位元選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位元就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。
[0066]透過分時輪流控制各個LED數(shù)碼管的COM端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅動。在輪流顯示過程中，每位元數(shù)碼管的點亮時間為I?2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極體的余輝效應，盡管實際上各位數(shù)碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示資料，不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O口，而且功耗更低。
[0067]在本發(fā)明中，考慮到成本要低、性能好且能滿足最大需求，綜合考慮，采用4位具有時鐘功能的共陽數(shù)碼管作為顯示模塊元器件。數(shù)碼管規(guī)格如下:
[0068]數(shù)碼管使用條件:
[0069]A、段及小數(shù)點上加限流電阻；
[0070]B、使用電壓:段，根據發(fā)光顏色決定;小數(shù)點，根據發(fā)光顏色決定；
[0071]C、使用電流:靜態(tài)，總電流80mA (每段I OmA);動態(tài)，平均電流4_5mA峰值電流I OOmA。
[0072]本發(fā)明中水位檢測模塊，需要多個定點采集數(shù)據，且抗干擾能力較好，綜合考慮到成本與材料來源，采用通用型雙絞線網線作為發(fā)明的定點水位檢測模塊的傳輸材料。
[0073]雙絞線(Twisted Pair Cable)是由兩根相互絕緣的銅導線按照一定的規(guī)格互相纏繞在一起而成的網絡傳輸介質。雙絞線主要是用來傳輸模擬信號的，但同樣適用于數(shù)字信號的傳輸。
[0074]雙絞線的原理是:如果外界電磁信號在兩條導線上產生的干擾大小相等而相位相反，那么這個干擾信號就會相互抵消。
[0075]本發(fā)明需要自動控制家用電壓220V甚至更高的電路電源開關，因抽水機屬于大功率電器，市面上的小功率抽水機功率在200W以上，電流接近1A，而本系統(tǒng)相對來說屬于低壓低電流的電路，無法直接進行大電流的直接控制。
[0076]繼電器通常應用于自動控制電路中，用較小的電流去控制較大電流的“自動開關”。當電流、電壓達到繼電器規(guī)定值時，就可以控制的大電流電路的導通或斷開，其屬于一種小電器，廣泛應用于電力保護系統(tǒng)中，有工作穩(wěn)定、使用壽命長，體積小、響應速度快等特點。
[0077]基于小電流去控制較大電流的需求，本發(fā)明使用了電磁式繼電器。
[0078]本發(fā)明采用LED燈作為水位顯示，本發(fā)明中為了更直觀看到水位狀態(tài)，采用順序排列的5個LED燈元器件作為顯示。每個LED燈是獨立的，每個LED燈消耗電流約為1mA，由單片機I/0口單獨控制，因此，在模塊中，每個LED燈需要串一個1K2的電阻。
[0079]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種農村家用自動抽水系統(tǒng)，包括水源，水塔，抽水栗，抽水管，其特征在于，還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括控制模塊、供電模塊和水位檢測模塊，所述控制模塊根據水位檢測模塊檢測到的水位信號控制抽水栗的工作狀態(tài)，所述供電模塊用于給整個控制系統(tǒng)提供用電。2.如權利要求1所述的一種農村家用自動抽水系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還包括顯示模塊、告警模塊和復位模塊;顯示模塊顯示水塔的水位和抽水栗工作的時間，告警模塊用于提醒用戶，復位模塊在控制系統(tǒng)上電或發(fā)生異常時初始化整個控制系統(tǒng)。3.如權利要求2所述的一種農村家用自動抽水系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊為STC89C52微控制器，所述水位檢測模塊為垂直方向等距離設于水塔中的探頭，所述STC89C52微控制器通過探頭檢測水塔中的水位;所述顯示模塊為多個順序排列的LED燈，每個LED燈對應一個水位信號。4.如權利要求3所述的一種農村家用自動抽水系統(tǒng)，其特征在于，所述水位檢測模塊為超聲波水位檢測;所述顯示模塊為LED數(shù)碼管，所述STC89C52微控制器通過不同的信號控制LED數(shù)碼管的顯示狀態(tài);所述告警模塊由電磁式無源蜂鳴器構成，所述STC89C52微控制器控制電磁式無源蜂鳴器的工作狀態(tài)。5.如權利要求4所述的一種農村家用自動抽水系統(tǒng)，其特征在于，所述復位模塊中設有復位鍵，所述控制系統(tǒng)在加電時自動復位或者通過按復位鍵手動復位;所述供電模塊中設有電磁式繼電器;所述探頭由通用的雙絞線網線制成，所述控制系統(tǒng)的集成板采用貼片式的元器件并且所述元器件焊接在集成板的背面。6.如權利要求5所述的一種農村家用自動抽水系統(tǒng)的電路，其特征在于，所述電路包括STC89C52微控制器及其外圍電路，所述外圍電路包括顯示電路、按鍵電路、電源控制電路、時鐘電路和報警電路，所述外圍電路分別與STC89C52微控制器連接并且由STC89C52微控制器驅動和控制。7.如權利要求6所述的一種農村家用自動抽水系統(tǒng)的電路，其特征在于，所述顯示電路包括LED數(shù)碼管及其驅動電路，所述驅動電路包括第一三極管Q1、第二三極管Q2、第三三極管Q3和第四三極管Q4，所述第一三極管Q1、第二三極管Q2、第三三極管Q3和第四三極管Q4的基極依次分別連接STC89C52微控制器的P24、P25、P26和P27引腳，所述第一三極管Q1、第二三極管Q2、第三三極管Q3和第四三極管Q4的集電極分別連接電源，所述第一三極管Ql、第二三極管Q2、第三三極管Q3和第四三極管Q4的發(fā)射極依次分別連接LED數(shù)碼管的W1、W2、W3和W4引腳;所述STC89C52微控制器的POO至P07引腳依次分別與LED數(shù)碼管的A、B、C、D、E、F、DP引腳相連;所述顯示電路還包括水位顯示電路，所述水位顯示電路包括5個LED燈，每個LED燈的一端串接一個電阻后與電源連接，另一端與STC89C52微控制器連接。8.如權利要求7所述的一種農村家用自動抽水系統(tǒng)的電路，其特征在于，所述按鍵電路包括獨立式鍵盤，所述獨立式鍵盤的按鍵一端接地，另一端與所述STC89C52微控制器的引腳連接;其中，復位信號電路包括復位按鍵和第一電容Cl，所述復位按鍵的一端連接電源、另一端連接STC89C52微控制器的RST引腳，所述第一電容Cl的正極接電源、負極與STC89C52微控制器的RST引腳相連，所述STC89C52微控制器的RST引腳通過第一電阻Rl接地。9.如權利要求8所述的一種農村家用自動抽水系統(tǒng)的電路，其特征在于，所述時鐘電路包括石英晶體、所述石英晶體的一端通過第二電容C2接地、另一端通過第三電容C3接地，所述石英晶體的兩端還分別連接STC89C52微控制器的XTALl引腳和XTAL2引腳;所述報警電路包括蜂鳴器和第五三極管Q5，所述蜂鳴器的一端接地、另一端接第五三極管Q5的集電極，所述第五三極管Q5的發(fā)射極接電源，所述第五三極管Q5的基極通過第二電阻R2連接STC89C52微控制器的P22引腳、還通過第三電阻R3連接電源。10.如權利要求9所述的一種農村家用自動抽水系統(tǒng)的電路，其特征在于，所述電源控制電路包括供電電路和繼電器電路，所述供電電路包括電源、開關和7805芯片，所述7805芯片的2腳接地、3腳分別通過第四電容C4的正極接地和通過第五電容C5接地，所述7805芯片的3腳還通過地四電阻R4和LED燈接地，所述7805芯片的I腳接開關;所述繼電器電路分別連接STC89C52微控制器的P23引腳和市交流電源開關，所述繼電器電路通過小電流控制市交流電源開關。
【文檔編號】G05B19/042GK106054751SQ201610656374
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月11日 公開號201610656374.8, CN 106054751 A, CN 106054751A, CN 201610656374, CN-A-106054751, CN106054751 A, CN106054751A, CN201610656374, CN201610656374.8
【發(fā)明人】韓潔瓊, 黃康強
【申請人】仲愷農業(yè)工程學院