[发明专利]一种基于ARM的自清洗过滤器控制器

说明书

技术领域

本发明属于自动化控制领域。

背景技术

随着水资源的日益紧张，微灌作为一种最为农业节水先进灌溉技术之一，已经得到广泛应用，也是今后农业节水的发展趋势之一。但在实际应用过程中微灌系统中滴灌带、微喷头等设备的水流孔径一般都很小，极易被水中的各种污物堵塞。而实际上任何水源如河渠水、雨水、库塘水都不同程度地含有各种污物和杂质，因此合理的选取过滤器对灌溉水源进行泥沙处理以及其他净化处理是微灌中必不可少的步骤。国内微灌系统现在使用的大多数为沙石过滤器和离心式过滤器，自动化程度低，性能不太稳定，难以满足发展的需求。因此，需要对全自动反冲洗水过滤器进行研究开发，以提高我国工厂化农业装备的整体技术水平。

本文在对国内外过滤器进行研究比较后，综合目前过滤器控制器的优缺点以及控制器的发展趋势，提出一种多站式的压差可调式自动反冲洗过滤器的设计，克服目前国内反冲洗过滤器的不足，过滤器具有连续过滤、自动反冲洗排污优点。系统的自动化程度高。功能强大，可以设置，扩展。满足不同的用户需求。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种基于ARM的自清洗过滤器控制器。

对于上述目的，本发明是这样实现的：

本发明硬件包括主芯片，压差传感器，报警和控制模块，触摸屏显示模块，通讯模块；控制程序由主程序和各个功能模块子程序组成。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种新的过滤器控制器的设计思路，控制系统采用了基于嵌入式平台ARM开发板，控制器系统能够根据传感器获取的压差、流量及本身时钟等来综合分析过滤器的状况，从而采取相应的措施来保证过滤器的正常工作，实现了过滤器的实时控制，全自动操作，系统具有智能性，异常情况诊断及报警功能。

用户可用触摸屏设置参数，使用灵活方便。

系统带有标准的串口，可以方便扩展。控制器具有12路继电器输出、8路模拟量输入和8路开关量输入，通过嵌入式软件开发能够支持多种反冲洗启动方式，可以环境信息采集和过滤反冲洗控制，也可以作为一个下行设备，通过大型工控机组成集中式过滤控制系统，同时它还支持短信远程操作控制。

附图说明

图1为控制器的硬件连接电路框图。

具体实施方式

该系统选用philips公司生产的ARM7系列LPC2368作为系统的主芯片。LPC2368芯片拥有多个IO端口，内部集成有AD转换器，串行通讯接口，以太网接口等，LPC2368是一款TDMI-S的处理器，并支持实时仿真和跟踪的CPU，可以在高达72MHZ的工作频率下工作，高达512KB的片内FLASH程序存储器，具有在系统编译和在应用编译。系统自带60看门狗定时器。另外还有功耗低，支持多达32个向量中断，各种串行端口，各种APB外设等，功能接口丰富，特别适合于工业控制等系统的开发。

当污水通过进水管进入过滤器，在过滤过程中杂质积累在滤网的内表面，内部会产生压差损失；当达到一定的压差时，滤网会堵塞。因此我们通过多次试验分析找出压差的临界值，并将临界值存储在存储器内作为清洗的基准，可以设置多个基准值或者一个范围值，供给用户选择。压差启动方式为过滤器的清洗启动方式之一，本系统中，采用的压差传感器为飞思卡尔的MPX5700系列压阻式传感器，MPX5700是最新型的单片硅压力传感器，可广泛用于各种应用，特别是采用带A/D输入的微控制器或微处理器的应用。正适合本系统的使用。这种获得专利的单元件传感器集先进的微机械加工技术、薄膜金属化和双极性工艺于一身，可提供与被测压力成正比。精确的高电平模拟输出信号。0到85℃范围内最大误差为2.5％，输出值是0.2-5.0v的压力传感器。测量范围是0-500kpa，将压差传感器的两端接到过滤器的进水口和输出口，LPC2368对测量所得的电压进行计算装换就可以得到对应的压差值，与系统内的基准值进行比较，从而做出是否要清洗的决定。

过滤器的清洗工作主要是通过控制电磁阀来实现，由于电磁阀采用的是交流24v，比LPC2368的工作电压高很多，所以采用了继电器隔离控制，当控制器接受到压差或者时间达到清洗的阈值时，发送命令打开电磁阀，进行反冲洗。另外，当系统发生异常如清洗反复循环，电磁阀不能启动，过滤无法进行等，控制器控制蜂鸣器鸣叫报警，以提醒用户注意。采用相应的措施解决。