1功能簡(jiǎn)介 

本控制器主要用建筑工地的各個(gè)供水點(diǎn)的水箱、閥門(mén)進(jìn)行控制，避免工地水箱在24個(gè)小時(shí)供水中跑水現(xiàn)象，或晚間無(wú)人用水而大量跑水浪費(fèi)水資源，并且根據(jù)季節(jié)變化優(yōu)化和調(diào)節(jié)供水時(shí)間，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多控的功能，也可以選擇同時(shí)對(duì)幾個(gè)建筑工地分時(shí)控制，用有限的水資源，達(dá)到最佳的使用效果。

2智能節(jié)水控制器的工作原理 

智能節(jié)水控制器的電路由電源電路、MCU編程主控電路、顯示驅(qū)動(dòng)電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、鍵盤(pán)電路、輸出電路、輸出驅(qū)動(dòng)電路、控制執(zhí)行電路等，其原理見(jiàn)圖1所示。

 

圖 1 智能節(jié)水控制器工作原理

電原理圖簡(jiǎn)略。該裝置是以MCU編程主控電路為核心展開(kāi)的，如果將該裝置用作建筑工地公用廁所節(jié)水控制，根據(jù)：工地作息時(shí)間按進(jìn)出公用廁所人次疏密程度不同，對(duì)一天24個(gè)小時(shí)進(jìn)行人性化的沖水周期進(jìn)行相應(yīng)變更的8O個(gè)預(yù)置時(shí)間點(diǎn)設(shè)定。當(dāng)實(shí)時(shí)時(shí)間與預(yù)設(shè)的一個(gè)時(shí)間點(diǎn)相同時(shí)，MCU編程主控電路就發(fā)出控制信號(hào)，經(jīng)輸出驅(qū)動(dòng)電路帶動(dòng)執(zhí)行電路動(dòng)作——控制外接電磁水閥的開(kāi)關(guān)—— 打開(kāi)或關(guān)閉向水箱注水的水閥，達(dá)到節(jié)水的目的。

3各單元電路簡(jiǎn)介 

3．1電源電路 

電源單相220V由變壓器轉(zhuǎn)換為10V，再經(jīng)過(guò)橋式整流和濾波電路，獲得12V直流電源，并通過(guò)三端集成穩(wěn)壓電路得到5V直流穩(wěn)壓電源供裝置使用。 

3．2 MCU編程主控電路 
 
由單片機(jī)集成電路AT89S52為核心組成。該集成電路的UART全雙]_串行通信口與8位串／U并出移位寄存器74HC164連接作串行數(shù)據(jù)傳輸。 

3．3顯示電路 

由2塊串人／并出移位寄存器74HC164和驅(qū)動(dòng)芯片ULN2003及DIS 顯示屏組成；TA89S52的串口每一循環(huán)掃描周期送出兩個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，第一個(gè)字節(jié)是位碼寄存中第2快74HC164中，并經(jīng)過(guò)IC5驅(qū)動(dòng)顯示屏DIS的五個(gè)位，第二個(gè)字節(jié)為段碼數(shù)據(jù)寄存于IC4中；IC4的輸出端經(jīng)電阻限流后分別驅(qū)動(dòng)DIS的7個(gè)筆段及兩個(gè)點(diǎn)；IC4的高位輸出端腳接到IC6的數(shù)據(jù)輸入端，第① 、②腳上構(gòu)成連接串行數(shù)據(jù)的傳送；IC6的輸出端第(13)(12)(10)(11)⑥腳分別接到IC5的輸出端①～⑤腳上，以作驅(qū)動(dòng)DIS的位來(lái)實(shí)行時(shí)時(shí)鐘、設(shè)置等信息的顯示。

3．4數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路 

IC1是一片專(zhuān)用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器24LC02，它是一種非易失性的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，用以存儲(chǔ)預(yù)設(shè)時(shí)間點(diǎn)及啟動(dòng)放水時(shí)間長(zhǎng)度數(shù)據(jù)，在斷電的情況下數(shù)據(jù)可以保存百年以上，由于只用一片24LC02，所以它的地址端A0、A1、A2連同其它寫(xiě)保護(hù)端WP、接地GNP一起接到電源地上。

3．5 實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路 

由IC2實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS1302及其外圍元件構(gòu)成。DS1302是一種性價(jià)比較高的時(shí)鐘專(zhuān)用芯片，可實(shí)時(shí)地對(duì)秒、分、時(shí)、日、周、月以及閏年等進(jìn)行計(jì)算處理，可以通過(guò)外接充電電池長(zhǎng)期保存數(shù)據(jù)，并能為電池作涓流充電。

3．6鍵盤(pán)電路 

由按鍵開(kāi)關(guān)AN1、AN2、AN3等組成，三個(gè)按鍵用以校正時(shí)間，修改8O個(gè)預(yù)設(shè)的起控點(diǎn)時(shí)間，設(shè)置啟動(dòng)放水時(shí)間長(zhǎng)度等。

3．7輸出控制執(zhí)行電路 

這部分電路是由IC7驅(qū)動(dòng)電路ULN2003及繼電器JD1、JD2、JD3等組成。IC7將IC3輸出的控制信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)放大，帶動(dòng)繼電器去接通、關(guān)閉電磁閥、控制加水或放水。

4軟件設(shè)計(jì) 

本控制器軟件編程非常簡(jiǎn)單，主要是實(shí)時(shí)時(shí)鐘與對(duì)應(yīng)設(shè)置以及中斷處理等。具體的譬如AN1是一個(gè)功能鍵，只有在連續(xù)按動(dòng)AN1“功能”鍵j次以后，才能進(jìn)入對(duì)實(shí)時(shí)時(shí)鐘修改、預(yù)設(shè)起控時(shí)間、放水長(zhǎng)度設(shè)置等功能的切換；AN2是一個(gè)點(diǎn)動(dòng)/位移/減量鍵通常情況下起“點(diǎn)動(dòng)”作用——按一下AN2會(huì)改變“時(shí)”數(shù)或“分”數(shù)的閃爍位置，在進(jìn)行啟動(dòng)放水的時(shí)間長(zhǎng)度設(shè)置時(shí)起“減量”作用——按動(dòng)AN2會(huì)使放水時(shí)間長(zhǎng)度數(shù)據(jù)減??；AN3是一個(gè)增量鍵，在修改時(shí)間或設(shè)置啟動(dòng)放水時(shí)間長(zhǎng)度時(shí)，按動(dòng)AN3會(huì)使正在閃爍的數(shù)據(jù)增大。

顯示部分，開(kāi)機(jī)時(shí)第五位數(shù)碼管顯示“H”字樣及中間的兩個(gè)點(diǎn)在閃動(dòng)，其他四位則分別做時(shí)鐘的時(shí)、分顯示；按動(dòng)“功能”鍵AN1三下進(jìn)人設(shè)置各功能顯示。。。。。圖2顯示主體程序流程簡(jiǎn)圖，圖3是中斷程序的流程簡(jiǎn)圖。

 

圖 2  智能節(jié)水控制器主體程序流程簡(jiǎn)圖

 

圖 3  智能節(jié)水控制器中斷程序的流程簡(jiǎn)圖

5 結(jié)語(yǔ) 

在實(shí)際應(yīng)用中，還可以根據(jù)使用情況，對(duì)預(yù)設(shè)的時(shí)間點(diǎn)和控制輸出開(kāi)關(guān)量都可以任意擴(kuò)展。如果認(rèn)為一天24個(gè)小時(shí)內(nèi)每一個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)一次充放水大多的話可以根據(jù)具體狀況將若干個(gè)時(shí)間點(diǎn)重疊改設(shè)同一個(gè)時(shí)間，這樣就可以減少?zèng)_放水次數(shù)。此MCU智能節(jié)水控制器還可以用于北方城市大型室外消防供水系統(tǒng)，解決消防管道中的水因?yàn)椴荒芰鲃?dòng)，而又因?yàn)榭陀^原因不能深埋管線，通過(guò)定季節(jié)和定時(shí)間的智能控制，將管道中的水與消防水池循環(huán)起來(lái)，避免了管線被凍裂，保障了消防用水安全和減少水資源浪費(fèi)。

作者簡(jiǎn)介：
馮慶祥(1953，3～)，男，哈爾濱人，高級(jí)工程師，現(xiàn)從事建筑工程技術(shù)，施工管理。 
馮海濤(1981，7～)，男，哈爾濱人，助理工程師，現(xiàn)從事消防設(shè)施工程施工。