基建工地智能節水控制器應用

1功能簡介

　　本控制器主要用建筑工地的各個供水點的水箱、閥門進行控制，避免工地水箱在24個小時供水中跑水現象，或晚間無人用水而大量跑水浪費水資源，并且根據季節變化優化和調節供水時間，實現一機多控的功能，也可以選擇同時對幾個建筑工地分時控制，用有限的水資源，達到最佳的使用效果。

　　2智能節水控制器的工作原理

　　智能節水控制器的電路由電源電路、MCU編程主控電路、顯示驅動電路、數據存儲電路、實時時鐘電路、鍵盤電路、輸出電路、輸出驅動電路、控制執行電路等，其原理見圖1所示。

　　電原理圖簡略。該裝置是以MCU編程主控電路為核心展開的，如果將該裝置用作建筑工地公用廁所節水控制，根據：工地作息時間按進出公用廁所人次疏密程度不同，對一天24個小時進行人性化的沖水周期進行相應變更的8O個預置時間點設定。當實時時間與預設的一個時間點相同時，MCU編程主控電路就發出控制信號，經輸出驅動電路帶動執行電路動作——控制外接電磁水閥的開關—— 打開或關閉向水箱注水的水閥，達到節水的目的。

　　3各單元電路簡介

　　3.1電源電路

　　電源單相220V由變壓器轉換為10V，再經過橋式整流和濾波電路，獲得12V直流電源，并通過三端集成穩壓電路得到5V直流穩壓電源供裝置使用。

　　3.2 MCU編程主控電路

　　由單片機集成電路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連接作串行數據傳輸。

　　3.3顯示電路

　　由2塊串人/并出移位寄存器74HC164和驅動芯片ULN2003及DIS 顯示屏組成;TA89S52的串口每一循環掃描周期送出兩個字節數據，第一個字節是位碼寄存中第2快74HC164中，并經過IC5驅動顯示屏DIS的五個位，第二個字節為段碼數據寄存于IC4中;IC4的輸出端經電阻限流后分別驅動DIS的7個筆段及兩個點;IC4的高位輸出端腳接到IC6的數據輸入端，第① 、②腳上構成連接串行數據的傳送;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，以作驅動DIS的位來實行時時鐘、設置等信息的顯示。

　　3.4數據存儲電路

　　IC1是一片專用的數據存儲器24LC02，它是一種非易失性的數據存儲器，用以存儲預設時間點及啟動放水時間長度數據，在斷電的情況下數據可以保存百年以上，由于只用一片24LC02，所以它的地址端A0、A1、A2連同其它寫保護端WP、接地GNP一起接到電源地上。

　　3.5 實時時鐘電路

　　由IC2實時時鐘芯片DS1302及其外圍元件構成。DS1302是一種性價比較高的時鐘專用芯片，可實時地對秒、分、時、日、周、月以及閏年等進行計算處理，可以通過外接充電電池長期保存數據，并能為電池作涓流充電。

　　3.6鍵盤電路

　　由按鍵開關AN1、AN2、AN3等組成，三個按鍵用以校正時間，修改8O個預設的起控點時間，設置啟動放水時間長度等。

　　3.7輸出控制執行電路

　　這部分電路是由IC7驅動電路ULN2003及繼電器JD1、JD2、JD3等組成。IC7將IC3輸出的控制信號進行驅動放大，帶動繼電器去接通、關閉電磁閥、控制加水或放水。

　　4軟件設計

　　本控制器軟件編程非常簡單，主要是實時時鐘與對應設置以及中斷處理等。具體的譬如AN1是一個功能鍵，只有在連續按動AN1“功能”鍵j次以后，才能進入對實時時鐘修改、預設起控時間、放水長度設置等功能的切換;AN2是一個點動/位移/減量鍵通常情況下起“點動”作用——按一下AN2會改變“時”數或“分”數的閃爍位置，在進行啟動放水的時間長度設置時起“減量”作用——按動AN2會使放水時間長度數據減小;AN3是一個增量鍵，在修改時間或設置啟動放水時間長度時，按動AN3會使正在閃爍的數據增大。

　　顯示部分，開機時第五位數碼管顯示“H”字樣及中間的兩個點在閃動，其他四位則分別做時鐘的時、分顯示;按動“功能”鍵AN1三下進人設置各功能顯示。。。。。圖2顯示主體程序流程簡圖，圖3是中斷程序的流程簡圖。

　　5 結語

　　在實際應用中，還可以根據使用情況，對預設的時間點和控制輸出開關量都可以任意擴展。如果認為一天24個小時內每一個時間點對應一次充放水大多的話可以根據具體狀況將若干個時間點重疊改設同一個時間，這樣就可以減少沖放水次數。此MCU智能節水控制器還可以用于北方城市大型室外消防供水系統，解決消防管道中的水因為不能流動，而又因為客觀原因不能深埋管線，通過定季節和定時間的智能控制，將管道中的水與消防水池循環起來，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。

　　作者簡介：

　　馮慶祥(1953，3～)，男，哈爾濱人，高級工程師，現從事建筑工程技術，施工管理。

　　馮海濤(1981，7～)，男，哈爾濱人，助理工程師，現從事消防設施工程施工。