申请日2010.03.15
公开(公告)日2010.08.04
IPC分类号G05B19/05; G05B19/048
摘要
本发明涉及一种智能型污水排放监控系统排污主控制器，用于智能型污水排放监控系统的排污控制。所述主控制器(1)包含有处理器模块(11)、I/O扩展模块(12)、键盘电路(13)、指示灯电路(14)、控制电路(15)、串口扩展模块(16)、流量计传输模块(17)、无线终端传输模块(18)、液晶接口模块(19)。本发明智能型污水排放监控系统排污主控制器，能够远程监控污水流量且能远程操控污水的排放和关闭。
权利要求书
1.一种智能型污水排放监控系统排污主控制器，其特征在于：所述主控制器(1)包含有处理器模块(11)、I/O扩展模块(12)、键盘电路(13)、指示灯电路(14)、控制电路(15)、串口扩展模块(16)、流量计传输模块(17)、无线终端传输模块(18)、液晶接口模块(19);
所述处理器模块(11)包含有单片机U1和锁存器U2，所述单片机U1的P0口(即32～39脚)作为数据传输口，所述单片机U1的P0口与锁存器U2的信号输入口相连，即单片机U1的32、33、34、35、36、37、38和39脚分别与锁存器U2的18、17、14、13、8、7、4和3脚相连，所述单片机U1的时钟输入端X1和X2串接有一晶振Y1，即单片机U1的18和19脚分别与晶振Y1的两端相连，所述电容C22和C21串接后与晶振Y1并联，所述电容C22和C21的接点处设有一接地点(所述地指与VCC对应的GND)，所述锁存器U2的1脚接地、11脚与U1的30脚相连;
I/O扩展模块(12)包含有一8255芯片U3，所述8255芯片U3的数据传输口27～34脚分别与单片机U1的数据传输口32～39脚相连，所述8255芯片U3的读数据端5脚、写数据端36脚和复位端35脚分别与单片机U1的17脚、16脚、25脚相连，所述8255芯片U3的地址端8脚、地址端9脚和片选端6脚分别与锁存器U2的6脚、5脚和16脚相连，所述8255芯片U3的1～4脚作为键盘的列线分别经上拉电阻R12、R11、R10和R42与高电平相连，所述8255芯片U3的18～20脚作为键盘的行线分别经上拉电阻R15、R16和R17与高电平相连;所述触发开关S1～4一端与8255芯片U3的18脚相连，另一端分别与8255芯片U3的4、3、2和1脚相连，所述触发开关S5～8一端与8255芯片U3的19脚相连，另一端分别与8255芯片U3的4、3、2和1脚相连，所述触发开关S9～12一端与8255芯片U3的20脚相连，另一端分别与8255芯片U3的4、3、2和1脚相连，如图4所示;所述8255芯片U3的22、23、24和25脚做为信号指示灯口分别经发光二极管LED1、LED2、LED3和LED4与高电平VCC相连;
市电经开关电源变换为+12V后由接头J1引入控制电路(15)，所述火线接入后分别与电阻R5、电阻R6和二极管D1的正极相连，所述电阻R5和R6的另一端分别与光电耦合器U4的1脚和三极管Q1的基极相连，所述光电耦合器U4的4脚经上拉电阻R22与高电平相连，且光电耦合器U4的4脚与单片机U1的27脚相连，所述光电耦合器U4的2脚与接头J1的12GND相连、3脚接地，所述三极管Q1的基极经电阻R7与光电耦合器U5的3脚相连，所述光电耦合器U5的1脚经电阻R1与8255芯片U3的14脚相连，所述光电耦合器U5的2脚接地，所述光电耦合器U5的4脚与二极管D1的负极相连，其所述二极管D1的负极与二极管D5的负极相连，所述二极管D5的正极与12V电源相连，所述三极管Q1的发射极与接头J1的12GND相连，集电极与继电器JDQ1的2脚相连，且所述继电器JDQ1的2脚与二极管D2的正极相连，所述二极管D2的负极与二极管D1的负极相连，所述继电器JDQ1的1脚与二极管D2的负极相连，所述二极管D5的负极经电阻R3与光电耦合器U6的1脚相连，所述光电耦合器U6的2脚和3脚均接地，所述光电耦合器U6的4脚经上拉电阻R23与高电平相连，且所述光电耦合器U6的4脚与单片机U1的28脚相连，所述二极管D5与二极管D3的负极相连，所述二极管D3的正极连接至继电器JDQ2的2脚和三极管Q2的集电极，所述继电器JDQ2的1脚连接至二极管D5的负极，所述三极管Q2的发射极与接头J1的12GND相连，基极经电阻R29与光电耦合器U7的4脚相连，且所述光电耦合器U7的4脚经电阻R28与12V电源相连，同时所述光电耦合器U7的4脚经一滤波电容C19与接头J1的12GND相连，所述光电耦合器U7的2脚接地、3脚与接头J1的12GND相连，所述光电耦合器U7的1脚经电阻R2连接至8255芯片U3的16脚;
所述串口扩展模块(16)由GM8123芯片U8构成，所述GM8123芯片U8的时钟输入端1脚和2脚分别与晶振Y2的两端相连，所述电容C23和C24串接后与晶振Y2并联，所述晶振C23和C24的相交点设有一接地点，所述GM8123芯片U8的10脚、11脚和19脚均接地，所述GM8123芯片U8的20与高电平相连接，所述GM8123芯片U8的12～18脚分别与单片机U1的10、11、26、8、7、15和14脚相连;
流量计传输模块(17)的光电耦合器U11和U12的第3脚分别经电阻R31和R32与单片机U1的23脚和GM8123芯片U8的8脚相连，所述光电耦合器U11和U12的5脚均接与+VOUT对应的地，所述光电耦合器U11和U12的2脚均与高电平相连，且所述光电耦合器U11和U12的2脚经电阻R37与光电耦合器U10的6脚相连，且所述光电耦合器U10的6脚与GM8123芯片U8的9脚相连，所述光电耦合器U10的5脚接地，8脚与高电平相连，所述光电耦合器U10的3脚经电阻R33与485通信收发器U15的1脚相连，所述光电耦合器U10的2脚分别与电容C3、485通信收发器U15的8脚和光电耦合器U11的8脚相连，所述电容C3的另一端接与+VOUT对应的地，所述光电耦合器U11的8脚与光电耦合器U12的8脚相连，所述光电耦合器U11的6脚经电阻R24与本芯片的8脚相连，所述光电耦合器U12的6脚经电阻R25与本芯片的8脚相连，所述光电耦合器U11和U12的6脚分别连接至485通信收发器U15的3脚和4脚，所述485通信收发器U15的2脚与本芯片的3脚相连，所述485通信收发器U15的5脚接与+VOUT对应的地，6脚和7脚分别与电阻R9和R8一端相连，所述R8另一端分别经电阻R44和二极管D6接与+VOUT对应的地，且所述二极管D6的正极接与+VOUT对应的地，所述R9的另一端分别与二极管D7的负极和电阻R45一端相连，所述电阻R45另一端连接至高电平，所述二极管D7的正极接与+VOUT对应的地;
无线终端传输模块(18)的光电耦合器U13和U14的第3脚分别经电阻R34和R35与单片机U1的22脚和GM8123芯片U8的3脚相连，所述光电耦合器U13和U14的5脚均接与+VOUT对应的地，所述光电耦合器U13和U14的2脚均与高电平相连，且所述光电耦合器U13和U14的2脚经电阻R38与光电耦合器U9的6脚相连，且所述光电耦合器U9的6脚与GM8123芯片U8的4脚相连，所述光电耦合器U9的5脚接地，8脚与高电平相连，所述光电耦合器U9的3脚经电阻R36与485通信收发器U16的1脚相连，所述光电耦合器U9的2脚分别与电容C4、485通信收发器U16的8脚和光电耦合器U13的8脚相连，所述电容C4的另一端接与+VOUT对应的地，所述光电耦合器U13的8脚与光电耦合器U14的8脚相连，所述光电耦合器U13的6脚经电阻R26与本芯片的8脚相连，所述光电耦合器U14的6脚经电阻R27与本芯片的8脚相连，所述光电耦合器U13和U14的6脚分别连接至485通信收发器U16的3脚和4脚，所述485通信收发器U16的2脚与本芯片的3脚相连，所述485通信收发器U16的5脚接与+VOUT对应的地，6脚和7脚分别与电阻R14和R13一端相连，所述R13另一端分别经电阻R46和二极管D8接与+VOUT对应的地，且所述二极管D8的正极接与+VOUT对应的地，所述R14的另一端分别与二极管D9的负极和电阻R47一端相连，所述电阻R47另一端连接至高电平，所述二极管D9的正极接与+VOUT对应的地;
液晶接口模块(19)为一接口电路，JP1为一双排接口结构，所述JP1的9～16脚分别与单片机U1的39～32脚相连，所述JP1的写入端4脚、读取端5脚和重置端8脚分别与单片机U1的16脚、17脚和6脚相连，所述JP1的地址端6脚和7脚分别与锁存器U2的19脚和2脚相连，所述JP1的2脚和19脚均与高电平相连，所述JP1的8脚经电容C30和电容C29后与2脚相连，所述电容C30和电容C29的相接点设有一接地点，所述JP1的1脚接地，且JP1的1脚经滑动变阻器RP1与18脚相连，所述JP1的2脚与滑动变阻器RP1的滑片相连，所述JP1的20脚与三极管Q4的集电极相连，所述三极管Q4的发射极接地，基极经电阻R41与光电耦合器U17的3脚相连，所述光电耦合器U17的4脚与高电平相连，2脚接地，1脚经电阻R40与单片机U1的5脚相连。
说明书
智能型污水排放监控系统排污主控制器
(一)技术领域
本发明涉及一种主控制器，尤其是涉及一种智能型污水排放监控系统排污主控制器，用于智能型污水排放监控系统的排污控制。
(二)背景技术
目前，在污水排放监控领域，所采用监控系统普遍为单机系统，无法根据实际情况实时控制污水的排放或关闭。
(三)发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种能够远程监控污水流量且能远程操控污水的排放和关闭的智能型污水排放监控系统排污主控制器。
本发明的目的是这样实现的：一种智能型污水排放监控系统排污主控制器，其特征在于：所述主控制器包含有处理器模块、I/O扩展模块、键盘电路、指示灯电路、控制电路、串口扩展模块、流量计传输模块、无线终端传输模块、液晶接口模块;
所述处理器模块包含有单片机U1和锁存器U2，所述单片机U1的P0口(即32～39脚)作为数据传输口，所述单片机U1的P0口与锁存器U2的信号输入口相连，即单片机U1的32、33、34、35、36、37、38和39脚分别与锁存器U2的18、17、14、13、8、7、4和3脚相连，所述单片机U1的时钟输入端X1和X2串接有一晶振Y1，即单片机U1的18和19脚分别与晶振Y1的两端相连，所述电容C22和C21串接后与晶振Y1并联，所述电容C22和C21的接点处设有一接地点(所述地指与VCC对应的GND)，所述锁存器U2的1脚接地、11脚与U1的30脚相连;
I/O扩展模块包含有一8255芯片U3，所述8255芯片U3的数据传输口27～34脚分别与单片机U1的数据传输口32～39脚相连，所述8255芯片U3的读数据端5脚、写数据端36脚和复位端35脚分别与单片机U1的17脚、16脚、25脚相连，所述8255芯片U3的地址端8脚、地址端9脚和片选端6脚分别与锁存器U2的6脚、5脚和16脚相连，所述8255芯片U3的1～4脚做为键盘的列线分别经上拉电阻R12、R11、R10和R42与高电平相连，所述8255芯片U3的18～20脚做为键盘的行线分别经上拉电阻R15、R16和R17与高电平相连;所述触发开关S1～4一端与8255芯片U3的18脚相连，另一端分别与8255芯片U3的4、3、2和1脚相连，所述触发开关S5～8一端与8255芯片U3的19脚相连，另一端分别与8255芯片U3的4、3、2和1脚相连，所述触发开关S9～12一端与8255芯片U3的20脚相连，另一端分别与8255芯片U3的4、3、2和1脚相连;所述8255芯片U3的22、23、24和25脚做为信号指示灯口分别经发光二极管LED1、LED2、LED3和LED4与高电平VCC相连;
市电经开关电源变换为+12V后由接头J1引入控制电路，所述火线接入后分别与电阻R5、电阻R6和二极管D1的正极相连，所述电阻R5和R6的另一端分别与光电耦合器U4的1脚和三极管Q1的基极相连，所述光电耦合器U4的4脚经上拉电阻R22与高电平相连，且光电耦合器U4的4脚与单片机U1的27脚相连，所述光电耦合器U4的2脚与接头J1的12GND相连、3脚接地，所述三极管Q1的基极经电阻R7与光电耦合器U5的3脚相连，所述光电耦合器U5的1脚经电阻R1与8255芯片U3的14脚相连，所述光电耦合器U5的2脚接地，所述光电耦合器U5的4脚与二极管D1的负极相连，其所述二极管D1的负极与二极管D5的负极相连，所述二极管D5的正极与12V电源相连，所述三极管Q1的发射极与接头J1的12GND相连，集电极与继电器JDQ1的2脚相连，且所述继电器JDQ1的2脚与二极管D2的正极相连，所述二极管D2的负极与二极管D1的负极相连，所述继电器JDQ1的1脚与二极管D2的负极相连，所述二极管D5的负极经电阻R3与光电耦合器U6的1脚相连，所述光电耦合器U6的2脚和3脚均接地，所述光电耦合器U6的4脚经上拉电阻R23与高电平相连，且所述光电耦合器U6的4脚与单片机U1的28脚相连，所述二极管D5与二极管D3的负极相连，所述二极管D3的正极连接至继电器JDQ2的2脚和三极管Q2的集电极，所述继电器JDQ2的1脚连接至二极管D5的负极，所述三极管Q2的发射极与接头J1的12GND相连，基极经电阻R29与光电耦合器U7的4脚相连，且所述光电耦合器U7的4脚经电阻R28与12V电源相连，同时所述光电耦合器U7的4脚经一滤波电容C19与接头J1的12GND相连，所述光电耦合器U7的2脚接地、3脚与接头J1的12GND相连，所述光电耦合器U7的1脚经电阻R2连接至8255芯片U3的16脚;
所述串口扩展模块由GM8123芯片U8构成，所述GM8123芯片U8的时钟输入端1脚和2脚分别与晶振Y2的两端相连，所述电容C23和C24串接后与晶振Y2并联，所述晶振C23和C24的相交点设有一接地点，所述GM8123芯片U8的10脚、11脚和19脚均接地，所述GM8123芯片U8的20与高电平相连接，所述GM8123芯片U8的12～18脚分别与单片机U1的10、11、26、8、7、15和14脚相连;
流量计传输模块的光电耦合器U11和U12的第3脚分别经电阻R31和R32与单片机U1的23脚和GM8123芯片U8的8脚相连，所述光电耦合器U11和U12的5脚均接与+VOUT对应的地，所述光电耦合器U11和U12的2脚均与高电平相连，且所述光电耦合器U11和U12的2脚经电阻R37与光电耦合器U10的6脚相连，且所述光电耦合器U10的6脚与GM8123芯片U8的9脚相连，所述光电耦合器U10的5脚接地，8脚与高电平相连，所述光电耦合器U10的3脚经电阻R33与485通信收发器U15的1脚相连，所述光电耦合器U10的2脚分别与电容C3、485通信收发器U15的8脚和光电耦合器U11的8脚相连，所述电容C3的另一端接与+VOUT对应的地，所述光电耦合器U11的8脚与光电耦合器U12的8脚相连，所述光电耦合器U11的6脚经电阻R24与本芯片的8脚相连，所述光电耦合器U12的6脚经电阻R25与本芯片的8脚相连，所述光电耦合器U11和U12的6脚分别连接至485通信收发器U15的3脚和4脚，所述485通信收发器U15的2脚与本芯片的3脚相连，所述485通信收发器U15的5脚接与+VOUT对应的地，6脚和7脚分别与电阻R9和R8一端相连，所述R8另一端分别经电阻R44和二极管D6接与+VOUT对应的地，且所述二极管D6的正极接与+VOUT对应的地，所述R9的另一端分别与二极管D7的负极和电阻R45一端相连，所述电阻R45另一端连接至高电平，所述二极管D7的正极接与+VOUT对应的地;
无线终端传输模块的光电耦合器U13和U14的第3脚分别经电阻R34和R35与单片机U1的22脚和GM8123芯片U8的3脚相连，所述光电耦合器U13和U14的5脚均接与+VOUT对应的地，所述光电耦合器U13和U14的2脚均与高电平相连，且所述光电耦合器U13和U14的2脚经电阻R38与光电耦合器U9的6脚相连，且所述光电耦合器U9的6脚与GM8123芯片U8的4脚相连，所述光电耦合器U9的5脚接地，8脚与高电平相连，所述光电耦合器U9的3脚经电阻R36与485通信收发器U16的1脚相连，所述光电耦合器U9的2脚分别与电容C4、485通信收发器U16的8脚和光电耦合器U13的8脚相连，所述电容C4的另一端接与+VOUT对应的地，所述光电耦合器U13的8脚与光电耦合器U14的8脚相连，所述光电耦合器U13的6脚经电阻R26与本芯片的8脚相连，所述光电耦合器U14的6脚经电阻R27与本芯片的8脚相连，所述光电耦合器U13和U14的6脚分别连接至485通信收发器U16的3脚和4脚，所述485通信收发器U16的2脚与本芯片的3脚相连，所述485通信收发器U16的5脚接与+VOUT对应的地，6脚和7脚分别与电阻R14和R13一端相连，所述R13另一端分别经电阻R46和二极管D8接与+VOUT对应的地，且所述二极管D8的正极接与+VOUT对应的地，所述R14的另一端分别与二极管D9的负极和电阻R47一端相连，所述电阻R47另一端连接至高电平，所述二极管D9的正极接与+VOUT对应的地;
液晶接口模块为一接口电路，JP1为一双排接口结构，所述JP1的9～16脚分别与单片机U1的39～32脚相连，所述JP1的写入端4脚、读取端5脚和重置端8脚分别与单片机U1的16脚、17脚和6脚相连，所述JP1的地址端6脚和7脚分别与锁存器U2的19脚和2脚相连，所述JP1的2脚和19脚均与高电平相连，所述JP1的8脚经电容C30和电容C29后与2脚相连，所述电容C30和电容C29的相接点设有一接地点，所述JP1的1脚接地，且JP1的1脚经滑动变阻器RP1与18脚相连，所述JP1的2脚与滑动变阻器RP1的滑片相连，所述JP1的20脚与三极管Q4的集电极相连，所述三极管Q4的发射极接地，基极经电阻R41与光电耦合器U17的3脚相连，所述光电耦合器U17的4脚与高电平相连，2脚接地，1脚经电阻R40与单片机U1的5脚相连。
应用时，将流量计和无线传输终端经RS485接口接入主控制器，同时通过继电器JPQ1和JPQ2分别控制UPS和水泵的电磁阀。
本发明的工作原理为：
(1)远程监控：流量计将流量数据通过RS485端口经流量计传输模块传输至单片机处理后，由单片机经无线终端传输模块通过RS485端口通信将数据传输至无线传输终端再发送到主机房，供监控者监控。
(2)远程控制污水的排放和关闭：利用主控制器对水泵电磁阀的操控实现对污水排放和关闭的控制。当正常工作时，8255芯片U3的16脚为高电平，此时经光电耦合器U7，U7的C、E端(即3、4脚)接通，C19通过U7的C、E端(即3、4脚)放电，三极管Q2处于截止状态，通过继电器JDQ2将电磁阀打开;当检测到停电或排放量超标时，通过单片机U1将8255芯片U3的16置为低电平，此时Q2导通，继电器JDQ2动作，常闭触点打开，因而使得电磁阀关闭，从而停止排污。
本发明的有益效果是：
能够远程实现对排污量的监控，并能远程通过控制电磁阀达到实现远程控制污水的排放和关闭。
