一种日光温室自动通风卷膜器防堵转控制系统及算法的制作方法

本发明涉及设施农业机械领域，具体涉及一种日光温室自动通风卷膜器防堵转控制系统及算法。

背景技术：

在利用自动控制的温室大棚进行农业生产时，由于昼夜温差的变化，需要在夜间将通风口处的保温膜和整个大棚的保温被依次铺放实现大棚的保温，而到了白天，又需要依次卷起保温被和保温膜，使阳光照射进来，并通风实现空气的流动，降低二氧化碳浓度。而在现实操作中我们发现会经常出现这样的问题，由于保温被与通风口保温膜的控制由不同的装置或系统实现，在打开通风口时若保温被未全部卷起而压住保温膜，卷动保温膜的卷膜器如果工作就会堵转；当铺放保温被时若保温膜未完全放下，保温被已经覆盖在通风口压住保温膜，当卷膜器继续工作关闭通风口时也会堵转，堵转电流的出现可能会导致烧坏卷膜器或者控制器线路，对设备造成极大破坏。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供一种日光温室自动通风卷膜器防堵转控制系统及算法，在实现卷帘机和卷膜器根据预设时间及参数完成卷起及下落功能的同时，重点解决保温被和卷膜器的准确定位问题，保证卷帘与通风控制的合理顺序，有效避免卷膜器及相应控制线路因堵转电流过大可能存在的烧毁现象。

本发明是通过如下技术方案实现的，本发明提供一种日光温室卷膜通风防堵转控制系统，包括安装在棚顶的卷帘机和安装在通风口处的卷膜器，保温被缠绕在卷帘轴上，保温膜缠绕在卷膜轴上，还包括控制箱，在控制箱内安装有控制板，所述控制板分别与卷帘机、卷膜器、安装在通风口处的通风开关、安装在棚内的温度传感器、保温被位置检测光电开关组和卷膜轴位置检测光电开关组电连接，所述保温被位置检测光电开关组安装在通风口处且能够检测到保温被的位置；卷膜轴位置检测光电开关组安装在通风口处且能够检测到卷膜轴的位置。

控制板通过预设时间决定保温被的卷起与落下；通过温度传感器采集的温度决定通风开关的启闭和卷膜机的正转、反转，完成通风口的开、闭控制；另外，使用保温被位置检测光电开关组和卷膜轴位置检测光电开关组分别对保温被和卷膜器位置进行定位，实现对卷帘机与卷膜器正确工作顺序的控制。

作为优选，还包括安装在墙体两侧的卷膜器支撑底座，卷膜器的两端通过卷膜器支撑轴支撑在卷膜器支撑底座上。增加卷膜器的稳定性。

作为优选，还包括固定在通风口处墙体上部的安装架ⅰ，安装架ⅰ上部设有与墙体上表面弧度一致的固定架，且固定架置于墙体上表面的上方；所述保温被位置检测光电开关组由六个光电开关组成，六个光电开关均布在固定架上，且两端的光电开关与通风口的宽度相对应。保温被位置检测光电开关组用于检测保温被的实时位置。

作为优选，还包括固定在通风口处墙体中上部的安装架ⅱ，安装架ⅱ上部设有与卷膜器支撑轴运动轨迹弧度一致的固定架，且固定架置于卷膜器的下方；所述卷膜轴位置检测光电开关组由六个光电开关组成，六个光电开关均布在固定架上，且两端的光电开关与卷膜器支撑轴运动轨迹的两端相对应。卷膜轴位置检测光电开关组检测卷膜器支撑轴的位置也即检测卷膜器的实时位置。

作为优选，所述保温被位置检测光电开关组与卷膜轴位置检测光电开关组间的竖直距离保持在15-18cm。为保证卷膜机卷轴与卷帘机卷轴之间的合理距离，避免卷膜机卷轴与卷起保温被挤压，两组光电开关间的竖直距离保持在15-18cm，可根据不同保温被类型进行调节。

作为优选，所述控制箱内还安装有开关电源和触摸屏；所述开关电源和触摸屏分别与控制板电连接。所述开关电源将交流220v电压转换为24v及5v直流电压；所述触摸屏用来显示棚内温度、工作状态，以及卷帘机升起、降落的时间设置，通风口打开、关闭对应的棚内温度。

作为优选，所述控制板采用arm处理器，在arm处理器上设有电源单元、设定单元、通信接口、温度传感器接口、卷帘机工作控制继电器组和卷膜器工作控制继电器组；所述温度传感器接口与温度传感器连接，电源单元与开关电源电连接，通信接口分别通风开关、触摸屏、保温被位置检测光电开关组和卷膜轴位置检测光电开关组电连接，卷帘机工作控制继电器组和卷膜器工作控制继电器组分别与卷帘机和卷膜器电连接。电源单元将5v转3.3v电压。

作为优选，所述温度传感器采用数字式单总线传感器ds18b20。可保证放于温室中部的传感器探头与控制箱内控制板进行可靠数据传输，控制板根据接收到的温度信息决定是否进行通风。

本发明的另一方面提供一种日光温室自动通风卷膜器防堵转控制系统的算法，包括定时卷帘、测温通风及基于保温被与卷膜轴位置检测的防堵转控制逻辑；

所述定时卷帘指用户可通过触摸屏设定每天保温被卷起和落下的时间，控制保温被定时卷起与落下；

所述测温通风指用户通过触摸屏可设置通风口打开和关闭所对应的温度，通过温度传感器检测棚内温度控制通风开关的开、闭以及卷膜器的正转、反转，完成通风口的开、闭控制；

所述基于保温被与卷膜轴位置检测的防堵转控制逻辑是在需要打开通风口时先判断保温被位置，若保温被未卷起则卷膜器不动作；若保温被部分卷起则控制板根据测得的保温被位置控制卷膜器动作，并在卷膜轴接近保温被时停止动作，在需要放下保温被时，先判断通风口是否关闭，若通风口没有关闭则先关闭通风口然后放下保温被。

作为优选，所述基于保温被与卷膜轴位置检测的防堵转控制逻辑具体为：在打开通风口前先判断保温被是否卷起，若已卷起则由保温被位置检测光电开关组确定保温被位置反馈给控制板，然后控制板控制卷膜器动作和打开通风口，并由卷膜轴位置检测光电开关组将卷膜器位置反馈控制板，控制板控制通风口打开大小，在检测到卷膜轴接近保温被时控制板断开卷膜器电源；若保温被没有卷起，则即使棚内温度达到通风温度，卷膜器也不动作，不打开通风口；当保温被落下时，若通风口没有完全关闭则先关闭通风口再落下保温被。

本发明的有益效果为：

(1)本发明将相互独立的保温被卷帘控制与通风口卷膜控制系统进行集成，降低了系统成本；

(2)本发明防堵转控制算法的实现保证了卷帘、通风控制逻辑的合理性，避免了卷膜器及相应控制线路因堵转电流过大可能存在的烧毁现象，降低了用户使用、维护成本，延长了设备使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的日光温室卷膜通风防堵转控制系统的整体结构示意图；

图2为本发明左侧部分的放大结构图；

图3为本发明控制系统的算法流程图；

图中：1、保温被，2、卷膜轴位置检测光电开关组，3、卷帘机，4、卷膜器，5、卷膜器支撑轴，6、控制箱，7、温度传感器，8、卷膜轴，9、通风口，10、卷帘轴，11、卷膜器支撑底座，12、保温被位置检测光电开关组，13、安装架ⅱ，14、安装架ⅰ。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

如图1所示，一种日光温室卷膜通风防堵转控制系统，包括安装在棚顶的卷帘机3和安装在通风口9处的卷膜器4，保温被1缠绕在卷帘轴10上，保温膜缠绕在卷膜轴8上，还包括控制箱6，在控制箱6内安装有控制板，所述控制板分别与卷帘机3、卷膜器4、安装在通风口9处的通风开关、安装在棚内的温度传感器7、保温被位置检测光电开关组12和卷膜轴位置检测光电开关组2电连接，所述保温被位置检测光电开关组12安装在通风口9处且能够检测到保温被1的位置；卷膜轴位置检测光电开关组2安装在通风口9处且能够检测到卷膜轴8的位置。

还包括安装在墙体两侧的卷膜器支撑底座11，卷膜器4的两端通过卷膜器支撑轴5支撑在卷膜器支撑底座11上。增加卷膜器4的稳定性。

卷膜器应选择自带上、下限位功能的；光电开关选择漫反射三线式常开npn型。控制板通过预设时间决定保温被的卷起与落下；通过温度传感器7采集的温度决定通风开关的启闭和卷膜机的正转、反转，完成通风口的开、闭控制；另外，使用保温被位置检测光电开关组12和卷膜轴位置检测光电开关组2分别对保温被和卷膜器位置进行定位，实现对卷帘机3与卷膜器4正确工作顺序的控制。

还包括固定在通风口处墙体上部的安装架ⅰ14，安装架ⅰ14上部设有与墙体上表面弧度一致的固定架，且固定架置于墙体上表面的上方；所述保温被位置检测光电开关组12由六个光电开关组成，六个光电开关均布在固定架上，且两端的光电开关与通风口9的宽度相对应。保温被位置检测光电开关组12用于检测保温被的实时位置。还包括固定在通风口处墙体中上部的安装架ⅱ13，安装架ⅱ13上部设有与卷膜器支撑轴5运动轨迹弧度一致的固定架，且固定架置于卷膜器的下方；所述卷膜轴位置检测光电开关组2由六个光电开关组成，六个光电开关均布在固定架上，且两端的光电开关与卷膜器支撑轴5运动轨迹的两端相对应。卷膜轴位置检测光电开关组2检测卷膜器支撑轴5的位置也即检测卷膜器4的实时位置。保温被位置检测光电开关组12与卷膜轴位置检测光电开关组2间的竖直距离保持在15-18cm。为保证卷膜机卷轴与卷帘机卷轴之间的合理距离，避免卷膜机卷轴与卷起保温被挤压，两组光电开关间的竖直距离保持在15-18cm，可根据不同保温被类型进行调节。

控制箱6内还安装有开关电源和触摸屏；开关电源和触摸屏分别与控制板电连接。开关电源选择通用型满足24v/1a与5v/2a双输出(或以上)市购件既可；开关电源将交流220v电压转换为24v及5v直流电压；触摸屏选择7寸触摸屏，触摸屏用来显示棚内温度、工作状态，以及卷帘机3升起、降落的时间设置，通风口9打开、关闭对应的棚内温度。控制板采用arm处理器，在arm处理器上设有电源单元、设定单元、通信接口、温度传感器接口、卷帘机工作控制继电器组和卷膜器工作控制继电器组；温度传感器接口与温度传感器7连接，电源单元与开关电源电连接，通信接口分别通风开关、触摸屏、保温被位置检测光电开关组12和卷膜轴位置检测光电开关组2电连接，卷帘机工作控制继电器组和卷膜器工作控制继电器组分别与卷帘机3和卷膜器4电连接。电源单元将5v转3.3v电压。温度传感器7采用数字式单总线传感器ds18b20。可保证放于温室中部的传感器探头与控制箱6内控制板进行可靠数据传输，控制板根据接收到的温度信息决定是否进行通风。

如图2所示，一种日光温室自动通风卷膜器防堵转控制系统的算法，包括定时卷帘、测温通风及基于保温被1与卷膜轴8位置检测的防堵转控制逻辑；

定时卷帘指用户可通过触摸屏设定每天保温被卷起和落下的时间，控制保温被1定时卷起与落下；测温通风指用户通过触摸屏可设置通风口打开和关闭所对应的温度，通过温度传感器检测棚内温度控制通风开关的开、闭以及卷膜器4的正转、反转，完成通风口的开、闭控制；基于保温被与卷膜轴位置检测的防堵转控制逻辑为：在打开通风口9前先判断保温被1是否卷起，若已卷起则由保温被位置检测光电开关组12确定保温被位置反馈给控制板，然后控制板控制卷膜器4动作和打开通风口9，并由卷膜轴位置检测光电开关组2将卷膜器4位置反馈控制板，控制板控制通风口9打开大小，在检测到卷膜轴8接近保温被1时控制板断开卷膜器4电源，防止堵转的发生；若保温被1没有卷起，则即使棚内温度达到通风温度，卷膜器4也不动作，不打开通风口9；当保温被落下时，若通风口9没有完全关闭则先关闭通风口9再落下保温被1，避免保温被1落下后卷膜器4堵转。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。