一种智能无线卷膜机控制系统的制作方法

本发明涉及卷膜，具体为一种智能无线卷膜机控制系统。

背景技术：

1、近些年来，随着农业技术的迅猛发展，我国温室大棚面积逐年增加，应用在育苗、蔬菜、果实等栽培，我国北方地区冬春季节昼夜温差大，温室大棚内保温措施采用晚间大棚上面铺有保温性能的薄膜方法。铺膜、卷膜作业是比较繁重、费时的作业，为此研究价格低廉，智能测距的卷膜机，以减轻农民的负担；

2、而现有的卷膜中存在以下缺陷：

3、1.单独使用一个单片机作为主控芯片，主控芯片负责控制电机的正反转。

4、2.直流卷膜电机均为特制的专用卷膜电机，指具有一组特殊的机械结构，在一定圈数的范围内能够分别设定正反转的圈数，电机转动的圈速达到设定值后自动停止转动。使用时通过计算卷膜杆的直径，需要卷起的卷膜长度，来计算需要卷多少圈；

5、3.控制器上有一个或多个独立的无线模块，如单独的lora模块，单独的zigbee模块等；

6、4.控制器需要通过连接独立的专用网关设备上云。单独的控制器不具备直接上云，多个控制器通过专用的网关设备相互连接组网；

7、5.通过气象站来获取大棚内外的环境数据，再通知农户去手动操作设备进行大棚放风工作；

8、6.手动控制卷膜电机正反转灵活度差，需要一直按住手动按钮或一直在现场看着卷膜电机运行；

9、整套设备施工效率低，方案成本高，机械定圈机构不灵活，受到结构限制，对不同卷膜长度的需求，或导致需要非常多的适配的定圈机构，导致整体方案选型复杂，生产采购成本高，选型困难，使用时还需要计算圈速，整个组网方案产于的不同设备较多，集群稳定性一般。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种智能无线卷膜机控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能无线卷膜机控制系统，包括卷膜机控制器4g主机、卷膜机控制器从机与移动端，所述移动端与所述卷膜机控制器4g主机之间通信连接，所述卷膜机控制器4g主机与所述卷膜机控制器从机之间信号连接，所述卷膜机控制器从机与进行驱动卷膜的直流电机之间电连，所述直流电机输出轴与卷膜杆之间安装有轴套组件，所述轴套组件与所述卷膜机控制器从机之间电连，可对所述直流电机转动圈数进行精确的计数。

3、作为优选，所述轴套组件包括外壳，所述外壳内腔中转动安装有电机轴套，所述电机轴套中设置有电机轴套孔，所述直流电机输出轴插入所述电机轴套孔，所述电机轴套孔上侧设置有固定螺孔进行螺钉固定，所述电机轴套左端与卷膜杆连接轴之间固定连接，所述外壳内腔中固定安装有电路板，所述电路板与所述卷膜机控制器从机之间电连，所述电机轴套穿过所述电路板中心孔，所述电路板上等距分布固定连接有三个霍尔传感器，所述电机轴套外侧端面上设置有凸起部，所述凸起部上固定嵌入安装有磁铁。

4、作为优选，所述卷膜机控制器从机上端设置有温湿度传感器与lora天线，所述卷膜机控制器从机上设置有电源指示灯、网络指示灯、开棚按钮与关棚按钮，所述开棚按钮用作打开卷膜/卷帘执行温室大棚的放风作业，按住所述开棚按钮三秒即可让卷膜电机自动工作，所述关棚按钮用作关闭卷膜/卷帘结束温室大棚的放风作业，同时两个按键同时按下时，可作为后台调试模式使用。

5、作为优选，所述卷膜机控制器使用集成了m4内核mcu的asr6601 lora芯片作为主控芯片，同时设置单独的4g模组，通过串口与lora芯片进行连接，使设备同时具有lora组网通信的作用，4g上云的功能，能够同时具备控制器和网关的功能。

6、作为优选，所述卷膜机控制器从机下端设置有rs485接口，所述rs485接口与lora芯片串口之间连接，作为其他传感器连接口，用于连接光照传感器、雨量传感器、二氧化碳传感器、风速风向传感器、温湿度传感器，小型虫情传感器等。

7、作为优选，所述卷膜机控制器从机底部设置有电机输出接口，且在所述电机输出接口安装有esd管和tvs管，所述卷膜机控制器从机底部还设置有电源输入接口，所述电源输入接口中加设有浪涌保护器，可有效防止人体静电，雷击造成的浪涌电压导致设备损坏。

8、作为优选，所述卷膜机控制器4g主机接入云平台与所述移动端之间连接，所述移动端可通过app/小程序远程控制，在后台管理系统中设置好对应参数后，控制器可根据传感器数据自动执行放风作业和停止放风作业。

9、作为优选，所述卷膜机控制器从机中设置有直流电机过流保护器，当直流电机运行过程中，出现意外卡滞堵转时，可有效保护电机，防止卷膜电机烧毁。

10、此外本发明还提供了一种智能无线卷膜的控制方法，使用所述的一种智能无线卷膜机控制系统，包括以下步骤：

11、步骤一：启动电机进行转动，电机输出轴带动电机轴套进行转动，从而使得磁铁也一起进行转动，在靠近霍尔传感器时，电路板开始记录圈数和圈速；

12、步骤二：顺序记录每一个霍尔传感器，一个循环记录为一圈，设一个循环为s1，其中当磁铁在相邻的两个霍尔传感器之间时，会按照电机轴旋转方向上的下一个霍尔传感器开始循环感应计数；

13、步骤三：计算出单圈速度与多圈平均速度：

14、单圈速：同上单个循环除以单个循环使用的时间：v1＝s1/t1；

15、多圈平均速度：v＝sn/tn,n为循环数；

16、步骤四：进行允许的最大圈数调试，调试时，在功能界面下，可以在前段执行连续多圈运动，末端进行单次多圈，记录汇总整个完整的电机行程的圈数后填入直流电机正式作业时的允许最大圈数；

17、步骤五：在圈数接近预设值时，单片机开始控制电机刹车，直至达到指定圈数后停止。

18、综上所述，本发明有益效果是：

19、1、本发明通过对整个组网方案中需要用到的设备进行删减，提取有用的那部分功能，将有用的功能集成到控制器中；

20、2.舍去使用机械定圈机构的直流定制卷膜电机，使用常规的直流电机，圈速通过其他软硬件配合来进行精确控制；

21、3.增加电机过载，过流保护电路；全接口防雷防浪涌保护电路；防止卷膜电机在工作中出现堵转导致电机烧毁。防止人体静电，雷击造成的浪涌电压导致设备损坏；

22、4.通过人性化的功能设计，解决农户在使用传统卷膜控制器时的痛点，提高农户使用设备时的满意度。

技术特征：

1.一种智能无线卷膜机控制系统，包括卷膜机控制器4g主机(2)、卷膜机控制器从机(1)与移动端(3)，其特征在于：所述移动端(3)与所述卷膜机控制器4g主机(2)之间通信连接，所述卷膜机控制器4g主机(2)与所述卷膜机控制器从机(1)之间信号连接，所述卷膜机控制器从机(1)与进行驱动卷膜的直流电机之间电连，所述直流电机输出轴与卷膜杆之间安装有轴套组件，所述轴套组件与所述卷膜机控制器从机(1)之间电连，可对所述直流电机转动圈数进行精确的计数。

2.根据权利要求1所述的一种智能无线卷膜机控制系统，其特征在于：所述轴套组件包括外壳(41)，所述外壳(41)内腔中转动安装有电机轴套(43)，所述电机轴套(43)中设置有电机轴套孔(42)，所述直流电机输出轴插入所述电机轴套孔(42)，所述电机轴套孔(42)上侧设置有固定螺孔(44)进行螺钉固定，所述电机轴套(43)左端与卷膜杆连接轴(48)之间固定连接，所述外壳(41)内腔中固定安装有电路板(46)，所述电路板(46)与所述卷膜机控制器从机(1)之间电连，所述电机轴套(43)穿过所述电路板(46)中心孔，所述电路板(46)上等距分布固定连接有不少于三个霍尔传感器(45)，所述电机轴套(43)外侧端面上固定嵌入安装有磁铁(47)。

3.根据权利要求1所述的一种智能无线卷膜机控制系统，其特征在于：所述卷膜机控制器从机(1)上端设置有温湿度传感器(11)与lora天线(12)，所述卷膜机控制器从机(1)上设置有电源指示灯(13)、网络指示灯(14)、开棚按钮(15)与关棚按钮(16)，所述开棚按钮(15)用作打开卷膜/卷帘执行温室大棚的放风作业，按住所述开棚按钮(15)三秒即可让卷膜电机自动工作，所述关棚按钮(16)用作关闭卷膜/卷帘结束温室大棚的放风作业，同时两个按键同时按下，可作为后台调试模式使用。

4.根据权利要求3所述的一种智能无线卷膜机控制系统，其特征在于：所述卷膜机控制器从机(1)与卷膜机控制器4g主机(2)使用集成了m4内核mcu的asr6601 lora芯片作为主控芯片，同时设置单独的4g模组，通过串口与lora芯片进行连接，使设备同时具有lora组网通信的作用，4g上云的功能，能够同时具备控制器和网关的功能。

5.根据权利要求1所述的一种智能无线卷膜机控制系统，其特征在于：所述卷膜机控制器从机(1)下端设置有rs485接口(17)，所述rs485接口(17)与lora芯片串口之间连接，作为其他传感器连接口。

6.根据权利要求1所述的一种智能无线卷膜机控制系统，其特征在于：所述卷膜机控制器从机(1)底部设置有电机输出接口(18)，且在所述电机输出接口(18)安装有esd管和tvs管，所述卷膜机控制器从机(1)底部还设置有电源输入接口(19)，所述电源输入接口(19)中加设有浪涌保护器。

7.根据权利要求1所述的一种智能无线卷膜机控制系统，其特征在于：所述卷膜机控制器4g主机(2)接入云平台与所述移动端(3)之间连接，所述移动端(3)可通过app/小程序远程控制，在后台管理系统中设置好对应参数后，控制器可根据传感器数据自动执行放风作业和停止放风作业。

8.根据权利要求1所述的一种智能无线卷膜机控制系统，其特征在于：所述卷膜机控制器从机(1)中设置有直流电机过流保护器。

9.一种智能无线卷膜的控制方法，其特征在于：使用上述权利要求1—8的一种智能无线卷膜机控制系统，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种智能无线卷膜机控制系统，涉及卷膜技术领域，包括卷膜机控制器4G主机、卷膜机控制器从机与移动端，所述移动端与所述卷膜机控制器4G主机之间通信连接，所述卷膜机控制器4G主机与所述卷膜机控制器从机之间信号连接，所述卷膜机控制器从机与进行驱动卷膜的直流电机之间电连，所述直流电机输出轴与卷膜杆之间安装有轴套组件，整个组网方案中需要用到的设备进行删减，提取有用的那部分功能，将有用的功能集成到控制器中，同时舍去使用机械定圈机构的直流定制卷膜电机，使用常规的直流电机，圈速通过其他软硬件配合来进行精确控制，通过人性化的功能设计，解决农户在使用传统卷膜控制器时的痛点，提高农户使用设备时的满意度。

技术研发人员：许朋朋,郑成富,张国平,范仔俊
受保护的技术使用者：后稷数农（杭州）科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15