一种自动覆膜控温移动苗床控制器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种自动覆膜控温移动苗床控制器。控制器包括电源模块、温度传感检测单元、湿度传感检测单元、控制驱动单元、RS-485通信接口、数据存储模块、时钟模块、液晶显示单元、外部按键接口、微控制器MCU，充分考虑的农业现场的环境特点，简单实用，成本低、抗干扰能力好。控制器自动采集苗床内外温、湿度信息，自动控制相关覆盖、卷收塑料薄膜设备和电热膜加热设备进行智能调节，实现精准控制；控制模式更加灵活，可以默认预置参数控制，现地控制和集控模式或通过物联网远程控制；预留了RS-485通信接口可以进一步组成集控系统完成集群管理。该控制器和控制方法提高了育苗企业自动化管理水平，节能降耗，节省人力成本。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及移动苗床领域，针对一种自带塑料薄膜自动化覆收装置和红外电加热的移动苗床（201320756222.7），具体涉及此类苗床的一种自动覆膜控温移动苗床控制器。
技术介绍
苗床包括固定苗床和移动苗床，主要用于园艺作物的育苗。在冬季、早春等低温时节的育苗作业中，需要利用温室加热系统对整个温室内环境进行加温，能耗大、运行成本高；同时还要在苗床上搭盖塑料薄膜来增加苗床的蓄热、保湿能力，工作量大、效率低下。为解决上述问题，在原有移动苗床基础之上，王锐、廖剑等技术了一种新型拱棚式自动卷覆膜机，独立加热保温小环境，实现节能降耗，并能够实现苗床上塑料薄膜的自动卷收和覆盖功能。此种苗床也为自动化管理与控制提供可能。育苗企业往往需要对规模化的苗床群进行集中管理和控制，在此苗床系统结构之上，如何进一步减少人工作业，实现苗床“小环境”的精准、自动、柔性化控制是一个重要课题。国内外针对此问题的研究还处于空白，并且没有类似的控制系统和设备可以直接使用。
技术实现思路
本技术主要是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种对规模化的苗床进行精准、自动的控制，减少人工作业，节能增效，提高苗床自动化控制效率的一种自动覆膜控温移动苗床控制器。本技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种自动覆膜控温移动苗床控制器，其特征在于，包括：若干苗床控制器：通过RS485通信连接线缆或无线设备与移动苗床集控中心连接；每个苗床控制器的结构相同，均包括：一微控制器MCU：采用基于Cotex-M3内核ARM32位处理器；控制整个苗床控制器中单元、模块的工作；一湿度传感检测单元：与微控制器MCU的IIC接口连接，用于在线测量空气湿度，同时转换为数字量供微控制器MCU读取；一温度传感检测单元：与微控制器MCU的IO接口连接，用于在线测量空气温度，同时转换为数字量供微控制器MCU读取；一控制驱动单元：与微控制器MCU的IO接口连接，用于控制苗床卷膜管状电机和红外电热膜的工作；一RS-485通信接口：与微控制器MCU的USART接口连接，一外部按键接口：与微控制器MCU的IO接口连接，用于用户手动设定苗床控制器相关参数、设备状态；包括目标温度参数设定，卷膜展开或收拢、电热膜加热控制；一液晶显示单元：与微控制器MCU的USART接口连接，一数据存储模块：与微控制器MCU的SPI接口连接，用于存储苗床控制器的运行参数和传感器数据；一时钟模块：与微控制器MCU的IIC接口连接，包括备用电池和型号为DS3231的时钟芯片，时钟芯片与微控制器MCU的IIC接口连接；时钟电路为整个控制器提供精准的实时时间，所述备用电池用于在电源模块断电时继续保证时钟电路运行；一电源模块201：与上述所有单元、模块和接口、以及微控制器MCU连接，用于给所有单元、模块和接口、以及微控制器MCU供电。在上述的一种自动覆膜控温移动苗床控制器，所述控制驱动单元包括苗床卷膜管状电机控制驱动单元和红外电热膜控制驱动单元；其中，苗床卷膜管状电机控制驱动单元包括两个苗床卷膜管状电机控制驱动子单元，用于控制苗床卷膜管状电机的正转和反转；红外电热膜控制驱动单元用于控制红外电热膜的开合，所有控制驱动单元的结构相同，均包括低压控制电路和高压工作电路；所述低压控制电路包括：光电耦合器，所述光电耦合器输入通过保护电路一与微控制器MCU的IO口连接；光电耦合器的输出通过一电阻与受控电机或电热膜连接，并通过保护电路二与MOS开关管连接；所述高压工作电路包括：具有常开触点的电磁继电器，所述电磁继电器连接AC电源后与受控电机或电热膜连接，并同时也与MOS开关管连接；控制当微控制器MCU的CTR口输出高电平时，触发光电耦合器的发光二极管导通，光敏元件受到光照后，光敏三极管导通，驱动开关管导通，触发继电器线圈回路导通，继电器电磁线圈产生磁场，触使继电器常开触点闭合，高压电路回路导通，管状电机或电热膜开始工作；当微控制器MCU的CTR口输出低电平时，触发光电耦合器的发光二极管截止，光敏三极管截止，开关管截止，继电器线圈回路不导通，触使继电器常开触点断开，高压电路回路不导通，管状电机或电热膜停止工作；控制苗床卷膜管状电机正转、反转时，当CTR1=0，CTR2=1时，继电器K1线圈回路不导通，继电器K1的常开触点断开，继电器K2线圈回路导通，继电器K2的常开触点闭合，使220V控制电源与继电器K1的常闭触点连接，电机正转端口得电正转，卷膜展开；当CTR1=1，CTR2=1时，继电器K1线圈回路导通，继电器K1的常开触点闭合，继电器K2线圈回路导通，继电器K2的常开触点闭合，使220V控制电源与继电器K1的常开触点连接，电机反转端口得电反转，卷膜收拢；当CTR2=0时，无论CTR1=0或1，继电器K2线圈回路不导通，继电器K2的常开触点断开，电机正转、反转端口始终不能与220V控制电源连接，从而电机停止运行；管状电机状态控制逻辑如图表6所示；此设计有效的避免了微控制器IO口状态异常所导致的管状电机误动作，从而造成设备的损坏。在上述的一种自动覆膜控温移动苗床控制器，所述湿度传感检测单元包括一电容式线性电压输出湿度模块；电容式线性电压输出湿度模块的输出电压信号接入电阻分压网络，分压后接一AD模数转换器，使电压值在AD模数转换器的转换范围内，再将分压信号经滤波去耦电路后接入AD模数转换器AIN1端口，微控制器MCU再通过IIC总线读取转换数值；微控制器MCU读取的数字量转换值经过零点-满量程数学转换公式计算后，得到空气中实际测量的湿度值。因此，本技术具有如下优点：1、本技术阐述了一种针对具有电动覆膜和加热功能的新型移动苗床控制器，通过硬件电路与嵌入式软件的配合，控制器能够自动采集苗床内外温、湿度信息，同时自动覆盖、卷收苗床上塑料薄膜以及电热膜加热控制，从而最终达到控温、控湿，营造了一个适合育苗生长的“小环境”。当传感器参数超标时，系统会出现环境阈值告警，并可以自动控制相关设备进行智能调节，实现精准控制；2、鉴于育苗企业往往需要对规模化的苗床群集中管理和控制，本苗床控制器预留了RS-485通信接口，多个苗床控制器可以组成总线通信系统，挂接到中央控制器集中管理与监控，适应了企业集约化管理的要求；3、具体控制方式更加灵活，可以预置参数，可以现地控制，也可以通过物联网远程程控制。实现用户在任何时间、任何地点通过任意网络终端，均可实现对苗床各种设备进行远程控制，控制收、卷覆膜、加温、加湿装置；4、新型移动苗床配合本技术实施例，能够针对不同种苗的农艺要求提供个性化的控制，为工厂化育苗在同一温室内集群管理和柔性化生产提供了便利，可快速响应市场多样化、个性化的种苗产品需求，同时提高了育苗企业自动化管理水平，节省人力成本，节能降耗。附图说明图1是本技术实施例应用于苗床群集中管控示意图。图2是本技术实施例的控制器系统结构示意图。图3是本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动覆膜控温移动苗床控制器，其特征在于，包括：若干苗床控制器：通过RS485通信连接线缆或无线设备与移动苗床集控中心连接；每个苗床控制器的结构相同，均包括：一微控制器MCU：采用基于Cotex‑M3内核ARM 32位处理器；控制整个苗床控制器中单元、模块的工作；一湿度传感检测单元：与微控制器MCU的IIC接口连接，用于在线测量空气湿度，同时转换为数字量供微控制器MCU读取；一温度传感检测单元：与微控制器MCU的IO接口连接，用于在线测量空气温度，同时转换为数字量供微控制器MCU读取；一控制驱动单元：与微控制器MCU的IO接口连接，用于控制苗床卷膜管状电机和红外电热膜的工作；一RS‑485通信接口：与微控制器MCU的USART接口连接，一外部按键接口：与微控制器MCU的IO接口连接，用于用户手动设定苗床控制器相关参数、设备状态；包括目标温度参数设定，卷膜展开或收拢、电热膜加热控制；一液晶显示单元：与微控制器MCU的USART接口连接，一数据存储模块：与微控制器MCU的SPI接口连接，用于存储苗床控制器的运行参数和传感器数据；一时钟模块：与微控制器MCU的IIC接口连接，包括备用电池和型号为DS3231的时钟芯片，时钟芯片与微控制器MCU的IIC接口连接；时钟电路为整个控制器提供精准的实时时间，所述备用电池用于在电源模块断电时继续保证时钟电路运行；一电源模块：与上述所有单元、模块和接口、以及微控制器MCU连接，用于给所有单元、模块和接口、以及微控制器MCU供电。...

【技术特征摘要】
1.一种自动覆膜控温移动苗床控制器，其特征在于，包括：
若干苗床控制器：通过RS485通信连接线缆或无线设备与移动苗床集控中心连接；每个苗床控制器的结构相同，均包括：
一微控制器MCU：采用基于Cotex-M3内核ARM32位处理器；控制整个苗床控制器中单元、模块的工作；
一湿度传感检测单元：与微控制器MCU的IIC接口连接，用于在线测量空气湿度，同时转换为数字量供微控制器MCU读取；
一温度传感检测单元：与微控制器MCU的IO接口连接，用于在线测量空气温度，同时转换为数字量供微控制器MCU读取；
一控制驱动单元：与微控制器MCU的IO接口连接，用于控制苗床卷膜管状电机和红外电热膜的工作；
一RS-485通信接口：与微控制器MCU的USART接口连接，
一外部按键接口：与微控制器MCU的IO接口连接，用于用户手动设定苗床控制器相关参数、设备状态；包括目标温度参数设定，卷膜展开或收拢、电热膜加热控制；
一液晶显示单元：与微控制器MCU的USART接口连接，
一数据存储模块：与微控制器MCU的SPI接口连接，用于存储苗床控制器的运行参数和传感器数据；
一时钟模块：与微控制器MCU的IIC接口连接，包括备用电池和型号为DS3231的时钟芯片，时钟芯片与微控制器MCU的IIC接口连接；时钟电路为整个控制器提供精准的实时时间，所述备用电池用于在电源模块断电时继续保证时钟电路运行；
一电源模块：...

【专利技术属性】
技术研发人员：高一川，高星星，万勇，张尉，吴泽鑫，肖进，周朝，王锐，
申请(专利权)人：武汉市农业机械化科学研究所，
类型：新型
国别省市：湖北;42