CN111240248A - 一种用于生物质燃烧机的物联网远程控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于生物质燃烧机的物联网远程控制方法，包括驱动模块、用户控制的智能终端和MCU主逻辑控制、用于传输智能终端和MCU主逻辑控制之间信号与控制命令的云平台、电源模块、显示单元、安全模块和存储模块；驱动模块：用于驱动生物质燃烧机内部的电子元器件工作；智能终端：用于生产用户的控制指令；云平台：进行数据交互，实现数据的回传和指令的发送；MCU主逻辑控制：MCU主逻辑控制设置在生物质燃烧机本体内，通过云平台接收智能终端下达的指令，并实现对驱动模块的控制。本发明利用智能终端，经云平台，可以实现远程的网络通讯，实现对MCU主逻辑控制的远程监控，实现生产过程自动化智能化管理，便于本行业推广运用。

Description

一种用于生物质燃烧机的物联网远程控制方法

技术领域

本发明涉及燃烧机技术领域，尤其涉及一种用于生物质燃烧机的物联网 远程控制方法。

背景技术

目前，为了应对日益突出能源危机、严峻的环境污染和气候变化现实， 世界各国高度重视生物质能源的开发利用。在西方一些发达国家，生物质能 源已经普遍利用。我国也正在大力推动生物质能源产业的发展，并出台了相 关的鼓励扶持政策。随着科学技术的发展和提高，以及国家节能环保政策的 大力推行，生物质燃料作为新型燃料被广泛用于取暖、热水、工业干燥等领 域。随着经济发展和能源需求量的不断增大，发展生物质能源，提高生物质 能源在能源结构中的比例，是大势所趋。

但是大多数生物质燃烧机的运行需要进行人为控制，目前在生物质燃烧 机应用领域，尚无相关应用可以实现自动燃烧和远程监控功能，特别是在生 物质燃烧控制方面，自动化程度低，往往由人工进行定时控制燃烧，燃烧档 位由人工控制，物料检测由人眼观察。在这一生产环节中将会造成很大的人 工成本，且劳动强度大，生产效率低，无法满足现代化的智能制造发展的要 求，极大可能导致操控人员出现操作失误的可能性，进而严重影响生物质燃 烧的质量。因此，如何有效减小操控人员出现操作失误的可能性，并提高生 物质燃烧机的适用性是目前业界一大难题，因此，亟需一种用于生物质燃烧 机的物联网远程控制方法来解决上述问题。

发明内容

基于背景技术存在的目前在生物质燃烧机应用领域，尚无相关应用可以 实现自动燃烧和远程监控功能，特别是在生物质燃烧控制方面，自动化程度 低，往往由人工进行定时控制燃烧，燃烧档位由人工控制，物料检测由人眼 观察；劳动强度大，生产效率低，无法满足现代化的智能制造发展的要求， 极大可能导致操控人员出现操作失误的可能性，进而严重影响生物质燃烧的 质量的技术问题，本发明提出了一种用于生物质燃烧机的物联网远程控制方 法。

本发明提出的一种用于生物质燃烧机的物联网远程控制方法，包括驱动 模块、用户控制的智能终端和MCU主逻辑控制、用于传输智能终端和MCU主 逻辑控制之间信号与控制命令的云平台、电源模块、显示单元、安全模块和 存储模块；驱动模块：用于驱动生物质燃烧机内部的电子元器件工作；智能 终端：用于生产用户的控制指令；云平台：进行数据交互，实现数据的回传 和指令的发送；MCU主逻辑控制：MCU主逻辑控制设置在生物质燃烧机本体 内，通过云平台接收智能终端下达的指令，并实现对驱动模块的控制；电源 模块：用于MCU主逻辑控制向提供电源，采用专用的电源，避免在紧急断电 时，MCU主逻辑控制停止工作，可保证MCU主逻辑控制紧急情况下的工作状 态，及时的对驱动模块做出应急措施；安全模块：用于MCU主逻辑控制的急 停，以更好的应对生物质燃烧机出现的紧急情况；存储模块：与MCU主逻辑 控制形成电性连接，用于记录生物质燃烧机内温湿度、参数设置、燃烧时间 或工作模式曲线等工作参数。

进一步地，所述智能终端为手机、电脑、平板、手表、手环的任意一种 或者任意几种组合。

进一步地，所述存储模块上设置有通信接口，可以连接计算机读取MCU 主逻辑控制的工作过程记录。

进一步地，所述MCU主逻辑控制内部嵌入监测模块，且监测模块于云平 台形成数据输送的传感器节点，传感器节点安装在燃烧机上，监测模块区域 内的传感器节点通过自组织方式构成一个无线传感器网络，传感器节点用于 采集燃烧机的运行状态数据并发送至所述云平台。

进一步地，所述传感器节点包括油位流量检测传感器、激光烟气检测传 感器、火焰视频传感器、锅炉温度检测传感器等监测电子元件。

进一步地，所述显示单元为显示器和警示灯等报警组件，用于显示生物 质燃烧机发生故障时，进行报警，便于人们对生物质燃烧机的故障进行及时 的维修。

进一步地，生物质燃烧机内部的电子元器件为送料机构、排料机构、风 机、温度传感器、电子点火器、电磁阀等，且每个电子元器件的前端均设置 有对应控制的继电器。

进一步地，所述云平台的数据传输途径为蓝牙、4G网络、5G网络、以 太网和WIFI无线等其中的一种或者多种组合的形式，且4G网络、5G网络依 靠与基站实现数据的输送，WIFI无线包括安装在生物质燃烧机内的发射端和 安装在智能终端内的接收端。

进一步地，MCU主逻辑控制经继电器1通断控制送料机构的开关工作； MCU主逻辑控制经继电器2通断控制排料机构的开关工作；MCU主逻辑控制 经继电器3通断控制风机的开关工作；MCU主逻辑控制经继电器4通断控制 温度传感器的开关工作；MCU主逻辑控制经继电器5通断控制电子点火器的 开关工作；MCU主逻辑控制经继电器n通断控制电磁阀的开关工作。

本发明具有以下有益效果：

1、利用智能终端，经云平台，可以实现远程的网络通讯，实现 对MCU主逻辑控制的远程监控，从而远程对送料机构、排料机构、风 机、温度传感器、电子点火器、电磁阀等电子元器件的控制，可以实 现对现场所有生物质燃烧机的监控，实现生产过程自动化智能化管理，具有自动化程度高，可以全自动作业的优势，便于本行业推广运 用；采用的5G数据输送网络，使得数据传输的速率更快，可以将图 片和视频等大容量数据直接传到终端上，从而使人们得到更及时的数 据，控制更精准。

附图说明

图1为本发明一种用于生物质燃烧机的物联网远程控制方法中的控制流 程示意图；

图2为本发明一种用于生物质燃烧机的物联网远程控制方法中的监测模 块图；

图3为本发明一种用于生物质燃烧机的物联网远程控制方法中的智能终 端形式图；

图4为本发明一种用于生物质燃烧机的物联网远程控制方法中的云平台 示意图；

图5为本发明一种用于生物质燃烧机的物联网远程控制方法中的燃烧控 制方法图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另 一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一 个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一 个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上 或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、 “左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技 术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用 的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所 使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组 合。

实施例一：

参照图1-4，一种用于生物质燃烧机的物联网远程控制方法，包括驱动 模块、用户控制的智能终端和MCU主逻辑控制、用于传输智能终端和MCU主 逻辑控制之间信号与控制命令的云平台、电源模块、显示单元、安全模块和 存储模块；

驱动模块：用于驱动生物质燃烧机内部的电子元器件工作；

智能终端：用于生产用户的控制指令；

云平台：进行数据交互，实现数据的回传和指令的发送；

MCU主逻辑控制：MCU主逻辑控制设置在生物质燃烧机本体内，通过云 平台接收智能终端下达的指令，并实现对驱动模块的控制；

电源模块：用于MCU主逻辑控制向提供电源，采用专用的电源，避免在 紧急断电时，MCU主逻辑控制停止工作，可保证MCU主逻辑控制紧急情况下 的工作状态，及时的对驱动模块做出应急措施；

安全模块：用于MCU主逻辑控制的急停，以更好的应对生物质燃烧机出 现的紧急情况；

存储模块：与MCU主逻辑控制形成电性连接，用于记录生物质燃烧机内 温湿度、参数设置、燃烧时间或工作模式曲线等工作参数。

进一步地，智能终端为手机、电脑、平板、手表、手环等；智能终端一 是用来实时监视燃烧机的工作状态，二是通过智能终端设置自动运行参数， 远程控制燃烧机按照设定的运行参数进行自动作业。

进一步地，存储模块上设置有通信接口，可以连接计算机读取MCU主逻 辑控制的工作过程记录。

进一步地，MCU主逻辑控制内部嵌入监测模块，且监测模块于云平台形 成数据输送的传感器节点，传感器节点安装在燃烧机上，监测模块区域内的 传感器节点通过自组织方式构成一个无线传感器网络，传感器节点用于采集 燃烧机的运行状态数据并发送至云平台。

进一步地，传感器节点包括油位流量检测传感器、激光烟气检测传感器、 火焰视频传感器、锅炉温度检测传感器等监测电子元件，用于实现对生物质 燃烧机内部的燃烧情况进行实时的监测，以提高对生物质燃烧的效果。

进一步地，显示单元为显示器和警示灯等报警组件，用于显示生物质燃 烧机发生故障时，进行报警，便于人们对生物质燃烧机的故障进行及时的维 修。

进一步地，生物质燃烧机内部的电子元器件为送料机构、排料机构、风 机、温度传感器、电子点火器、电磁阀等，且每个电子元器件的前端均设置 有对应控制的继电器。

进一步地，云平台的数据传输途径为蓝牙、4G网络、5G网络、以太网 和WIFI无线等其中的一种或者多种组合的形式，且4G网络、5G网络依靠与 基站实现数据的输送，WIFI无线包括安装在生物质燃烧机内的发射端和安装 在智能终端内的接收端，多用形式的网络进行输送的传输，满足人们利用不 同的智能终端对生物质燃烧机的智能控制。

进一步地，

MCU主逻辑控制经继电器1通断控制送料机构的开关工作；

MCU主逻辑控制经继电器2通断控制排料机构的开关工作；

MCU主逻辑控制经继电器3通断控制风机的开关工作；

MCU主逻辑控制经继电器4通断控制温度传感器的开关工作；

MCU主逻辑控制经继电器5通断控制电子点火器的开关工作；

MCU主逻辑控制经继电器n通断控制电磁阀的开关工作。

实施例二：

参照图5，一种用于生物质燃烧机的物联网远程控制方法，它包括以下 步骤：

准备：利用手机、电脑、平板、手表、手环的任意一种经云平台与MCU 主逻辑控制形成配对连接；

(1)开机：操作者通过启动智能终端上的虚拟按钮，控制生物质燃烧 机内部的继电器动作，使得鼓风机与排渣驱动电机启动，开启60-300s，其 中此时鼓风机的工作功率为其额定功率，排渣驱动电机就会带动排渣螺杆旋 转，把炉膛本体内的炉渣旋转排出，而鼓风机则可以配合排渣螺杆，将炉膛 本体内的炉灰清扫干净；

(2)预进料：操作者通过启动智能终端上的虚拟按钮，控制生物质燃 烧机内部的继电器动作，使得控制送料驱动电机启动，持续工作30-100s， 送料驱动电机就会带动送料螺杆旋转，从而将燃料仓内的燃料送到炉膛本体 内，使炉膛本体内的燃料堆积高度在20cm之间，此举目的是堆积燃料，便 于点火器进行点火；

(3)点火；操作者通过启动智能终端上的虚拟按钮，控制生物质燃烧 机内部的继电器动作，控制电子点火器通电，时间设置为180-300s，同时将 鼓风机，此时的工作功率降为额定功率的60％，此时点火器就会喷火将炉膛 本体内的燃料点燃；

(4)保火：操作者通过启动智能终端上的虚拟按钮，控制生物质燃烧 机内部的继电器再次动作，将电子点火器进行断电，将鼓风机的工作功率调 整为额定功率的30％，将送料驱动电机通断间隔比控制在2:11之间，将排渣 驱动电机的通断间隔比控制在1:30，其中控制敲打除渣装置每30分钟工作 0.2秒，此时不会有大量烟雾排放出来；

(5)空气预热：操作者通过启动智能终端上的虚拟按钮，控制生物质 燃烧机内部的继电器动作，通过伺服电机，使得锅炉排放出来的烟气接头自 动的接入到预热箱体内，烟气会在散热螺旋管内螺旋式转动，由于烟气本身 带有大量热量，这样散热螺旋管就会大量吸收烟气中的热量，释放到散热空 腔中，从而对经过散热空腔的空气进行预热，再通过鼓风机抽入到炉膛本体 内使用，从而避免直接将冷风抽入到炉膛本体内，通过此过程将空气初步加 热到60-120℃；

(6)调整火力档位：

①小火，将鼓风机的工作功率调整为额定功率的20％-30％，送料驱动电 机通断间隔比约为3:17，排渣驱动电机通断间隔比为3:70，敲打除渣装置 每30分钟工作0.2-2秒，而升降电机每10分钟正反转各工作5-10秒；

②中火，将鼓风机的工作功率调整为额定功率的50％，送料驱动电机通 断间隔比约为1:4，排渣驱动电机通断间隔比为3:50，敲打除渣装置每20 分钟工作0.2-2秒，而升降电机每8分钟正反转各工作5-10秒；

③大火，将鼓风机的工作功率调整为额定功率的80％-100％，送料驱动电 机通断间隔比约为1:3，排渣驱动电机通断间隔比为1:12，敲打除渣装置每 15分钟工作0.2-2秒，而升降电机每5分钟正反转各工作5-10秒；

(7)选择停止/关机：将鼓风机的工作功率保持在额定功率的100％，同 时控制送料驱动电机持续工作40-80s，控制排渣驱动电机持续工作 200-240s，此举目的是把送料螺杆内剩余的高温燃料送进燃烧室内并排出， 防止燃料复燃，从而可以有效避免回火把燃料仓内燃料点燃造成危险。

按照上述的步骤依次实现对生物质燃烧机的远程控制使用，其中在发生 紧急情况时，操作者可按压安全模块上的紧急按钮，用于MCU主逻辑控制的 急停，以更好的应对生物质燃烧机出现的紧急情况；利用存储模块与MCU主 逻辑控制形成电性连接，用于记录生物质燃烧机内温湿度、参数设置、燃烧 时间或工作模式曲线等工作参数；利用监测模块，用于实现对生物质燃烧机 内部的燃烧情况进行实时的监测，以提高对生物质燃烧的效果；显示单元为 显示器和警示灯等报警组件，用于显示生物质燃烧机发生故障时，进行报警， 便于人们对生物质燃烧机的故障进行及时的维修。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不 局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根 据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明 的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于生物质燃烧机的物联网远程控制方法，其特征在于，包括驱动模块、用户控制的智能终端和MCU主逻辑控制、用于传输智能终端和MCU主逻辑控制之间信号与控制命令的云平台、电源模块、显示单元、安全模块和存储模块；

驱动模块：用于驱动生物质燃烧机内部的电子元器件工作；

智能终端：用于生产用户的控制指令；

云平台：进行数据交互，实现数据的回传和指令的发送；

MCU主逻辑控制：MCU主逻辑控制设置在生物质燃烧机本体内，通过云平台接收智能终端下达的指令，并实现对驱动模块的控制；

电源模块：用于MCU主逻辑控制向提供电源，采用专用的电源，避免在紧急断电时，MCU主逻辑控制停止工作，可保证MCU主逻辑控制紧急情况下的工作状态，及时的对驱动模块做出应急措施；

安全模块：用于MCU主逻辑控制的急停，以更好的应对生物质燃烧机出现的紧急情况；

存储模块：与MCU主逻辑控制形成电性连接，用于记录生物质燃烧机内温湿度、参数设置、燃烧时间或工作模式曲线等工作参数。

2.根据权利要求1所述的一种用于生物质燃烧机的物联网远程控制方法，其特征在于，所述智能终端为手机、电脑、平板、手表、手环的任意一种或者任意几种组合。

3.根据权利要求1所述的一种用于生物质燃烧机的物联网远程控制方法，其特征在于，所述存储模块上设置有通信接口，可以连接计算机读取MCU主逻辑控制的工作过程记录。

4.根据权利要求1所述的一种用于生物质燃烧机的物联网远程控制方法，其特征在于，所述MCU主逻辑控制内部嵌入监测模块，且监测模块于云平台形成数据输送的传感器节点，传感器节点安装在燃烧机上，监测模块区域内的传感器节点通过自组织方式构成一个无线传感器网络，传感器节点用于采集燃烧机的运行状态数据并发送至所述云平台。

5.根据权利要求4所述的一种用于生物质燃烧机的物联网远程控制方法，其特征在于，所述传感器节点包括油位流量检测传感器、激光烟气检测传感器、火焰视频传感器、锅炉温度检测传感器等监测电子元件。

6.根据权利要求1所述的一种用于生物质燃烧机的物联网远程控制方法，其特征在于，所述显示单元为显示器和警示灯等报警组件，用于显示生物质燃烧机发生故障时，进行报警，便于人们对生物质燃烧机的故障进行及时的维修。

7.根据权利要求1所述的一种用于生物质燃烧机的物联网远程控制方法，其特征在于，生物质燃烧机内部的电子元器件为送料机构、排料机构、风机、温度传感器、电子点火器、电磁阀等，且每个电子元器件的前端均设置有对应控制的继电器。

8.根据权利要求1所述的一种用于生物质燃烧机的物联网远程控制方法，其特征在于，所述云平台的数据传输途径为蓝牙、4G网络、5G网络、以太网和WIFI无线等其中的一种或者多种组合的形式，且4G网络、5G网络依靠与基站实现数据的输送，WIFI无线包括安装在生物质燃烧机内的发射端和安装在智能终端内的接收端。

9.根据权利要求1所述的一种用于生物质燃烧机的物联网远程控制方法，其特征在于，

MCU主逻辑控制经继电器1通断控制送料机构的开关工作；

MCU主逻辑控制经继电器2通断控制排料机构的开关工作；

MCU主逻辑控制经继电器3通断控制风机的开关工作；

MCU主逻辑控制经继电器4通断控制温度传感器的开关工作；

MCU主逻辑控制经继电器5通断控制电子点火器的开关工作；

MCU主逻辑控制经继电器n通断控制电磁阀的开关工作。

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