CN112486047B - 一种卷帘机远程控制系统及卷帘控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于大棚卷帘机控制技术领域，公开了一种卷帘机远程控制系统及卷帘控制方法；卷帘机远程控制系统主要包括主控装置，主控装置连接有通信模块、供电模块、电机限位装置、传感器模块、过流保护模块、网络服务器模块和卷帘机；电机限位装置包括上限位装置和下限位装置，上限位装置安装在大棚顶端，下限位装置安装在大棚底端；一种采用了卷帘机远程控制系统的卷帘机远程卷帘控制方法，包括开机自检、控制模式选择、指令下达、动作执行等步骤，设有远程手动模式、日出定时全自动模式和光照度+温度全自动控制模式；本发明解决了现有技术中控制模式单一，无法远距离控制卷帘机和装置耐用性差的问题。

Description

一种卷帘机远程控制系统及卷帘控制方法

技术领域

本发明涉及大棚卷帘机控制技术领域，具体涉及一种卷帘机远程控制系统及卷帘控制方法。

背景技术

温室大棚，又称暖房，具有透光、保温或加温的功能，其是用来栽培植物的设施；通过将植物栽种在温室中，可在不适宜植物生长的季节，为植物提供生育所需环境并能有效增加植物的产量；为了使温室大棚达到较好的保温效果，大棚外需要铺设保温被或保温毡，传统方法进行保温被或保温毡的铺设为人工操作，费事费力；卷帘机的出现极大的推动了温室大棚业的机械化发展，有效解放了劳动力，但是随着卷帘机的大面积推广，因卷帘机造成的意外事故也不断增加，每年全国都会发生几百起卷帘机伤人的事故。

传统的卷帘机操作时需要工作人员近距离直接操作，通过肉眼观察卷帘机是否到达指定位置，或者利用限位开关，通过限位开关触头与卷帘机卷轴配合进行控制，控制模式单一，而且这样的操作方式有很大的安全隐患，且定位不准确、极易损坏设备，也不能实现快速、实时远程控制卷帘机的目的。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种定位准确、安全性高、控制模式丰富的卷帘机远程控制系统及卷帘控制方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种卷帘机远程控制系统，包括主控装置，主控装置连接有通信模块、供电模块、电机限位装置、传感器模块、过流保护模块、网络服务器模块和卷帘机；电机限位装置包括上限位装置和下限位装置，上限位装置安装在大棚顶端，下限位装置安装在大棚底端；电机限位装置可以采用机械、红外、电磁等限位装置。

进一步地，上限位装置和下限位装置均包括底座，底座上设有限位开关，限位开关外设有限位开关罩，限位开关的触头伸出限位开关罩设置，上限位装置的为上限位开关，下限位装置的为下限位开关；底座上还设有与限位开关的触头配合的触杆，触杆通过铰接轴与底座活动连接；触杆上设有复位件，复位件为配重杆或拉伸弹簧，复位件为配重杆时配重杆固定在触杆顶端，复位件为拉伸弹簧时拉伸弹簧一端固定在触杆的顶端，另一端固定在底座上，复位件与限位开关分别设在铰接轴两侧；触杆在外力的作用下可绕铰接轴在竖直面内转动，撤去外力后触杆在复位件的作用下自动回到初始位置，初始位置时触杆远离限位开关。

进一步地，上限位装置和下限位装置的底座包括竖直设置的固定杆，固定杆上设有竖直设置的套筒，套筒内设有支架；支架包括套设在套筒内的支撑杆，支撑杆与套筒活动连接，支撑杆可沿着套筒上下移动，支撑杆顶端设有水平设置的横杆，触杆设在横杆远离支撑杆的一端，横杆下方设有安装平台，安装平台为矩形的安装板，安装板通过螺栓可拆卸安装在横杆上，限位开关通过螺栓安装在安装板上。

进一步地，横杆、支撑杆、触杆、配重杆均为中空的方管，固定杆为长条形的角钢，固定杆底端设有尖角；沿触杆长度方向，触杆上均布有多个铰接轴安装孔；沿支撑杆长度方向，支撑杆上均布有高度调节孔，高度调节孔中设有定位轴，套筒上设有与定位轴配合的定位孔。

进一步地，传感器模块包括设置在大棚内的温度传感器、湿度传感器和光照度传感器，还可以设置二氧化碳浓度传感器等；所述通信模块包括LORA网络和3G/4G网络，传感器模块通过LORA网络与主控装置进行实时通信，主控装置通过3G/4G网络与网络服务器模块进行实时通信；所述网络服务器模块连接有远程控制模块，远程控制模块为手机APP或WEB网站，手机APP和WEB网站上设有人机交互界面。

一种卷帘机远程卷帘控制方法，包括上述的卷帘机远程控制系统，包括以下过程：

S1.开机自检；网络服务器模块通过主控装置控制卷帘机运动，卷帘机卷轴触发下限位开关时开始计时，控制卷帘机上升至卷帘机卷轴触发上限位开关，记录卷帘机上升时间；控制卷帘机下降到下限位位置，卷轴触发下限位开关时记录下降时间，完成系统自检；根据自检得到的上升时间和下降时间为卷帘机位置控制提供可靠参考依据。

S2.控制模式选择；用户在人机交互界面选择控制模式，控制模式有远程手动模式、日出定时全自动模式和光照度+温度全自动控制模式；

S3.指令下达；网络服务器模块根据不同的控制模式向主控装置下达不同的控制指令；

S4.动作执行；主控装置根据接收到的控制指令控制卷帘机动作，控制卷帘机电机正转、反转或断电，当运动中的卷帘机的卷轴触发上限位开关或者下限位开关时，卷帘机电机断电，停止动作，完成上、下极限位置的准确定位。

进一步地，步骤S2中，光照度+温度全自动控制模式：网络服务器模块实时接收主控装置转发传感器模块反馈的光照度、温度、湿度等参数信息，并根据实时接收的参数信息和特定算法计算温室大棚的开关度、判断是否达到温控条件；开关度是指实际上升时间或实际下降时间与步骤S1自检测得的上升时间或下降时间的比值，当卷轴触发下限位开关时，对应温室大棚的开关度为0%，当卷轴触发上限位开关时，对应温室大棚的开关度为100%，当实际上升时间或实际下降时间是步骤S1自检测得的上升时间或下降时间的一半时，对应温室大棚的开关度为50%；当达到温控条件时执行步骤S3，向主控装置发送控制指令，执行步骤S4中的动作，完成卷帘机全自动控制。

进一步地，步骤S2中，日出定时全自动模式：网络服务器模块根据经纬度数据实时计算温室大棚所在区域每天的日出日落时间，根据日出日落时间执行步骤S3向主控装置下达控制指令，日出时控制卷帘机运动进行卷帘动作，日落时进行放帘动作；执行步骤S4中的动作，完成卷帘机全自动控制，对卷帘机卷轴的上、下极限位置进行准确定位。

进一步地，步骤S2中，所述远程手动模式：用户通过远程控制模块向网络服务器模块发送控制指令，网络服务器模块通过3G/4G网络将控制指令下达至主控装置，完成步骤S3；主控装置根据控制指令执行动作，完成步骤S4，完成卷帘机的远程手动控制。

进一步地，控制指令包括：卷帘、放帘、断电；断电指令控制卷帘机断电停机，卷帘指令控制卷帘机正转，放帘指令控制卷帘机反转，或者卷帘指令控制卷帘机反转，放帘指令控制卷帘机正转；过流保护模块的工作过程为，网络服务器模块判断主控装置反馈的电流信息是否超过设定的阈值，当卷帘机电流超过阈值时将卷帘机断电保护。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

（1）本发明通过物联网技术、自动控制技术等等多种现代智能技术的综合，实现了日光温室大棚卷帘机的全时在线远程全自动控制以及温室大棚环境数据的实时在线监测。卷帘机可根据日出日落时间进行定时全自动升降控制也可以根据光照数据与温度通过智能算法进行综合升降全自动控制，与传统的人工手动控制方式相比，此系统在实现实时大棚环境数据监测的基础上，具有控制精度高、可靠性高、反应速度快等优点，并且大量的节省了人工成本。该技术的应用可以节约人工成本，更有效对大棚的温度进行管控，大大提高温室大棚的运行管理效率，并且消除了人工手动控制所存在的安全隐患因此本发明具有重要的现实指导意义以及广阔的市场前景和社会经济价值。

（2）本发明设计的电机限位装置即可作为上限位装置，亦可作为下限位装置，通过触杆与限位开关的配合达到对卷帘机卷轴限位的目的；触杆上设有复位件，复位件可以为配重杆或拉伸弹簧，使得触杆在不受外力时在配重杆重力或拉伸弹簧的拉力作用下自动恢复到初始位置，使得触杆远离触头，能够有效避免限位开关的触头长时间处于受力状态，有效延长了装置的使用寿命。

（3）固定杆固定在大棚主体或地面上，支架可在套筒内上下移动，可以根据需要随时调整支架的高度，调节更方便；当保温被在卷轴上卷的厚度不同时，卷轴与大棚主体的距离会发生变化，通过沿触杆长度方向设置多个铰接轴安装孔，铰接轴与卷轴接触区域的长度可以更好的调整，适应性更广。

附图说明

图1为实施例1中本发明系统组成框图；

图2为实施例1中本发明系统控制流程图；

图3为实施例1中本发明电机限位装置的三维结构示意图；

图4为图3的主视图；

图5为实施例2中电机限位装置的三维结构示意图。

图中：固定杆1，套筒2，高度调节孔3，支撑杆4，横杆5，触杆6，触杆连接板7，铰接轴安装孔8，限位开关9，安装板10，限位开关罩11，复位件12，触头13，铰接轴14。

具体实施方式

为了使本领域技术人员能够更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步的解释说明。

实施例1

参见图1-图5，一种卷帘机远程控制系统，包括主控装置，主控装置连接有通信模块、供电模块、电机限位装置、传感器模块、过流保护模块、网络服务器模块和卷帘机；通信模块包括LORA网络和3G/4G网络；传感器模块包括设置在大棚内的温度传感器、湿度传感器和光照度传感器，还可以设置二氧化碳浓度传感器等，传感器模块通过LORA网络与主控装置进行实时通信；主控装置通过3G/4G网络与网络服务器模块进行实时通信；网络服务器模块连接有远程控制模块，远程控制模块为手机APP或WEB网站，手机APP和WEB网站上设有人机交互界面。

电机限位装置包括上限位装置和下限位装置，上限位装置安装在大棚顶端，下限位装置安装在大棚底端，电机限位装置可以采用机械、红外、电磁等限位装置。

上限位装置和下限位装置均包括底座，底座包括竖直设置的固定杆1，固定杆1为角钢，角钢底端设有尖角，固定杆1可以固定在大棚支架上，也可直接插入地面固定。固定杆1上固定有竖直设置的套筒2，套筒2的横截面为矩形，套筒2内设有支架；支架包括套设在套筒2内的支撑杆4，支撑杆4为中空的方管，沿支撑杆4长度方向设有多个高度调节孔3，高度调节孔3内设有定位轴，套筒2上设有与定位轴配合的通孔，支撑杆4可沿着套筒2上下移动，通过高度调节孔3、定位轴与套筒2配合，达到调节支架高度的目的；支撑杆4顶端设有水平设置的横杆5，横杆5为中空的方管，横杆5与支撑杆4垂直设置。

横杆5的自由端设有一对触杆连接板7，触杆连接板7对称设置在横杆5两侧，触杆连接板7为长条形的矩形板，沿触杆连接板7长度方向上均布有三个安装孔，触杆连接板7通过任意两个相邻的安装孔和螺栓安装在横杆5上，另一个安装孔中安装有铰接轴14，铰接轴14上设有触杆6，触杆6可绕铰接轴14在竖直平面内转动，沿触杆6长度方向，触杆6上均布有多个铰接轴安装孔8，触杆6顶端设有复位件12，复位件12为配重杆，配重杆为中空的方管，配重杆与触杆6垂直设置。

横杆5的下方设有安装平台，安装平台为矩形的安装板10，安装板10通过螺栓与横杆5可拆卸连接；安装板10上通过螺栓安装有限位开关9，限位开关9外扣有限位开关罩11，限位开关罩11为底端开口的矩形箱体结构，限位开关罩11的其中一个侧面上设有与限位开关9的触头13配合的通孔，限位开关9的触头13穿过通孔与触杆6配合，触头13和配重杆分别位于铰接轴14的两侧，触杆6在外力的作用下可绕铰接轴14在竖直面内转动，撤去外力后触杆6在复位件12的作用下自动回到初始位置，初始位置时触杆6与触头13不接触。

当卷轴运动到上极限位置或下极限位置时，卷轴在电机的带动下压下触杆6，触杆6绕铰接轴14转动，随后触杆6压下限位开关9的触头13，卷帘机电机断电，卷轴停止动作；卷轴反方向移动远离触杆6，触杆6在配重杆重力的作用下自动复位，松开被压下的触头13，避免了触头13长时间受压导致限位开关9灵敏度降低等问题，有效提高了装置的使用寿命。

电机限位装置用作上限位装置时，上限位装置内的限位开关9为上限位开关；用作下限位装置时，下限位装置内的限位开关9为下限位开关，限位开关9可以换为电磁开关或红外开关等。

一种卷帘机远程卷帘控制方法，包括上述的卷帘机远程控制系统，包括以下过程：

S1.开机自检；网络服务器模块通过主控装置控制卷帘机运动，卷帘机卷轴触发下限位开关时开始计时，控制卷帘机上升至卷帘机卷轴触发上限位开关，记录卷帘机上升时间；控制卷帘机下降到下限位位置，卷轴触发下限位开关时记录下降时间，完成系统自检；根据自检得到的上升时间和下降时间为卷帘机位置控制提供可靠参考依据。

S2.控制模式选择；用户通过手机APP或WEB网站的人机交互界面选择光照度+温度全自动控制模式或日出定时全自动控制模式或远程手动控制模式。

S3.指令下达；网络服务器模块根据不同的控制模式向主控装置下达不同的控制指令；

光照度+温度全自动控制模式：网络服务器模块实时接收主控装置转发传感器模块反馈的光照度、温度、湿度等参数信息，并根据实时接收的参数信息和特定算法计算温室大棚的开关度、判断是否达到温控条件；开关度是指实际上升时间或实际下降时间与步骤S1自检测得的上升时间或下降时间的比值，当卷轴触发下限位开关时，对应温室大棚的开关度为0%，当卷轴触发上限位开关时，对应温室大棚的开关度为100%，当实际上升时间或实际下降时间是步骤S1自检测得的上升时间或下降时间的一半时，对应温室大棚的开关度为50%，当实际上升时间是步骤S1自检测得的上升时间的四分之一时，对应温室大棚的开关度为25%，当实际下降时间是步骤S1自检测得的下降时间的四分之一时，对应温室大棚的开关度为75%；当达到温控条件时执，网络服务器模块向主控装置下达卷帘或放帘或断电的控制指令；

日出定时全自动控制模式：网络服务器模块根据经纬度数据实时计算温室大棚所在区域每天的日出日落时间，当时间到达，日出时向主控装置下达控制卷帘机卷帘的控制指令，日落时向主控装置下达控制卷帘机放帘的控制指令；

远程手动控制模式：用户在人机交互界面下达卷帘、放帘、自检、断电等控制指令，网络服务器模块将控制指令下达至主控装置。

S4.动作执行；断电指令控制卷帘机断电停机，卷帘指令控制卷帘机正转，放帘指令控制卷帘机反转，或者卷帘指令控制卷帘机反转，放帘指令控制卷帘机正转；自检指令对应步骤S1；主控装置根据接收到的控制指令控制卷帘机动作，控制卷帘机电机正转、反转或断电，当运动中的卷帘机的卷轴触发上限位开关或者下限位开关时，卷帘机电机断电，停止动作；完成上、下极限位置的准确定位。过流保护模块实时检测电机的电流信息，网络服务器模块判断主控装置反馈的电流信息是否超过设定的阈值，当卷帘机电流超过阈值时将卷帘机断电保护。

实施例2

参见图5，与实施例1的区别仅在于，电机限位装置的复位件12为拉伸弹簧，拉伸弹簧一端固定在触杆6的顶端，另一端固定在底座的横杆5上，触杆6在不受外力时在拉伸弹簧的弹力作用下恢复到初始位置，初始位置时触杆6远离触头13。

Claims (5)

1.一种卷帘机远程卷帘控制方法，其特征在于，包括卷帘机远程控制系统，所述控制系统包括主控装置，主控装置连接有通信模块、供电模块、电机限位装置、传感器模块、过流保护模块、网络服务器模块和卷帘机；所述电机限位装置包括上限位装置和下限位装置，上限位装置安装在大棚顶端，下限位装置安装在大棚底端；

所述上限位装置和下限位装置均包括底座，底座上设有限位开关，限位开关外设有限位开关罩，限位开关的触头伸出限位开关罩设置，上限位装置的为上限位开关，下限位装置的为下限位开关；所述底座上还设有与限位开关配合的触杆，触杆通过铰接轴与底座活动连接；所述触杆上设有复位件，复位件为配重杆或拉伸弹簧，复位件为配重杆时配重杆固定在触杆顶端，复位件为拉伸弹簧时拉伸弹簧一端固定在触杆的顶端，另一端固定在底座上，复位件与限位开关分别设在铰接轴两侧；

所述底座包括竖直设置的固定杆，固定杆上设有竖直设置的套筒，套筒内设有支架；所述支架包括套设在套筒内的支撑杆，支撑杆与套筒活动连接，支撑杆顶端设有水平设置的横杆，横杆与支撑杆垂直设置，触杆设在横杆远离支撑杆的一端，横杆下方设有安装平台，安装平台为矩形的安装板，限位开关安装在安装板上；

所述横杆、支撑杆、触杆、配重杆均为中空的方管，固定杆为长条形的角钢，角钢底端设有尖角；沿触杆长度方向，触杆上均布有多个铰接轴安装孔；沿支撑杆长度方向，支撑杆上均布有高度调节孔，高度调节孔中设有定位轴，套筒上设有与定位轴配合的定位孔；

所述控制方法包括以下过程：

S1 .开机自检；网络服务器模块通过主控装置控制卷帘机运动，卷帘机卷轴触发下限位开关时开始计时，控制卷帘机上升至卷帘机卷轴触发上限位开关，记录卷帘机上升时间；控制卷帘机下降到下限位位置，卷轴触发下限位开关时记录下降时间，完成系统自检；根据自检得到的上升时间和下降时间为卷帘机位置控制提供可靠参考依据；

S2 .控制模式选择；用户在人机交互界面选择控制模式，控制模式有远程手动模式、日出定时全自动模式和光照度+温度全自动控制模式；所述光照度+温度全自动控制模式：网络服务器模块实时接收主控装置转发的光照度、温度、湿度参数信息，并根据实时接收的参数信息和特定算法计算温室大棚的开关度、判断是否达到温控条件；所述开关度是指实际上升时间或实际下降时间与步骤S1自检测得的上升时间或下降时间的比值，当卷轴触发下限位开关时，对应温室大棚的开关度为0%，当卷轴触发上限位开关时，对应温室大棚的开关度为100%，当实际上升时间或实际下降时间是步骤S1自检测得的上升时间或下降时间的一半时，对应温室大棚的开关度为50%；当达到温控条件时执行步骤S3，向主控装置发送控制指令，执行步骤S4中的动作，完成卷帘机全自动控制；

S3 .指令下达；网络服务器模块根据不同的控制模式向主控装置下达不同的控制指令；

S4 .动作执行；主控装置根据接收到的控制指令控制卷帘机动作，当运动中的卷帘机的卷轴触发上限位开关或者下限位开关时，卷帘机停止动作。

2.根据权利要求1所述的卷帘机远程卷帘控制方法，其特征在于，所述传感器模块包括设置在大棚内的温度传感器、湿度传感器和光照度传感器；所述通信模块包括LORA网络和3G/4G网络，传感器模块通过LORA网络与主控装置进行实时通信，主控装置通过3G/4G网络与网络服务器模块进行实时通信；所述网络服务器模块连接有远程控制模块，远程控制模块为手机APP或WEB网站，手机APP和WEB网站上设有人机交互界面。

3.根据权利要求1所述的卷帘机远程卷帘控制方法，其特征在于，步骤S2中，所述日出定时全自动模式：网络服务器模块根据经纬度数据实时计算温室大棚所在区域每天的日出日落时间，根据日出日落时间执行步骤S3向主控装置下达控制指令；执行步骤S4中的动作，完成卷帘机全自动控制。

4.根据权利要求3所述的卷帘机远程卷帘控制方法，其特征在于，步骤S2中，所述远程手动模式：用户通过远程控制模块向网络服务器模块发送控制指令，网络服务器模块通过3G/4G网络将控制指令下达至主控装置，完成步骤S3；主控装置根据控制指令执行动作，完成步骤S4，完成卷帘机的远程手动控制。

5.根据权利要求3或4所述的卷帘机远程卷帘控制方法，其特征在于，所述控制指令包括：卷帘、放帘、断电；断电指令控制卷帘机断电停机，卷帘指令控制卷帘机正转，放帘指令控制卷帘机反转，或者卷帘指令控制卷帘机反转，放帘指令控制卷帘机正转；过流保护模块的工作过程为，网络服务器模块判断主控装置反馈的电流信息是否超过设定的阈值，当卷帘机电流超过阈值时将卷帘机断电保护。

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