CN204259555U - 一种豆芽机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种豆芽机，水箱与箱体固定安装，水箱内部的顶面上安装超声波水位探测器，水箱的中部位置安装水箱水位上限位器，水箱内的底部安装水箱水位下限位器，水箱底部两侧安装水箱水温传感器，水箱内部底部安装加热器和水泵，箱体内设置豆芽育芽箱，豆芽育芽箱内安装箱内温度传感器，豆芽育苗箱内的顶部安装喷淋水管，控制电路控制系统包括：温度检测电路模块、液位上下限检测电路模块、超声波测距电路模块、短信收发电路模块、辅助电路模块。本实用新型具有多种容错机制和预警功能，可提高生产效率，降低设备故障率，减少由于机器故障造成的损失，使豆芽机安全可靠。

Description

一种豆芽机

技术领域

本实用新型涉及到一种新型豆芽机，尤其是涉及一种豆芽机。

背景技术

传统的豆芽发制过程，大多数都是采用几个大缸，把大豆放入缸里，注水后用塑料膜裹上，这种做法的缺点是占用空间大，豆芽生长慢，且产量低，豆芽口感一般；新兴的产业化豆芽发制设备，多采用简单的发制箱体，配以喷水装置，稍高级一点的配有温度传感器和定时器，并将其命名为豆芽机，然而现有的豆芽机设备多突出箱体结构，自动化程度较低，不集成成熟完善的豆芽发制方法，且箱体结构设计多为理想化的设计，实际应用到生产中烂苗率较高，不适用于产业化发制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有豆芽机自动化程度低、控制系统等存在的缺点，结合高科技自动控制技术、水温、箱温自动探测技术、超声波测距技术、物联网无线通信技术、TCP/IP网络通信技术开发出的一种豆芽机。

本实用新型解采用以下技术方案来解决现有的技术问题。

一种豆芽机，其结构包括：箱内温度传感器、箱体、喷淋水管、超声波水位探测器、水箱水位上限位器、水箱、水箱水温传感器、水泵、加热器、水箱水位下限位器、豆芽育芽箱、控制器盒、触摸式操控面板、右门、LED彩显记事屏、左门以及控制电路系统。

所述的水箱与箱体固定安装，水箱内部的顶面上安装超声波水位探测器，水箱的中部位置安装水箱水位上限位器，水箱内的底部安装水箱水位下限位器，水箱底部两侧安装水箱水温传感器，水箱内部底部安装加热器和水泵。

所述的箱体内设置豆芽育芽箱，豆芽育芽箱内安装箱内温度传感器，豆芽育苗箱内的顶部安装喷淋水管，喷淋水管的一端安装洒水喷头，另一端与洒水管道连接，洒水管道与水箱联通，水箱通过洒水管道与豆芽育芽箱体连通为豆芽育芽箱体提供水分。

所述的箱体外部安装左门和右门，左门上安装LED彩显记事屏，右门上安装触摸式操控面板，所述的触摸式操控面板和LED彩显记事屏用来显示豆芽机各传感器数据和当前豆芽机工作状态，同时用来设置控制育芽过程的参数。

所述的控制器盒固定安装在箱体外部的顶端，超声波水位探测器、水箱水位上限位器、水箱水位上限位器、水箱水温传感器以及加热器通过控制电路系统与控制器盒连接。

所述的控制电路系统包括：温度检测电路模块、液位上下限检测电路模块、超声波测距电路模块、短信收发电路模块、辅助电路模块，所述的辅助电路模块包括：TCP/IP接口电路、继电器开关电路、控制器及外围电路、显示接口电路，所述的温度检测电路模块与控制器的模数转换及IO复用口连接，液位上下限检测电路模块通过光耦隔离器与控制器IO连接，超声波测距电路模块与控制器外部中断连接，短信收发电路模块与控制器通信接口连接，所诉的显示及控制面板通过通信电路与控制器连接，所述的辅助电路模块中的TCP/IP接口模块与控制器通信接口连接，继电器开关电路与控制器IO连接，所述的加热器和水泵与继电器开关电路连接。

所述的温度检测电路模块包括水温检测电路和箱温检测电路，所述的温度检测电路的设计采用可兼容防水封装型18B20和具有热敏电阻性质的温度传感器，所述的所述的温度检测均采用双传感器，具有传感器故障自动识别与定位、温度容错机制，箱内温度传感器类型选择性焊接R101-R104和C101-C104，传感器温度测量精度为0.1℃。

所述的液位上下限检测电路模块中其电路采用光耦使开关输入与单片机系统间进行隔离，提高系统稳定性，所述的J9和J20接液位开关，液位开关固定在蓄水池的指定位置，当液位高于上限时，J19、J20液位开关的浮球都浸入水中，此时浮力使得J20、J19都闭合，YEWEIH、YEWEIL均输出低电平，单片机检测到低电平信号后判断水位超上限；当水位低于下限时，两液位开关的浮球都未浸入水中，此时浮球失去浮力下降，使J20、J19都断开此时YEWEIH、YEWEIL都输出高电平，单片机检测到高电平信号后判断水位低于下限，所述的J21为强制洒水开关接口，开关闭合D1输出低电平，开关断开输出高电平，单片机可以检测电平信号来进行强制洒水启停的控制，J22为备用。

所述的超声波测距电路模块包括超声波测液位电路，所述的单片机IO口Trig给出20us的高电平，所述的T40是发送端，R40是接收端，发送端T40发送8个40Khz的方波，接收端R40自动检测是否有信号返回，当有信号返回时IO口Echo输出高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间，所述的液面到超声波模块的距离＝(高电平时间*声速)/2；所述的液面高度＝超声波模块到蓄水池底的距离-液面到超声波模块的距离。

所述的短信收发电路模块为西门子TC35i短信模块接口电路，配以SIM卡卡座，配合西门子TC35i短信模块可实现远程监测与控制，所述的单片机将报警信息通过UART接口TXD1发送至TC35i短信模块，TC35i短信模块根据预设设置接受手机号，自动将信息发送至接受手机；当需要对豆芽机进行配置时，可通过手机编辑短信命令发送至豆芽机的手机号码(需提前为豆芽机插上SIM卡)，TC35i短信模块接收信息，并通过RXD1以串行数据的形式发至单片机，单片机解析命令后对豆芽机进行设置操作。

所述的辅助电路模块包括：TCP/IP接口电路、继电器开关电路、控制器外围电路、显示接口电路，所述的TCP/IP接口电路为豆芽机扩展以太网接口，使用户可以通过网络设置和检测豆芽机，配以交换机和上位机软件可实现整个工厂内所有豆芽机集中监控和管理，为产业化生产调度和产量分析、生产日志分析等功能提供接口；所述的继电器开关电路用来控制水泵和加热棒的启停；所述的控制器外围电路是采用单片机控制器，实现整个机器各部分的自动控制，所述的显示接口电路用来与5寸触摸屏接口，实现单片机与触摸屏的通信，显示接口电路使用光耦对触摸屏和单片机系统进行隔离，提高系统抗干扰能力。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用高科技自动控制技术、水温、箱温自动探测技术、超声波测距技术、物联网无线通信技术、TCP/IP网络通信技术，提出的豆芽机电路控制系统具有多种容错机制和预警功能，可提高生产效率，降低设备故障率，减少由于机器故障造成的损失，使豆芽机安全可靠。

附图说明

图1是豆芽机的内部结构图；

图2是豆芽机的外部结构图；

图3是温度检测电路；

图4是液位上下限检测电路；

图5是超声波测距电路；

图6是短信收发电路；

图7是辅助电路的控制器外围电路。

1、箱内温度传感器   2、箱体   3、喷淋水管   4、超声波水位探测器

5、水箱水位上限位器   6、水箱   7、水箱水温传感器   8、水泵

9、加热器   10、水箱水位下限位器   11、豆芽育芽箱   12、控制器盒

13、触摸式操控面板   14、右门   15、LED彩显记事屏   16、左门。

具体实施方式

以下结合附图和实例对本实用新型作进一步说明。

如图1和图2所示，一种豆芽机，其结构包括：箱内温度传感器1、箱体2、喷淋水管3、超声波水位探测器4、水箱水位上限位器5、水箱6、水箱水温传感器7、水泵8、加热器9、水箱水位下限位器10、豆芽育芽箱11、控制器盒12、触摸式操控面板13、右门14、LED彩显记事屏15、左门16以及控制电路系统。

如图1所示，水箱6与箱体2固定安装，水箱6内部的顶面上安装超声波水位探测器，水箱6的中部位置安装水箱水位上限位器5，水箱6内的底部安装水箱水位下限位器10，水箱6底部两侧安装水箱水温传感器7，水箱6内部底部安装加热器9和水泵8。

如图1所示，箱体2内设置豆芽育芽箱11，豆芽育芽箱11内安装箱内温度传感器1，豆芽育苗箱11内的顶部安装喷淋水管3，喷淋水管3的一端安装洒水喷头，另一端与洒水管道连接，洒水管道与水箱联通，水箱6通过洒水管道与豆芽育芽箱11连通为豆芽育芽箱11提供水分。

如图2所示，箱体2外部安装左门16和右门14，左门16上安装LED彩显记事屏15，右门14上安装触摸式操控面板13，所述的触摸式操控面板13和LED彩显记事屏15用来显示豆芽机各传感器数据和当前豆芽机工作状态，同时用来设置控制育芽过程的参数。

控制器盒12固定安装在箱体2外部的顶端，超声波水位探测器4、水箱水位上限位器5、水箱水位下限位器10、水箱水温传感器7以及加热器9通过控制电路系统与控制器盒连接。

如图3——图7所示，控制电路系统包括：温度检测电路模块、液位上下限检测电路模块、超声波测距电路模块、短信收发电路模块、辅助电路模块，所述的辅助电路模块包括：TCP/IP接口电路、继电器开关电路、控制器及外围电路、显示接口电路，所述的温度检测电路模块与控制器的模数转换及IO复用口连接，液位上下限检测电路模块通过光耦隔离器与控制器IO连接，超声波测距电路模块与控制器外部中断连接，短信收发电路模块与控制器通信接口连接，所诉的显示及控制面板通过通信电路与控制器连接，所述的辅助电路模块中的TCP/IP接口模块与控制器通信接口连接，继电器开关电路与控制器IO连接，所述的加热器和水泵与继电器开关电路连接。

温度检测电路模块包括水温检测电路和箱温检测电路，所述的温度检测电路的设计采用可兼容防水封装型18B20和具有热敏电阻性质的温度传感器，所述的所述的温度检测均采用双传感器，具有传感器故障自动识别与定位、温度容错机制，箱内温度传感器类型选择性焊接R101-R104和C101-C104，传感器温度测量精度为0.1℃

如图3所示，液位上下限检测电路模块中其电路采用光耦使开关输入与单片机系统间进行隔离，提高系统稳定性，所述的J9和J20接液位开关，液位开关固定在蓄水池的指定位置，当液位高于上限时，J19、J20液位开关的浮球都浸入水中，此时浮力使得J20、J19都闭合，YEWEIH、YEWEIL均输出低电平，单片机检测到低电平信号后判断水位超上限；当水位低于下限时，两液位开关的浮球都未浸入水中，此时浮球失去浮力下降，使J20、J19都断开此时YEWEIH、YEWEIL都输出高电平，单片机检测到高电平信号后判断水位低于下限，所述的J21为强制洒水开关接口，开关闭合D1输出低电平，开关断开输出高电平，单片机可以检测电平信号来进行强制洒水启停的控制，J22为备用。

如图4所示，超声波测距电路模块包括超声波测液位电路，所述的单片机IO口Trig给出20us的高电平，所述的T40是发送端，R40是接受端，发送端T40发送8个40Khz的方波，接受端R40自动检测是否有信号返回，当有信号返回时IO口Echo输出高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间，所述的液面到超声波模块的距离＝(高电平时间*声速)/2；所述的液面高度＝超声波模块到蓄水池底的距离-液面到超声波模块的距离。

如图5所示，短信收发电路模块为西门子TC35i短信模块接口电路，配以SIM卡卡座，配合西门子TC35i短信模块可实现远程监测与控制，所述的单片机将报警信息通过UART接口TXD1发送至TC35i短信模块，TC35i短信模块根据预设设置接受手机号，自动将信息发送至接受手机；当需要对豆芽机进行配置时，可同过手机编辑短信命令发送至豆芽机的手机号码(需提前为豆芽机插上SIM卡)，TC35i短信模块接收信息，并通过RXD1以串行数据的形式发至单片机，单片机解析命令后对豆芽机进行设置操作。

如图6所示，辅助电路模块包括：TCP/IP接口电路、继电器开关电路、控制器外围电路、显示接口电路，所述的TCP/IP接口电路为豆芽机扩展以太网接口，使用户可以通过网络设置和检测豆芽机，配以交换机和上位机软件可实现整改工厂内所有豆芽机集中监控和管理，为产业化生产调度和产量分析、生产日志分析等功能提供接口；所述的继电器开关电路用来控制水泵和加热棒的启停；所述的控制器及外围电路是采用单片机控制器，实现自动控制整个机器各部分的控制，所述的显示接口电路用来与5寸触摸屏接口，实现单片机与触摸屏的通信，显示接口电路使用光耦对触摸屏和单片机系统进行隔离，提高系统抗干扰能力。

具体实施实例：豆芽的生长需控制好豆芽生长的环境温度和湿度，根据需要发制的豆芽效果，设置相应的环境温度和湿度(通过降水周期密度来实现调节)。豆芽机的自动控制功能就是要根据用户设置的水温和洒水周期，自动的控制蓄水池内加热棒的启停，和箱体内周期性的降水。具体过程----当水温高于设定温度时，加热棒停止加热，当水温低于设定温度值减2℃时加热棒开始加热，此过程可控制水温时钟保持再设定温度附近；根据设定的降水周期控制水泵的启停，周期性的给豆芽进行固定温度的降水，豆芽机具有多种容错机制和预警功能，可提高生产效率，降低设备故障率，减少由于机器故障造成的损失，使豆芽机安全可靠：

(1)水温、箱温双探头检测，根据水温箱温变化的惯性原理(温度值不可能突变)，当检测同一点温度的温度传感器温度相差较大，当前温度测量值以较之前测量值变化较小的传感器的读数为准，同时显示屏幕提示预警代码，提示温度变化较的传感器故障。此容错功能保证在单一传感器故障时机器可以继续正常工作；

(2)当水温高于35℃时，降水功能锁死，即禁止任何形式的降水，防止过热的水降入机体内部损伤豆芽。同时报警界面提示故障；

(3)2小时内水温未达到设定温度，报警，提示加热故障；

(4)当水位高于水位上限时(上限液位开关闭合)，或水位低于下限(水位下限液位开关断开)且一小时内未恢复，提示水位故障，提醒用户检查进水浮球是否故障，保障蓄水池内的水既不会溢出，也不会因缺水而影响到豆芽的正常生长；

(5)当开启物联网功能，可通过短信来接收报警故障，设置豆芽机参数和查询豆芽机工作状态；超声波接口模块可以通过检测超声波发射器到液面的距离，进而得到当前水位的具体信息；强制洒水按钮可实现再温度不超限情况下的即时洒水，便于清理箱体和手动调节箱内湿度。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种豆芽机，其结构包括：箱内温度传感器、箱体、喷淋水管、超声波水位探测器、水箱水位上限位器、水箱、水箱水温传感器、水泵、加热器、水箱水位下限位器、豆芽育芽箱、控制器盒、触摸式操控面板、右门、LED彩显记事屏、左门以及控制电路系统，所述的水箱与箱体固定安装，水箱内部的顶面上安装超声波水位探测器，水箱的中部位置安装水箱水位上限位器，水箱内的底部安装水箱水位下限位器，水箱底部两侧安装水箱水温传感器，水箱内部底部安装加热器和水泵，所述的箱体内设置豆芽育芽箱，豆芽育芽箱内安装箱内温度传感器，豆芽育苗箱内的顶部安装喷淋水管，喷淋水管的一端安装洒水喷头，另一端与洒水管道连接，洒水管道与水箱联通，所述的箱体外部安装左门和右门，左门上安装LED彩显记事屏，右门上安装触摸式操控面板，所述的控制器盒固定安装在箱体外部的顶端，超声波水位探测器、水箱水位上限位器、水箱水位上限位器、水箱水温传感器以及加热器通过控制电路系统与控制器盒连接。

2.根据权利要求1所述的一种豆芽机，其特征在于，所述的控制电路系统包括：温度检测电路模块、液位上下限检测电路模块、超声波测距电路模块、短信收发电路模块、辅助电路模块，所述的辅助电路模块包括：TCP/IP接口电路、继电器开关电路、控制器及外围电路、显示接口电路，所述的温度检测电路模块与控制器的模数转换及IO复用口连接，液位上下限检测电路模块通过光耦隔离器与控制器IO连接，超声波测距电路模块与控制器外部中断连接，短信收发电路模块与控制器通信接口连接，所诉的显示及控制面板通过通信电路与控制器连接，所述的辅助电路模块中的TCP/IP接口模块与控制器通信接口连接，继电器开关电路与控制器IO连接，所述的加热器和水泵与继电器开关电路连接。

3.根据权利要求1所述的一种豆芽机，其特征在于：所述的温度检测电路模块包括水温检测电路和箱温检测电路，所述的温度检测电路的设计采用可兼容防水封装型18B20和具有热敏电阻性质的温度传感器，所述的所述的温度检测均采用双传感器，具有传感器故障自动识别与定位、温度容错机制，箱内温度传感器类型选择性焊接R101-R104和C101-C104，传感器温度测量精度为0.1℃。

4.根据权利要求1所述的一种豆芽机，其特征在于：所述的液位上下限检测电路模块中其电路采用光耦使开关输入与单片机系统间进行隔离，所述的超声波测距电路模块包括超声波测液位电路，所述的短信收发电路模块为西门子TC35i短信模块接口电路，配以SIM卡卡座，配合西门子TC35i短信模块实现远程监测与控制。

5.根据权利要求1所述的一种豆芽机，其特征在于：所述的液位上下限检测电路模块中J9和J20接液位开关，液位开关固定在蓄水池的指定位置，J22为备用。

6.根据权利要求1所述的一种豆芽机，其特征在于：所述的超声波测液位电路中单片机IO口Trig给出20us的高电平，所述的T40是发送端，R40是接受端，所述的液面到超声波模块的距离＝(高电平时间*声速)/2，所述的液面高度＝超声波模块到蓄水池底的距离-液面到超声波模块的距离。

7.根据权利要求1所述的一种豆芽机，其特征在于：所述的单片机将报警信息通过UART接口TXD1发送至TC35i短信模块，TC35i短信模块根据预设设置接受手机号，自动将信息发送至接受手机，所述的TC35i短信模块接受信息通过RXD1以串行数据的形式发至单片机，单片机解析命令后对豆芽机进行设置操作。

8.根据权利要求1所述的一种豆芽机，其特征在于：所述的TCP/IP接口电路为豆芽机扩展以太网接口，所述的继电器开关电路是水泵和加热棒的启停控制电路，所述的控制器外围电路是采用单片机控制器，实现整个机器各部分的自动控制及，所述的显示接口电路采用光耦对触摸屏和单片机系统进行隔离。