CN213302829U - 一种基于无线通信的卷帘机控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于无线通信的卷帘机控制器，包括CPU单元和与CPU单元电性连接的4路卷膜机控制单元、电气控制单元、设备保护单元、无线通信模块、传感器采集单元、2路卷帘机驱动单元和2路电磁阀驱动电路；4路卷膜机控制单元用于驱动卷膜机的启停；电气控制单元用于卷膜机和卷帘机的驱动；设备保护单元用于三相电路相序错误保护、缺相保护、电机过载保护、卷帘机行程限位保护；无线通信模块用于控制器与远程监控管理平台之间的通信；2路卷帘机驱动单元用于大棚前后保温棉帘的控制；2路电磁阀驱动电路用于驱动电磁阀开闭。本实用新型具有安全性高、自动化程度高、操作简单、高效便利的特点。

Description

一种基于无线通信的卷帘机控制器

技术领域

本实用新型涉及卷帘机控制器技术领域，特别是涉及一种基于无线通信的卷帘机控制器。

背景技术

大棚卷帘机是用于温室大棚草帘以及棉帘自动卷放的农业机械设备，卷帘机的出现极大的提高了温室大棚业的机械化程度。传统的卷帘机虽然提高了工作效率，但存在侧卷的安全隐患问题，不能异地实时控制，自动化程度低，难以满足现代农业的要求。随着单片机技术、传感器技术和网络技术的发展并逐步走向成熟，逐渐出现了诸多卷帘机控制器，使卷帘机异地实时控制成为可能。目前市面上常规卷帘机控制器只可手动操作不可对接平台，产品使用远程操作监控性差，安全性能差，往往需要人工到现场操作按钮，浪费人力成本，操作过程十分不便，不注意的情况下会造成棉帘卷到顶后翻越棚顶掉落毁坏的情况，存在极大的安全隐患，并且市面上的卷帘机只是单一的控制棉帘，其他阀门控制、卷膜控制、棚内气象采集还需要另外购置相应的设备，十分繁琐累赘。基于以上问题，需要设计一种能够智能远程控制、操作简单、高集成度的卷帘机控制器。

发明内容

本实用新型的目的是为了提供一种基于无线通信的卷帘机控制器，该控制器集成大棚种植用到的卷帘机、卷膜机、电磁阀、传感器采集于一体，功能多样，智能化程度高，并且能够实现用户远程操作、远程监控。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种基于无线通信的卷帘机控制器，包括：金属电器柜壳体和位于所述壳体内部的控制板；所述控制板包括CPU单元和与所述CPU单元电性连接的4路卷膜机控制单元、电气控制单元、设备保护单元、无线通信模块、2路卷帘机驱动单元和2路电磁阀驱动电路；所述4路卷膜机控制单元用于驱动卷膜机的启停；所述电气控制单元用于弱电驱动强电，包括卷膜机和卷帘机的驱动；所述设备保护单元用于三相电路相序错误保护、缺相保护、电机过载保护和卷帘机行程限位保护；所述无线通信模块用于所述控制器与远程监控管理平台之间的通信；所述2路卷帘机驱动单元用于大棚前后保温棉帘的控制；所述2路电磁阀驱动电路用于驱动电磁阀开闭。

可选的，所述基于无线通信的卷帘机控制器还包括传感器采集单元，所述传感器采集单元与所述CPU单元电性连接；所述传感器采集单元包括空气温湿度传感器、光照度传感器、土壤温湿度传感器，用于采集大棚内重要的作物生长信息并传输至所述远程监控管理平台。

可选的，所述CPU单元采用STM32F103VG主控芯片。

可选的，所述设备保护单元采用TLP521隔离芯片。

可选的，所述无线通信模块采用2G无线通信模块、4G无线通信模块、或LORA无线通信模块。

可选的，所述电气控制单元包括三相电机控制电路、交流接触器辅助电路、手动控制电路和限位电路，所述三相电机控制电路用于控制电机正反转以及停止，所述交流接触器辅助电路中串联有相序保护、过载保护、本地停止和远程停止的常闭触点，用于供电线路的保护，所述手动控制电路用于手动控制接通相应方向线路并且屏蔽相应方向限位，所述限位电路用于卷帘机控制器限位保护。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：本实用新型提供的基于无线通信的卷帘机控制器，采用相位、限位、过载保护，提高了控制器使用过程中的安全性，同时还可以检测电压欠压和过压，以及缺相，当检测到异常后能够立即停止卷帘机并且上报远程监控管理平台报警；通过应用无线通信模块实现了本地设备与远程监控管理平台之间的通信，具有远程操作、远程控制的功能，节省了大量的人力物力；控制器集成大棚种植用到的卷帘机、卷膜机、电磁阀、传感器采集于一体，功能多样，用户只需购买一套控制系统即可对棚内卷帘，卷膜，阀门和数据采集进行统一管理；本实用新型提供的基于无线通信的卷帘机控制器具有安全性高、自动化程度高、操作简单、高效便利的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型基于无线通信的卷帘机控制器的功能模块示意图；

图2为本实用新型基于无线通信的卷帘机控制器的卷帘机弱电驱动电路图；

图3为本实用新型基于无线通信的卷帘机控制器的卷帘机正转状态接交流接触器常闭触点电路图；

图4为本实用新型基于无线通信的卷帘机控制器的卷帘机反转状态接交流接触器常闭触点电路图；

图5为本实用新型基于无线通信的卷帘机控制器的过载保护电路图；

图6为本实用新型基于无线通信的卷帘机控制器的相序保护电路图；

附图标记说明：1、CPU单元；2、4路卷膜机控制单元；3、传感器采集单元；4、电器控制单元；5、设备保护单元；6、无线通信模块；7、2路卷帘机驱动单元；8、2路电磁阀驱动电路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是为了提供一种基于无线通信的卷帘机控制器，该控制器集成大棚种植用到的卷帘机、卷膜机、电磁阀、传感器采集于一体，功能多样，智能化程度高，并且能够实现用户远程操作、远程监控。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型提供的基于无线通信的卷帘机控制器，包括电器柜壳体和位于所述壳体内部的控制板，所述壳体采用金属电器柜，所述控制器集成在所述金属电器柜中，引3相电、电机线和限位信号线，便于安装和维护。如图1所示，所述控制板包括CPU单元1和与所述CPU单元1电性连接的4路卷膜机控制单元2、传感器采集单元3、电气控制单元4、设备保护单元5、无线通信模块6、2路卷帘机驱动单元7和2路电磁阀驱动电路8；

所述CPU单元1采用STM32F103VG主控芯片，用于负责传输协议解析、电池电量监测报警、脉冲电磁阀的驱动；所述4路卷膜机控制单元2可控制4路卷膜机，其中前两路卷膜机和前一路卷帘机联动(当卷帘机在下限位时卷膜机禁止操作，当卷帘机从上限放至下限时先放卷膜机后放卷帘机)，避免用户操作带来不必要的设备损坏；所述电气控制单元4用于弱电驱动强电，包括卷膜机和卷帘机的驱动，所述电气控制单元4实现手动控制可脱离控制板使用，且带限位保护，实现了闭环操作的安全性；所述电气控制单元4包括旋钮开关，按钮开关，电源指示灯，交流接触器，相位保护器和接线端子；如图2所示，所述电气控制单元4电路图通过uln2001ds驱动卷帘机的卷帘，放帘，停止3个继电器；第一部分为三相电机控制电路，用两个交流接触器控制电机正反转以及停止；第二部分为交流接触器辅助电路，用DC24V给辅助线圈供电，辅助线圈中将相序保护，过载保护，本地停止，远程停止的常闭触点串联到供电线路中；第三部分为手动控制部分，手动控制接通相应方向线路并且屏蔽相应方向限位；第四部分为限位部分，上线限位常闭点串联，常开点作为控制板限位识别输入点；所述设备保护单元5用于三相电路相序错误保护、缺相保护、电机过载保护、卷帘机行程限位保护，判断是否有相序错误，限位信息，过载，欠压等常闭触点是否断开；所述设备保护单元5主要实现三相电路相序错误保护、缺相保护、电机过载保护、卷帘机行程限位保护，通过外部触发开关实现硬件保护，通过运行时间实现软件限位保护；当检测到电压欠压过压、缺相等信息上传至所述CPU单元1，由所述CPU单元1将报警信息上传至远程监控管理平台报警,限位保护任何一个限位被触发都会停止当前动作，当再次启动时，反屏蔽限位功能使驱动电路继续供电使设备正常工作，这样既提高了设备安全性又提高了设备的稳定性和可操作性；卷帘机和卷膜机互相联动保护卷膜机，当棉帘压着薄膜时，薄膜不可操作，放帘时检测到薄膜在开启状态会先关闭薄膜再进行放帘；所述设备保护单元5采用高稳定的隔离芯片TLP521，所述设备保护单元5保护电路如图3至图6所示；所述无线通信模块6的天线置于所述金属电器柜壳体内部，防盗、防丢，所述无线通信模块6负责本地设备与远程监控管理平台之间的信息交互，实现用户远程操作、远程监控的功能，所述无线通信模块6采用接口兼容思路，可以采用2G无线通信模块、4G无线通讯模块或LORA无线通讯模块，本实施例中采用移远M26-2G通信模组，采用LDO供电方式，与主板连接采用直插式的方式，便于维护更换和组装；所述2路卷帘机驱动单元7用于大棚前后保温棉帘的控制；所述2路电磁阀驱动电路8采用MOSFET搭建H桥实现电磁脉冲阀的驱动，同时控制单元加限流电阻进行过载保护；所述传感器采集单元3包括空气温湿度传感器、光照度传感器、土壤温湿度传感器，所述传感器采集单元3参与大棚卷帘机，卷膜机的联动，可采集土壤温湿度，空气温湿度，光照度等棚内重要作物生长信息，供用户远程监控，所述传感器采集单元3主要通过RS485接口与传感器通信，通过MODBUS协议获取具体传感器数据；

本实用新型提供的基于无线通信的卷帘机控制器，采用相位、限位、过载保护，提高了控制器使用过程中的安全性，同时还可以检测电压欠压和过压，以及缺相，当检测到异常后能够立即停止卷帘机并且上报远程监控平台报警；通过应用无线通信模块实现了本地设备与远程监控管理平台之间的通信，具有远程操作、远程控制的功能，节省了大量的人力物力；控制器集成大棚种植用到的卷帘机、卷膜机、电磁阀、传感器采集于一体，功能多样，用户只需购买一套控制系统即可对棚内卷帘，卷膜，阀门和数据采集进行统一管理；本实用新型提供的基于无线通信的卷帘机控制器具有安全性高、自动化程度高、操作简单、高效便利的特点。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (6)

1.一种基于无线通信的卷帘机控制器，其特征在于，包括：金属电器柜壳体和位于所述壳体内部的控制板；所述控制板包括CPU单元(1)以及与所述CPU单元(1)电性连接的4路卷膜机控制单元(2)、电气控制单元(4)、设备保护单元(5)、无线通信模块(6)、2路卷帘机驱动单元(7)和2路电磁阀驱动电路(8)；所述4路卷膜机控制单元(2)用于驱动卷膜机的启停；所述电气控制单元(4)用于弱电驱动强电，包括卷膜机和卷帘机的驱动；所述设备保护单元(5)用于三相电路相序错误保护、缺相保护、电机过载保护和卷帘机行程限位保护；所述无线通信模块(6)用于所述控制器与远程监控管理平台之间的通信；所述2路卷帘机驱动单元(7)用于大棚前后保温棉帘的控制；所述2路电磁阀驱动电路(8)用于驱动电磁阀开闭。

2.根据权利要求1所述的基于无线通信的卷帘机控制器，其特征在于，还包括传感器采集单元(3)，所述传感器采集单元(3)与所述CPU单元(1)电性连接；所述传感器采集单元(3)包括空气温湿度传感器、光照度传感器、土壤温湿度传感器，用于采集大棚内重要的作物生长信息并传输至所述远程监控管理平台。

3.根据权利要求1所述的基于无线通信的卷帘机控制器，其特征在于，所述CPU单元(1)采用STM32F103VG主控芯片。

4.根据权利要求1所述的基于无线通信的卷帘机控制器，其特征在于，所述设备保护单元(5)采用TLP521隔离芯片。

5.根据权利要求1所述的基于无线通信的卷帘机控制器，其特征在于，所述无线通信模块(6)采用2G无线通信模块、4G无线通信模块、或LORA无线通信模块。

6.根据权利要求1所述的基于无线通信的卷帘机控制器，其特征在于，所述电气控制单元(4)包括三相电机控制电路、交流接触器辅助电路、手动控制电路和限位电路，所述三相电机控制电路用于控制电机正反转以及停止，所述交流接触器辅助电路中串联有相序保护、过载保护、本地停止和远程停止的常闭触点，用于供电线路的保护，所述手动控制电路用于手动控制接通相应方向线路并且屏蔽相应方向限位，所述限位电路用于卷帘机控制器限位保护。

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