CN214612237U - 一种基于can总线的池塘养殖发酵输送系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于CAN总线的池塘养殖发酵输送系统，涉及物联网技术领域，该系统中，存料箱的底部出料口连通发酵罐的进料口且存料箱通过第一称重传感器固定，发酵罐的内部沿着径向直立设置有中空的中央转轴，中央转轴连通喷嘴且外壁设有搅拌桨，发酵罐的底部通过释放阀门连通施放管路，发酵罐内部均布的温度传感器、湿度传感器以及其他传感器均连接到主处理器，主处理器通过CAN控制器和CAN收发器利用CAN总线连接至上位机，上位机对各项执行结构进行控制，该系统自动化程度高，可以实现精准的投放料，使得发酵效果更好，而且通信效率高、不容易出错、在长距离传输上有优势，而且开发难度低，易于实现。

Description

一种基于CAN总线的池塘养殖发酵输送系统

技术领域

本实用新型涉及物联网技术领域，尤其是一种基于CAN总线的池塘养殖发酵输送系统。

背景技术

目前在池塘养殖领域，为了保证水产品的生长环境，通常需要对水塘投放发酵肥，发酵是物料在厌氧条件下经许多微生物分解反应的过程，可以使物料中的物质改变原有状态，提高有效成分的利用，有利于水产品的生长和养殖，因此一套可以有效运转的池塘养殖发酵输送系统是池塘养殖领域所需要的。

实用新型内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种基于CAN总线的池塘养殖发酵输送系统，本实用新型的技术方案如下：

一种基于CAN总线的池塘养殖发酵输送系统，该系统包括：发酵罐、存料箱、生物菌溶液供给装置、施放管路和上位机；

发酵罐的顶部开设有进料口，发酵罐的进料口处设置有立架，存料箱通过第一称重传感器固定在立架上，存料箱中设置有物料；且存料箱的底部出料口通过下料过渡管与发酵罐的进料口连通，下料过渡管的外壁沿周向均匀布置若干个振动器；发酵罐的进料口处设置有第一止料阀门，第一止料气缸连接并驱动第一止料阀门；

发酵罐的内部沿着径向直立设置有中空的中央转轴，中央转轴的一端开口并延伸至发酵罐的外部连通生物菌溶液供给装置作为进液端获取生物菌溶液、另一端位于发酵罐内部并封闭，中央转轴沿着发酵罐的径向间隔设置若干个连通中央转轴内腔的喷嘴；中央转轴的外壁沿着发酵罐的径向间隔设置有若干个搅拌桨，驱动电机连接并驱动中央转轴转动；发酵罐的底部通过释放阀门连通至布设在池塘养殖区的网格状的施放管路，施放管路上间隔设置有喷头并用于将发酵形成的发酵物施放至池塘养殖区；

发酵罐内部均布有若干个温度传感器以及若干个湿度传感器，各个温度传感器、各个湿度传感器以及第一称重传感器均连接到主处理器，主处理器连接CAN控制器，CAN控制器连接CAN收发器，CAN收发器通过CAN总线连接至上位机；发酵罐的外周包覆有恒温加热电阻，上位机连接并控制恒温加热电阻、第一止料气缸、驱动电机以及释放阀门。

其进一步的技术方案为，生物菌溶液供给装置包括过滤水箱、混匀水箱、蠕动泵、生物菌料箱；

生物菌料箱中存储有生物菌，生物菌料箱通过第二称重传感器安装在支架上，第二称重传感器也连接到主处理器，生物菌料箱的出料口连通至混匀水箱且出料口处设置有第二止料阀门，第二止料气缸连接并驱动第二止料阀门，上位机还连接并控制第二止料气缸；

过滤水箱中设置有活性炭，过滤水箱的进水口连通自来水，过滤水箱的出水口处设置有蠕动泵，蠕动泵的出水口处设置有紫外线杀菌装置，蠕动泵的出水口连通至中央转轴的进液端以及混匀水箱，蠕动泵的出水口与混匀水箱之间的管路上设置第一电磁阀，蠕动泵的出水口与中央转轴之间的管路上设置第二电磁阀，混匀水箱中设置有搅拌电机以及潜水泵，潜水泵连通至中央转轴的进液端，中央转轴的进液端处设置有流量传感器，流量传感器也连接到主处理器；上位机连接并控制搅拌电机、蠕动泵、潜水泵、第一电磁阀和第二电磁阀。

其进一步的技术方案为，主处理器采用STM32F103C8T6，CAN控制器采用SJA1000，CAN收发器采用TJA1050，CAN控制器与主处理器的IO口对应连接，CAN控制器的发射端连接第一光耦的负输入端，第一光耦的正输入端通过第一电阻连接+3.3V，第一光耦的输出端连接CAN收发器的发射端；CAN收发器的接收端连接第二光耦的负输入端，第二光耦的正输入端通过第二电阻连接+5V，第二光耦的输出端连接CAN控制器的接收端；CAN收发器的CANH端和CANL端分别用于连接至CAN总线，CAN收发器的CANH端和CANL端之间还连接有第三电阻。

本实用新型的有益技术效果是：

本申请公开了一种基于CAN总线的池塘养殖发酵输送系统，该系统自动化程度高，可以实现精准的投放料，使得发酵效果更好，而且得益于CAN总线的通信优势，该系统通信效率高、不容易出错、在长距离传输上有优势，而且开发难度低，易于实现。

附图说明

图1是本申请的池塘养殖发酵输送系统的系统结构图。

图2是本申请的池塘养殖发酵输送系统的电路结构图。

图3是本申请中CAN控制器与CAN收发器的连接电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。

本申请公开了一种基于CAN总线的池塘养殖发酵输送系统，请参考图1，该系统包括：发酵罐1、存料箱2、生物菌溶液供给装置、施放管路和上位机。

发酵罐1的顶部开设有进料口3，发酵罐1的进料口3处设置有立架4，存料箱2通过第一称重传感器5固定在立架4上，存料箱2中设置有物料。存料箱2的底部出料口通过下料过渡管与发酵罐1的进料口3连通，下料过渡管的外壁沿周向均匀布置若干个振动器6。发酵罐1的进料口3处设置有第一止料阀门7，第一止料气缸连接并驱动第一止料阀门7，图上未示出第一止料气缸。当第一止料气缸驱动第一止料阀门7打开时，存料箱2中的物料会通过进料口3进入发酵罐1中，且通过称重传感器可以使得给料精准，下料过渡管上的振动器6可以有效避免堵料情况。

发酵罐1的内部沿着径向直立设置有中空的中央转轴8，中央转轴8的一端开口并延伸至发酵罐1的外部连通生物菌溶液供给装置作为进液端获取生物菌溶液、另一端位于发酵罐内部并封闭，中央转轴8沿着发酵罐1的径向间隔设置若干个连通中央转轴内腔的喷嘴9，喷嘴9有自动感应片，当压力达到预定值时即自动打开喷射。中央转轴8的外壁沿着发酵罐1的径向间隔设置有若干个搅拌桨10。驱动电机M连接并驱动中央转轴8转动，驱动电机M可以通过齿轮结构等驱动组件连接驱动中央转轴8，是本领域的常规技术，本申请不详细介绍，图上也为示出详细的驱动组件。发酵罐1的底部通过施放阀门11连通至布设在池塘养殖区的网格状的施放管路12，施放管路12上间隔设置有喷头并用于将发酵形成的发酵物施放至池塘养殖区，图上仅示例性的示出了施放管路12的网格状结构，而为详细示出实际的中空管路结构以及喷头，施放管路12上的喷头有自动感应片，当压力达到预定值时即自动打开喷射。

在本申请中，生物菌溶液供给装置包括过滤水箱13、混匀水箱14、蠕动泵15、生物菌料箱。生物菌料箱中存储有生物菌，生物菌料箱通过第二称重传感器安装在支架上，生物菌料箱的出料口连通至混匀水箱且出料口处设置有第二止料阀门，第二止料气缸连接并驱动第二止料阀，其结构与存料箱2类似，图1未示出，且其工作过程也即存料箱2类似，也即第二止料气缸驱动第二止料阀打开时，生物菌料箱中的生物菌进入混匀水箱14中，且通过第二称重传感器可以使得给料精准。过滤水箱13中设置有活性炭，活性炭用于吸附自来水中的杂质，过滤水箱13的进水口连通自来水，过滤水箱13的出水口处设置有蠕动泵15，蠕动泵15的出水口处设置有紫外线杀菌装置16，紫外线杀菌装置16用于对自来水进行杀菌。蠕动泵15的出水口连通至中央转轴8的进液端以及混匀水箱14，蠕动泵15的出水口与混匀水箱14之间的管路上设置第一电磁阀17，蠕动泵15的出水口与中央转轴8之间的管路上设置第二电磁阀18，混匀水箱14中设置有搅拌电机19以及潜水泵20，潜水泵20连通至中央转轴8的进液端，中央转轴9的进液端处设置有流量传感器21。第一电磁阀17打开、第二电磁阀18关闭时，通过启动蠕动泵15可以将经过过滤和杀菌的自来水输送到混匀水箱14，搅拌电机19可以将自来水与生物菌搅拌混匀，潜水泵20将混匀后的生物菌溶液输出给中央转轴8，同时通过流量传感器21可以控制给液量。而当第一电磁阀17关闭、第二电磁阀18打开时，可以直接将自来水输入中央转轴8中进入发酵罐1。

发酵罐1内部均布有若干个温度传感器以及若干个湿度传感器，如图2所示的电路图，各个温度传感器、各个湿度传感器均连接到主处理器，除此之外，上述第一称重传感器6、第二称重传感器和流量传感器21也都连接到主处理器。主处理器连接CAN控制器，CAN控制器连接CAN收发器，CAN收发器通过CAN总线连接至上位机。发酵罐的外周包覆有恒温加热电阻，上位机连接并控制恒温加热电阻、第一止料气缸、第二止料气缸、驱动电机、释放阀门11、搅拌电机19、潜水泵20、蠕动泵15、第一电磁阀17和第二电磁阀18。主处理器通过温度传感器可以采集到发酵罐内的温度，然后通过CAN总线上报给上位机，上位机控制恒温加热电阻的通断即可调节温度。主处理器通过湿度传感器可以采集到发酵罐内的湿度，然后通过CAN总线上报给上位机，上位机控制第一电磁阀17关闭、第二电磁阀18打开、蠕动泵15工作时，可以直接将自来水抽入发酵罐1中调节湿度，结合主处理器通过流量传感器采集到的流量可以对给量过程进行精准控制。同样的，主处理器可以通过两个称重传感器采集给料的重量上报给上位机，上位机由此控制两个止料气缸的工作过程。

在本申请中，主处理器采用STM32F103C8T6，CAN控制器采用SJA1000，CAN收发器采用TJA1050，CAN控制器与主处理器的IO口对应连接，如图3所示，CAN控制器的发射端CANTX连接第一光耦U1的负输入端，第一光耦U1的正输入端通过第一电阻R1连接+3.3V，第一光耦U1的输出端连接CAN收发器U2的发射端D。CAN收发器U2的接收端R连接第二光耦U3的负输入端，第二光耦U3的正输入端通过第二电阻R2连接+5V，第二光耦U3的输出端连接CAN控制器的接收端CANRX。CAN收发器U2的CANH端和CANL端分别用于连接至CAN总线，CAN收发器的CANH端和CANL端之间还连接有第三电阻R3。

在这种结构中，CANH端的状态只能是高电平或悬浮状态，CANL端只能是低电平或悬浮状态，这就保证不会出现像在RS-485网络中当系统有错误、多节点同时向总线发送数据时，导致总线呈现短路，从而损坏某些节点的现象，因此CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能，以使总线上其他节点的操作不受影响，而且CAN总线的总线利用率较高，在长距离的传输上拥有绝对的优势。

以上所述的仅是本申请的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于CAN总线的池塘养殖发酵输送系统，其特征在于，所述系统包括：发酵罐、存料箱、生物菌溶液供给装置、施放管路和上位机；

所述发酵罐的顶部开设有进料口，所述发酵罐的进料口处设置有立架，所述存料箱通过第一称重传感器固定在所述立架上，所述存料箱中设置有物料；且所述存料箱的底部出料口通过下料过渡管与所述发酵罐的进料口连通，所述下料过渡管的外壁沿周向均匀布置若干个振动器；所述发酵罐的进料口处设置有第一止料阀门，第一止料气缸连接并驱动所述第一止料阀门；

所述发酵罐的内部沿着径向直立设置有中空的中央转轴，所述中央转轴的一端开口并延伸至所述发酵罐的外部连通生物菌溶液供给装置作为进液端获取生物菌溶液、另一端位于所述发酵罐内部并封闭，所述中央转轴沿着所述发酵罐的径向间隔设置若干个连通所述中央转轴内腔的喷嘴；所述中央转轴的外壁沿着所述发酵罐的径向间隔设置有若干个搅拌桨，驱动电机连接并驱动所述中央转轴转动；所述发酵罐的底部通过释放阀门连通至布设在池塘养殖区的网格状的所述施放管路，所述施放管路上间隔设置有喷头并用于将发酵形成的发酵物施放至池塘养殖区；

所述发酵罐内部均布有若干个温度传感器以及若干个湿度传感器，各个温度传感器、各个湿度传感器以及所述第一称重传感器均连接到主处理器，所述主处理器连接CAN控制器，所述CAN控制器连接CAN收发器，所述CAN收发器通过CAN总线连接至所述上位机；所述发酵罐的外周包覆有恒温加热电阻，所述上位机连接并控制所述恒温加热电阻、所述第一止料气缸、所述驱动电机以及所述释放阀门。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述生物菌溶液供给装置包括过滤水箱、混匀水箱、蠕动泵、生物菌料箱；

所述生物菌料箱中存储有生物菌，所述生物菌料箱通过第二称重传感器安装在支架上，所述第二称重传感器也连接到所述主处理器，所述生物菌料箱的出料口连通至所述混匀水箱且出料口处设置有第二止料阀门，第二止料气缸连接并驱动所述第二止料阀门，所述上位机还连接并控制所述第二止料气缸；

所述过滤水箱中设置有活性炭，所述过滤水箱的进水口连通自来水，所述过滤水箱的出水口处设置有蠕动泵，所述蠕动泵的出水口处设置有紫外线杀菌装置，所述蠕动泵的出水口连通至所述中央转轴的进液端以及所述混匀水箱，所述蠕动泵的出水口与所述混匀水箱之间的管路上设置第一电磁阀，所述蠕动泵的出水口与所述中央转轴之间的管路上设置第二电磁阀，所述混匀水箱中设置有搅拌电机以及潜水泵，所述潜水泵连通至所述中央转轴的进液端，所述中央转轴的进液端处设置有流量传感器，所述流量传感器也连接到所述主处理器；所述上位机连接并控制所述搅拌电机、蠕动泵、潜水泵、第一电磁阀和第二电磁阀。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述主处理器采用STM32F103C8T6，所述CAN控制器采用SJA1000，所述CAN收发器采用TJA1050，所述CAN控制器与所述主处理器的IO口对应连接，所述CAN控制器的发射端连接第一光耦的负输入端，所述第一光耦的正输入端通过第一电阻连接+3.3V，所述第一光耦的输出端连接所述CAN收发器的发射端；所述CAN收发器的接收端连接第二光耦的负输入端，所述第二光耦的正输入端通过第二电阻连接+5V，所述第二光耦的输出端连接所述CAN控制器的接收端；所述CAN收发器的CANH端和CANL端分别用于连接至CAN总线，所述CAN收发器的CANH端和CANL端之间还连接有第三电阻。

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