CN220088165U - 一种智能花菇远程湿度控制装置 - Google Patents

Abstract

一种智能花菇远程湿度控制装置，包括电源模块、湿度传感器、单片机模块、GPRS模块、手机远程控制模块、喷雾机构，还具有控制电路；喷雾机构包括安装在一起的电磁阀、连接管、喷雾头、蜗壳和叶轮，蜗壳的外侧分别安装有进水管、排水管，进水管另一端和电磁阀一端连接，电磁阀另一端和自来水管并联连接，电源模块、湿度传感器、单片机模块、GPRS模块、手机远程控制模块、控制电路安装在元件盒内并电性连接。本新型喷雾头能通过水力作用旋转进行喷雾，能实现更大的水雾覆盖，相应节省了设备建设投资，还能实时远传现场的湿度数据，远端相关人员接收到数据时，能主动进行喷雾增加湿度，防止了相关设备损坏，花菇湿度过小，对花菇等种植带来的不利影响。

Description

一种智能花菇远程湿度控制装置

技术领域

本实用新型涉及湿度控制设备技术领域，特别是一种智能花菇远程湿度控制装置。

背景技术

花菇是菌中之星，是香菇子实体在特殊环境下产生的一种优等菇；花菇的顶面呈现淡黑色，菇纹开暴花，白色，菇底呈淡黄色；花菇因顶面有花纹而得名。现有的花菇一般采用菌袋大棚方式进行种植，种植中，将若干袋装花菇培养基分层摆放在种植架上。花菇在种植中，需要实时监测大棚内的湿度，在湿度过低时，打开喷雾设备为花菇菌袋进行喷水、提高菌袋的湿度，满足其生长需要。

随着工业技术的进步，花菇等种植中湿度自动控制技术也得到了一定发展，比如我国专利号“201520820380.3”、专利名称“一种蔬菜大棚湿度自动控制装置”的授权专利(本申请人在国知局及专业专利检索网站输入“花菇湿度控制”关键字等，并未检索到和本申请方案接近的技术)，其内容记载到“中央控制器根据湿度感应器的检测数据作出判断，当大棚内某个位置湿度太低时，根据湿度传感器的位置，控制开启最近的喷淋头，实现湿度的自动调节；整个过程无需人工干预，解放了劳动力，降低了生产成本”。上述可见，虽然对比专利能实现非人工管理模式下，控制大棚内的湿度，但是其和现有本领域其他湿度控制设备一样，由于结构所限，还存在下述问题。其一：喷淋头是处于固定结构，也就是说其喷出的水雾覆盖面积有限，举例来说，用于种植花菇等时，两个并列的种植架(为了实现单位面积有效利用，两者之间间距一般不大，能允许工作人员通过及采摘作业就行，每个种植架一侧一般纵向摆放一袋多层花菇种植菌袋)需要各自安装一套喷淋设备，这样会给建设安装带来一定不利影响，且相应增加了投资成本。其二：远端人员不能实时掌握现场湿度数据，当极端情况下，控制湿度的设备(比如中央控制器)出现故障后，存在种植的花菇等因湿度过小、工作人员不知情没有及时处理，对花菇生长带来不利影响的问题。综上，提供一种能实现更大水雾覆盖、减少投资成本，并能远传湿度数据，方便远端人员实时控制大棚内湿度的装置显得尤为必要。

实用新型内容

为了克服现有应用于种植大棚内的湿度控制设备，由于结构所限存在如背景所述弊端，本实用新型提供了用于花菇、但不限于花菇的种植使用，应用中，在相关机构共同作用下，喷雾头能通过水力作用旋转进行喷雾，能实现更大的水雾覆盖，使得相邻两个种植架的花菇在一套设备作用下就能实现喷水增加湿度，相应节省了设备建设投资，还能实时远传现场的湿度数据，远端相关人员能根据实际需要实时控制进行喷雾、增加湿度，防止了相关设备损坏，相关人员不知情，湿度过小，对花菇种植带来不利影响的一种智能花菇远程湿度控制装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种智能花菇远程湿度控制装置，包括电源模块、湿度传感器、单片机模块、GPRS模块、手机远程控制模块、喷雾机构，其特征在于，还具有控制电路；所述喷雾机构包括电磁阀、连接管、喷雾头、蜗壳和叶轮，蜗壳的外侧分别安装有进水管、排水管，进水管另一端和电磁阀一端连接，电磁阀另一端和自来水管并联连接，蜗壳一侧端有开孔，开孔外侧端安装有套管，套管内安装有至少两只轴承，蜗壳另一侧端内安装有轴承座，连接管一端安装在套管的两只轴承及轴承座的轴承内圈内；所述套管外侧安装有分管，分管和蜗壳的排水管连接；所述喷雾头有多支，多只喷雾头的进液管间隔距离安装在连接管上端，连接管另一端安装在一个轴承座A的轴承内圈内；所述电源模块、湿度传感器、单片机模块、GPRS模块、手机远程控制模块、控制电路安装在元件盒内，湿度传感器的信号输出端和单片机模块、控制电路的信号输入端电性连接，控制电路及手机远程控制模块的电源输出端和电磁阀的电源输入端电性连接。

进一步地，所述蜗壳的内径大于叶轮的外径、且叶轮两侧端和蜗壳内两侧端间隔距离。

进一步地，所述轴承的内外圈之间两端均安装有水封圈。

进一步地，所述套管内两只轴承之间部位、连接管表面间隔距离分布有多个进水孔；电磁阀是常闭阀芯电磁阀。

进一步地，所述控制电路包括电性连接的可调电阻、电阻、NPN三极管和继电器，可调电阻一端和第一只电阻一端、第二只电阻一端连接，第二只电阻另一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端连接，继电器正极电源输入端及控制电源输入端连接，第一只电阻另一端和NPN三极管发射极连接。

进一步地，所述轴承座A及蜗壳的外侧端分别安装有固定板，固定板安装在两个种植架上端之间的固定架下。

进一步地，所述连接管另一端下安装有磁铁，轴承座A上安装有干簧管；干簧管两个接线端电性串联在继电器常闭触点端和电磁阀的电源输入一端之间。

本实用新型有益效果是：本新型用于花菇、但不限于花菇的种植使用，应用中，自来水进入蜗壳内驱动叶轮转动，叶轮带动连接管及多只喷雾头转动，这样，喷雾头能通过水力作用旋转进行喷雾，能实现更大的水雾覆盖，使得相邻两个种植架的花菇在一套设备作用下就能实现喷水增加湿度，相应节省了设备建设投资，还能经单片机模块及GPRS模块实时远传现场的湿度数据，远端相关人员接收到数据时，能根据实际需要经手机远程实时控制电磁阀打开，主动进行喷雾增加湿度，防止了相关设备损坏，相关人员不知情，湿度过小，对花菇等种植带来的不利影响。基于上述，本新型具有好的应用前景。

附图说明

以下结合附图和实施例将本实用新型做进一步说明。

图1是本实用新型整体结构及局部放大结构示意图。

图2是本实用新型电路图。

具体实施方式

图1、2所示，一种基于控制的智能花菇湿度控制装置，包括电源模块U1(现有成熟技术，本新型不再对其工作原理做赘述)、湿度传感器U2(现有成熟技术，本新型不再对其工作原理做赘述)、单片机模块U3(现有成熟技术，本新型不再对其工作原理做赘述)、GPRS模块U4(现有成熟技术，本新型不再对其工作原理做赘述)、手机远程控制模块U5(现有成熟技术，本新型不再对其工作原理做赘述)、喷雾机构，具有控制电路1；所述喷雾机构包括电磁阀DC、连接管2、喷雾头3、蜗壳4和叶轮5，蜗壳4的后上端中部及下端各焊接有一根和其内部互通的进水管41、排水管42，进水管51后端和电磁阀DC一端经螺纹连接，电磁阀DC另一端和自来水管经管道并联连接，蜗壳4左侧端有个开孔，开孔左外侧端横向焊接有一只套管6，套管6内由左至右间隔一定距离紧套有两只轴承61，蜗壳6内侧端右中部经螺杆螺母安装有一个轴承座(图中未画出)，连接管2右端密封紧套在套管的两只轴承61及轴承座的轴承内圈内；所述连接管2左部位于蜗壳4外侧端，叶轮5中部焊接在连接管2右外侧端且位于蜗壳4内；所述连接管2的左右侧为封闭式结构，套管6的下端中部外垂直焊接有一只和套管内互通的分管7，分管7和蜗壳的排水管42经管道接头连接；所述喷雾头3有多支，和多只喷雾头3进水端相连的进液管31左右间隔距离垂直焊接在连接管2上端多个开孔上、且和连接管2内互通，连接管2左端外部紧套在一个轴承座A8的轴承内圈内；所述电源模块U1、湿度传感器U2(探测头位于元件盒前端开孔外)、单片机模块U3、GPRS模块U4、手机远程控制模块U5、控制电路1安装在元件盒9内电路板上。

图1、2所示，蜗壳4的内径大于叶轮5的外径、且叶轮5两侧端和蜗壳4内两侧端间隔距离。喷雾头3(和普通喷雾器喷嘴结构一致)的喷孔位于上端；每个轴承61的内外圈之间左端及右端均安装有水封圈(防止漏水)。套管内两只轴承61之间部位、连接管2表面间隔距离分布有多个进水孔21；电磁阀DC是常闭阀芯电磁阀。控制电路包括经电路板布线连接的可调电阻RP1、电阻R1及R2、NPN三极管Q1和继电器K1，可调电阻RP1一端和第一只电阻R1一端、第二只电阻R2一端连接，第二只电阻R2另一端和NPN三极管Q1基极连接，NPN三极管Q1集电极和继电器K1负极电源输入端连接，继电器K1正极电源输入端及控制电源输入端连接，第一只电阻R1另一端和NPN三极管Q1发射极连接。轴承座A及蜗壳的外侧端分别焊接有一个固定板10，两个固定板10纵向分布安装在两个种植架上端之间的固定架(图中未画出)下中部。连接管左侧端位于轴承座A右部位置处下、垂直粘接有一只永久磁铁CT，左端固定板的中部右侧焊接有一只支撑板11，支撑板11下用胶粘接有一只干簧管GH、且干簧管GH的动触点位于下部，磁铁CT转动到上端时、磁铁CT的上端位于干簧管GH下端(间隔3毫米)，干簧管GH内部触点开路；干簧管GH两个接线端经导线串联在继电器K1常闭触点端和电磁阀DC的正极电源输入端之间。

图1、2所示，电源模块U1的电源输入端1及2脚和交流220V电源两极分别经导线连接，电源模块U1的电源输出端3及4脚和控制电路的电源输入端继电器K1正极电源输入端及电阻R1另一端、湿度传感器U2的电源输入端1及2脚、单片机模块U3的电源输入端1及2脚、GPRS模块U4电源输入端1及2脚、手机远程控制模块U5的电源输入端1及2脚分别经导线连接。单片机模块U3的信号输出端和GPRS模块U4的信号输入端经导线连接，湿度传感器U2的信号输出端3脚和单片机模块U3的信号输入端3脚、控制电路的信号输入端可调电阻RP1另一端经导线连接。控制电路的电源输出端继电器K1常闭触点端及NPN三极管Q1发射极、手机远程控制模块U5的电源输出端3及2脚和电磁阀DC的电源输入两端分别经导线连接，单片机模块U3的信号输出端和GPRS模块U4的信号输入端经导线连接。

图1、2所示，本新型用于花菇、但不限于花菇的种植使用，实际应用中安装多套在相应区域(元件盒安装在相应两个种植架上端之间，这样本新型能将大棚内分成多个区域进行湿度控制，控制更为精准)。220V交流电源进入电源模块U1的电源输入端后，电源模块U1的3及4脚输出稳定的直流12V电源进入控制电路、湿度传感器U2、单片机模块U3、GPRS模块U4、手机远程控制模块U5的电源输入端，上述电路及传感器得电工作。湿度传感器U2得电后、随探测头检测湿度信号不同其3脚会输出动态变化的电压信号到可调电阻RP1另一端；当现场湿度达到经可调电阻RP1设定的阈值时，湿度传感器U2输出的电压信号经电阻R1分压，电阻R2降压限流进入NPN三极管Q1基极高于0.7V，NPN三极管Q1导通集电极输出低电平进入继电器K1负极电源输入端，继电器K1得电吸合其控制电源输入端和常闭触点端开路，电磁阀DC不会得电阀芯关闭，喷雾头3不喷出水雾、相应区域保持当前湿度。当现场湿度低于经可调电阻RP1设定的阈值时(后文介绍原理)，湿度传感器U2输出的电压信号经电阻R1分压，电阻R2降压限流进入NPN三极管Q1基极低于0.7V，NPN三极管Q1截止集电极不再输出低电平进入继电器K1负极电源输入端，继电器K1失电不再吸合其控制电源输入端和常闭触点端闭合，电磁阀DC得电阀芯打开，这样，自来水会经蜗壳4进水管41流入、排水管42流出、然后通过连接管位于两只轴承61之间的多个进水孔21进入连接管2内，再从多个喷雾头3雾状喷出，对相应区域增加湿度(水雾不会直接喷洒在湿度传感器U2的探测头上)。当相应区域湿度够后，湿度传感器A2的3脚输出的电压信号再次相对大，继电器K1再次得电，电磁阀DC失电阀芯关闭，实现了相应区域的湿度精确控制。

图1、2所示，本新型中，湿度传感器U2的3脚随相应区域湿度输出动态变化的湿度电压信号进入单片机模块U3的信号输入端，单片机模块U3将动态变化的电压信号转换为数字信号输出到GPRS模块U4的信号输入端，GPRS模块U4将动态变化的信号经无线移动网络远传，远端相关人员经身边智能手机或者PC机应用接收到数据后，就能直观了解现场相关区域的湿度数据。相关人员接收到数据后(当湿度过小)，就可根据需要进行湿度远程控制，相关人员经手边手机发出第一路无线闭合信号，手机远程控制模块U5接收到后其3脚输出高电平进入电磁阀DC的正极电源输入端，电磁阀DC得电阀芯打开，这样，自来水会经蜗壳4流入流出、然后通过连接管位于两只轴承61之间的多个进水孔21进入连接管2内，再从多个喷雾头3雾状喷出，对相应区域增加湿度；当相应区域湿度够后(相关人员经手机等了解到具体情况后，就可远程关闭电磁阀DC的电源)。通过上述，本新型喷雾头能通过水力作用旋转进行喷雾，能实现更大的水雾覆盖，使得相邻两个种植架的花菇在一套设备作用下就能实现喷水增加湿度，相应节省了设备建设投资，还能经单片机模块及GPRS模块实时远传现场的湿度数据，远端相关人员接收到数据时，能根据实际需要经手机远程实时控制电磁阀打开，主动进行喷雾增加湿度，防止了相关设备损坏，相关人员不知情，湿度过小，对花菇等种植带来的不利影响。

图1、2所示，本新型中，自来水进入蜗壳4内，是经进水管41进入、排水管2流出，这样叶轮5会在流入、流出水流冲击下转动，叶轮5带动连接管2转动，连接管2转动的同时、多个喷雾头3转动，多个喷雾头就会在转动中对相关区域进行喷雾加湿(蜗壳内流出的水经排水管流出进入套管内，再从连接管多个进水孔进入连接管内，从喷雾头喷出)。本新型中，每次水力驱动连接管转动，磁铁CT转动到接近上方时(此刻多个喷雾头接近转动到下端)，磁铁CT的磁性作用力作用于干簧管GH，干簧管GH内部触点开路，这样，电磁阀DC会失电阀芯关闭，转动一定角度后(此角度喷雾头喷出的水不会落在喷洒在地面)，磁铁CT的磁性作用力不再作用于干簧管GH，干簧管GH内部触点闭合，这样，电磁阀DC得电阀芯打开，继续对相应处于进行喷水雾增加湿度工作。通过上述，本新型对相应区域喷水雾增加湿度过程中，尽可能减少了水雾喷洒在地面、造成地面过于湿滑以及浪费水源。本申请人需要申明的是，单片机模块将输入的模拟量电压信号(比如水压传感器输入的水压信号)转换为数字数据信号、输出到GPRS模块，GPRS模块将相关数据远传，相关人员通过智能手机或PC机查看数据，是物联网技术领域中成熟的技术，本实施例只是将现有成熟的物联网技术用到了现场湿度数据的传输及显示，所以，单片机模块将输入的模拟量电压信号转换为数字数据信号、输出到GPRS模块，GPRS模块将相关数据远传，相关人员通过智能手机或PC机查看数据不属于本新型保护范围之内。

图2中，NPN三极管Q1型号是9013；继电器K1是DC12V继电器；电阻R1、R2阻值分别是10K、47K；可调电阻RP1阻值是470K(本实施例调节到120K，其手柄位于元件盒前端开孔外，可调电阻RP1的电阻值调节得越大时其分压越大，那么相应区域湿度相对大时继电器K1才会得电吸合，也就是本新型的湿度探测阈值设置得相对大；可调电阻RP1的电阻值调节得越小时其分压越小，那么相应区域湿度相对小时继电器K1就会得电吸合，也就是本新型的湿度探测阈值设置得相对小)；干簧管GH是常闭触点型干簧管；电源模块A1是交流220V转直流12V电源模块成品；GPRS模块U4(还能采用4G或5G模块代替)型号是ZLAN8100(具有RS485数据输入端口)；单片机模块U3的主控芯片型号是STC12C5A60S2，单片机模块成品U3上有拟信号接入端，单片机模块成品U3上有一个RS485数据输出端口；电磁阀DC是工作电压直流12V、功率2W的常闭阀芯电磁阀；湿度传感器U2是型号FK-TH800的湿度变送器成品，其具有两个电源输入端、一个信号输出端，随检测区域的湿度不同信号输出端会输出动态变化的电压信号；手机远程控制模块U5是型号CL4-GPRS的远程无线控制器成品，其具有两个电源输入端1及2，四路控制电源输出接线端，使用中，通过现有成熟的手机APP技术，使用者可在远端经手机APP通过无线移动网络分别发送出控制指令，远程无线控制器成品U2接收到控制指令后，会分别控制四路控制电源输出端输出或不输出电源。

需要说明的是，尽管上述内容已经示出和描述了本实用新型的实施例，但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式，因此，本实用新型的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种智能花菇远程湿度控制装置，包括电源模块、湿度传感器、单片机模块、GPRS模块、手机远程控制模块、喷雾机构，其特征在于，还具有控制电路；所述喷雾机构包括电磁阀、连接管、喷雾头、蜗壳和叶轮，蜗壳的外侧分别安装有进水管、排水管，进水管另一端和电磁阀一端连接，电磁阀另一端和自来水管并联连接，蜗壳一侧端有开孔，开孔外侧端安装有套管，套管内安装有至少两只轴承，蜗壳另一侧端内安装有轴承座，连接管一端安装在套管的两只轴承及轴承座的轴承内圈内；所述套管外侧安装有分管，分管和蜗壳的排水管连接；所述喷雾头有多支，多只喷雾头的进液管间隔距离安装在连接管上端，连接管另一端安装在一个轴承座A的轴承内圈内；所述电源模块、湿度传感器、单片机模块、GPRS模块、手机远程控制模块、控制电路安装在元件盒内，湿度传感器的信号输出端和单片机模块、控制电路的信号输入端电性连接，控制电路及手机远程控制模块的电源输出端和电磁阀的电源输入端电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能花菇远程湿度控制装置，其特征在于，蜗壳的内径大于叶轮的外径、且叶轮两侧端和蜗壳内两侧端间隔距离。

3.根据权利要求1所述的一种智能花菇远程湿度控制装置，其特征在于，轴承的内外圈之间两端均安装有水封圈。

4.根据权利要求1所述的一种智能花菇远程湿度控制装置，其特征在于，套管内两只轴承之间部位、连接管表面间隔距离分布有多个进水孔；电磁阀是常闭阀芯电磁阀。

5.根据权利要求1所述的一种智能花菇远程湿度控制装置，其特征在于，控制电路包括电性连接的可调电阻、电阻、NPN三极管和继电器，可调电阻一端和第一只电阻一端、第二只电阻一端连接，第二只电阻另一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端连接，继电器正极电源输入端及控制电源输入端连接，第一只电阻另一端和NPN三极管发射极连接。

6.根据权利要求1所述的一种智能花菇远程湿度控制装置，其特征在于，轴承座A及蜗壳的外侧端分别安装有固定板，固定板安装在两个种植架上端之间的固定架下。

7.根据权利要求5所述的一种智能花菇远程湿度控制装置，其特征在于，连接管另一端下安装有磁铁，轴承座A上安装有干簧管；干簧管两个接线端电性串联在继电器常闭触点端和电磁阀的电源输入一端之间。