本發明涉及設施農業機械領域，具體涉及一種日光溫室自動通風卷膜器防堵轉控制系統及算法。

背景技術：

在利用自動控制的溫室大棚進行農業生產時，由于晝夜溫差的變化，需要在夜間將通風口處的保溫膜和整個大棚的保溫被依次鋪放實現大棚的保溫，而到了白天，又需要依次卷起保溫被和保溫膜，使陽光照射進來，并通風實現空氣的流動，降低二氧化碳濃度。而在現實操作中我們發現會經常出現這樣的問題，由于保溫被與通風口保溫膜的控制由不同的裝置或系統實現，在打開通風口時若保溫被未全部卷起而壓住保溫膜，卷動保溫膜的卷膜器如果工作就會堵轉；當鋪放保溫被時若保溫膜未完全放下，保溫被已經覆蓋在通風口壓住保溫膜，當卷膜器繼續工作關閉通風口時也會堵轉，堵轉電流的出現可能會導致燒壞卷膜器或者控制器線路，對設備造成極大破壞。

技術實現要素：

為解決上述問題，本發明提供一種日光溫室自動通風卷膜器防堵轉控制系統及算法，在實現卷簾機和卷膜器根據預設時間及參數完成卷起及下落功能的同時，重點解決保溫被和卷膜器的準確定位問題，保證卷簾與通風控制的合理順序，有效避免卷膜器及相應控制線路因堵轉電流過大可能存在的燒毀現象。

本發明是通過如下技術方案實現的，本發明提供一種日光溫室卷膜通風防堵轉控制系統，包括安裝在棚頂的卷簾機和安裝在通風口處的卷膜器，保溫被纏繞在卷簾軸上，保溫膜纏繞在卷膜軸上，還包括控制箱，在控制箱內安裝有控制板，所述控制板分別與卷簾機、卷膜器、安裝在通風口處的通風開關、安裝在棚內的溫度傳感器、保溫被位置檢測光電開關組和卷膜軸位置檢測光電開關組電連接，所述保溫被位置檢測光電開關組安裝在通風口處且能夠檢測到保溫被的位置；卷膜軸位置檢測光電開關組安裝在通風口處且能夠檢測到卷膜軸的位置。

控制板通過預設時間決定保溫被的卷起與落下；通過溫度傳感器采集的溫度決定通風開關的啟閉和卷膜機的正轉、反轉，完成通風口的開、閉控制；另外，使用保溫被位置檢測光電開關組和卷膜軸位置檢測光電開關組分別對保溫被和卷膜器位置進行定位，實現對卷簾機與卷膜器正確工作順序的控制。

作為優選，還包括安裝在墻體兩側的卷膜器支撐底座，卷膜器的兩端通過卷膜器支撐軸支撐在卷膜器支撐底座上。增加卷膜器的穩定性。

作為優選，還包括固定在通風口處墻體上部的安裝架ⅰ，安裝架ⅰ上部設有與墻體上表面弧度一致的固定架，且固定架置于墻體上表面的上方；所述保溫被位置檢測光電開關組由六個光電開關組成，六個光電開關均布在固定架上，且兩端的光電開關與通風口的寬度相對應。保溫被位置檢測光電開關組用于檢測保溫被的實時位置。

作為優選，還包括固定在通風口處墻體中上部的安裝架ⅱ，安裝架ⅱ上部設有與卷膜器支撐軸運動軌跡弧度一致的固定架，且固定架置于卷膜器的下方；所述卷膜軸位置檢測光電開關組由六個光電開關組成，六個光電開關均布在固定架上，且兩端的光電開關與卷膜器支撐軸運動軌跡的兩端相對應。卷膜軸位置檢測光電開關組檢測卷膜器支撐軸的位置也即檢測卷膜器的實時位置。

作為優選，所述保溫被位置檢測光電開關組與卷膜軸位置檢測光電開關組間的豎直距離保持在15-18cm。為保證卷膜機卷軸與卷簾機卷軸之間的合理距離，避免卷膜機卷軸與卷起保溫被擠壓，兩組光電開關間的豎直距離保持在15-18cm，可根據不同保溫被類型進行調節。

作為優選，所述控制箱內還安裝有開關電源和觸摸屏；所述開關電源和觸摸屏分別與控制板電連接。所述開關電源將交流220v電壓轉換為24v及5v直流電壓；所述觸摸屏用來顯示棚內溫度、工作狀態，以及卷簾機升起、降落的時間設置，通風口打開、關閉對應的棚內溫度。

作為優選，所述控制板采用arm處理器，在arm處理器上設有電源單元、設定單元、通信接口、溫度傳感器接口、卷簾機工作控制繼電器組和卷膜器工作控制繼電器組；所述溫度傳感器接口與溫度傳感器連接，電源單元與開關電源電連接，通信接口分別通風開關、觸摸屏、保溫被位置檢測光電開關組和卷膜軸位置檢測光電開關組電連接，卷簾機工作控制繼電器組和卷膜器工作控制繼電器組分別與卷簾機和卷膜器電連接。電源單元將5v轉3.3v電壓。

作為優選，所述溫度傳感器采用數字式單總線傳感器ds18b20。可保證放于溫室中部的傳感器探頭與控制箱內控制板進行可靠數據傳輸，控制板根據接收到的溫度信息決定是否進行通風。

本發明的另一方面提供一種日光溫室自動通風卷膜器防堵轉控制系統的算法，包括定時卷簾、測溫通風及基于保溫被與卷膜軸位置檢測的防堵轉控制邏輯；

所述定時卷簾指用戶可通過觸摸屏設定每天保溫被卷起和落下的時間，控制保溫被定時卷起與落下；

所述測溫通風指用戶通過觸摸屏可設置通風口打開和關閉所對應的溫度，通過溫度傳感器檢測棚內溫度控制通風開關的開、閉以及卷膜器的正轉、反轉，完成通風口的開、閉控制；

所述基于保溫被與卷膜軸位置檢測的防堵轉控制邏輯是在需要打開通風口時先判斷保溫被位置，若保溫被未卷起則卷膜器不動作；若保溫被部分卷起則控制板根據測得的保溫被位置控制卷膜器動作，并在卷膜軸接近保溫被時停止動作，在需要放下保溫被時，先判斷通風口是否關閉，若通風口沒有關閉則先關閉通風口然后放下保溫被。

作為優選，所述基于保溫被與卷膜軸位置檢測的防堵轉控制邏輯具體為：在打開通風口前先判斷保溫被是否卷起，若已卷起則由保溫被位置檢測光電開關組確定保溫被位置反饋給控制板，然后控制板控制卷膜器動作和打開通風口，并由卷膜軸位置檢測光電開關組將卷膜器位置反饋控制板，控制板控制通風口打開大小，在檢測到卷膜軸接近保溫被時控制板斷開卷膜器電源；若保溫被沒有卷起，則即使棚內溫度達到通風溫度，卷膜器也不動作，不打開通風口；當保溫被落下時，若通風口沒有完全關閉則先關閉通風口再落下保溫被。

本發明的有益效果為：

(1)本發明將相互獨立的保溫被卷簾控制與通風口卷膜控制系統進行集成，降低了系統成本；

(2)本發明防堵轉控制算法的實現保證了卷簾、通風控制邏輯的合理性，避免了卷膜器及相應控制線路因堵轉電流過大可能存在的燒毀現象，降低了用戶使用、維護成本，延長了設備使用壽命。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明提供的日光溫室卷膜通風防堵轉控制系統的整體結構示意圖；

圖2為本發明左側部分的放大結構圖；

圖3為本發明控制系統的算法流程圖；

圖中：1、保溫被，2、卷膜軸位置檢測光電開關組，3、卷簾機，4、卷膜器，5、卷膜器支撐軸，6、控制箱，7、溫度傳感器，8、卷膜軸，9、通風口，10、卷簾軸，11、卷膜器支撐底座，12、保溫被位置檢測光電開關組，13、安裝架ⅱ，14、安裝架ⅰ。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

下面結合具體實施例對本發明的應用原理作進一步描述。

如圖1所示，一種日光溫室卷膜通風防堵轉控制系統，包括安裝在棚頂的卷簾機3和安裝在通風口9處的卷膜器4，保溫被1纏繞在卷簾軸10上，保溫膜纏繞在卷膜軸8上，還包括控制箱6，在控制箱6內安裝有控制板，所述控制板分別與卷簾機3、卷膜器4、安裝在通風口9處的通風開關、安裝在棚內的溫度傳感器7、保溫被位置檢測光電開關組12和卷膜軸位置檢測光電開關組2電連接，所述保溫被位置檢測光電開關組12安裝在通風口9處且能夠檢測到保溫被1的位置；卷膜軸位置檢測光電開關組2安裝在通風口9處且能夠檢測到卷膜軸8的位置。

還包括安裝在墻體兩側的卷膜器支撐底座11，卷膜器4的兩端通過卷膜器支撐軸5支撐在卷膜器支撐底座11上。增加卷膜器4的穩定性。

卷膜器應選擇自帶上、下限位功能的；光電開關選擇漫反射三線式常開npn型。控制板通過預設時間決定保溫被的卷起與落下；通過溫度傳感器7采集的溫度決定通風開關的啟閉和卷膜機的正轉、反轉，完成通風口的開、閉控制；另外，使用保溫被位置檢測光電開關組12和卷膜軸位置檢測光電開關組2分別對保溫被和卷膜器位置進行定位，實現對卷簾機3與卷膜器4正確工作順序的控制。

還包括固定在通風口處墻體上部的安裝架ⅰ14，安裝架ⅰ14上部設有與墻體上表面弧度一致的固定架，且固定架置于墻體上表面的上方；所述保溫被位置檢測光電開關組12由六個光電開關組成，六個光電開關均布在固定架上，且兩端的光電開關與通風口9的寬度相對應。保溫被位置檢測光電開關組12用于檢測保溫被的實時位置。還包括固定在通風口處墻體中上部的安裝架ⅱ13，安裝架ⅱ13上部設有與卷膜器支撐軸5運動軌跡弧度一致的固定架，且固定架置于卷膜器的下方；所述卷膜軸位置檢測光電開關組2由六個光電開關組成，六個光電開關均布在固定架上，且兩端的光電開關與卷膜器支撐軸5運動軌跡的兩端相對應。卷膜軸位置檢測光電開關組2檢測卷膜器支撐軸5的位置也即檢測卷膜器4的實時位置。保溫被位置檢測光電開關組12與卷膜軸位置檢測光電開關組2間的豎直距離保持在15-18cm。為保證卷膜機卷軸與卷簾機卷軸之間的合理距離，避免卷膜機卷軸與卷起保溫被擠壓，兩組光電開關間的豎直距離保持在15-18cm，可根據不同保溫被類型進行調節。

控制箱6內還安裝有開關電源和觸摸屏；開關電源和觸摸屏分別與控制板電連接。開關電源選擇通用型滿足24v/1a與5v/2a雙輸出(或以上)市購件既可；開關電源將交流220v電壓轉換為24v及5v直流電壓；觸摸屏選擇7寸觸摸屏，觸摸屏用來顯示棚內溫度、工作狀態，以及卷簾機3升起、降落的時間設置，通風口9打開、關閉對應的棚內溫度。控制板采用arm處理器，在arm處理器上設有電源單元、設定單元、通信接口、溫度傳感器接口、卷簾機工作控制繼電器組和卷膜器工作控制繼電器組；溫度傳感器接口與溫度傳感器7連接，電源單元與開關電源電連接，通信接口分別通風開關、觸摸屏、保溫被位置檢測光電開關組12和卷膜軸位置檢測光電開關組2電連接，卷簾機工作控制繼電器組和卷膜器工作控制繼電器組分別與卷簾機3和卷膜器4電連接。電源單元將5v轉3.3v電壓。溫度傳感器7采用數字式單總線傳感器ds18b20。可保證放于溫室中部的傳感器探頭與控制箱6內控制板進行可靠數據傳輸，控制板根據接收到的溫度信息決定是否進行通風。

如圖2所示，一種日光溫室自動通風卷膜器防堵轉控制系統的算法，包括定時卷簾、測溫通風及基于保溫被1與卷膜軸8位置檢測的防堵轉控制邏輯；

定時卷簾指用戶可通過觸摸屏設定每天保溫被卷起和落下的時間，控制保溫被1定時卷起與落下；測溫通風指用戶通過觸摸屏可設置通風口打開和關閉所對應的溫度，通過溫度傳感器檢測棚內溫度控制通風開關的開、閉以及卷膜器4的正轉、反轉，完成通風口的開、閉控制；基于保溫被與卷膜軸位置檢測的防堵轉控制邏輯為：在打開通風口9前先判斷保溫被1是否卷起，若已卷起則由保溫被位置檢測光電開關組12確定保溫被位置反饋給控制板，然后控制板控制卷膜器4動作和打開通風口9，并由卷膜軸位置檢測光電開關組2將卷膜器4位置反饋控制板，控制板控制通風口9打開大小，在檢測到卷膜軸8接近保溫被1時控制板斷開卷膜器4電源，防止堵轉的發生；若保溫被1沒有卷起，則即使棚內溫度達到通風溫度，卷膜器4也不動作，不打開通風口9；當保溫被落下時，若通風口9沒有完全關閉則先關閉通風口9再落下保溫被1，避免保溫被1落下后卷膜器4堵轉。

當然，上述說明也并不僅限于上述舉例，本發明未經描述的技術特征可以通過或采用現有技術實現，在此不再贅述；以上實施例及附圖僅用于說明本發明的技術方案并非是對本發明的限制，參照優選的實施方式對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，本技術領域的普通技術人員在本發明的實質范圍內所做出的變化、改型、添加或替換都不脫離本發明的宗旨，也應屬于本發明的權利要求保護范圍。