[发明专利]一种自动覆膜控温移动苗床控制器及控制方法

摘要

本发明涉及一种自动覆膜控温移动苗床控制器及控制方法。控制器包括电源模块、温度传感检测单元、湿度传感检测单元、控制驱动单元、RS‑485通信接口、数据存储模块、时钟模块、液晶显示单元、外部按键接口、微控制器MCU，充分考虑的农业现场的环境特点，简单实用，成本低、抗干扰能力好。控制器自动采集苗床内外温、湿度信息，自动控制相关覆盖、卷收塑料薄膜设备和电热膜加热设备进行智能调节，实现精准控制；控制模式更加灵活，可以默认预置参数控制，现地控制和集控模式或通过物联网远程控制；预留了RS‑485通信接口可以进一步组成集控系统完成集群管理。该控制器和控制方法提高了育苗企业自动化管理水平，节能降耗，节省人力成本。

主权项

1.一种自动覆膜控温移动苗床控制器，其特征在于，包括：若干苗床控制器：通过RS485通信连接线缆或无线设备与移动苗床集控中心连接；每个苗床控制器的结构相同，均包括：一微控制器MCU：采用基于Cotex‑M3内核ARM32位处理器；控制整个苗床控制器中单元、模块的工作；一湿度传感检测单元：与微控制器MCU的IIC接口连接，用于在线测量空气湿度，同时转换为数字量供微控制器MCU读取；一温度传感检测单元：与微控制器MCU的IO接口连接，用于在线测量空气温度，同时转换为数字量供微控制器MCU读取；一控制驱动单元：与微控制器MCU的IO接口连接，用于控制苗床卷膜管状电机和红外电热膜的工作；一RS‑485通信接口：与微控制器MCU的USART接口连接，一外部按键接口：与微控制器MCU的IO接口连接，用于用户手动设定苗床控制器相关参数、设备状态；包括目标温度参数设定，卷膜展开或收拢、电热膜加热控制；一液晶显示单元：与微控制器MCU的USART接口连接，一数据存储模块：与微控制器MCU的SPI接口连接，用于存储苗床控制器的运行参数和传感器数据；一时钟模块：与微控制器MCU的IIC接口连接，包括备用电池和型号为DS3231的时钟芯片，时钟芯片与微控制器MCU的IIC接口连接；时钟电路为整个控制器提供精准的实时时间，所述备用电池用于在电源模块断电时继续保证时钟电路运行；一电源模块：与上述所有单元、模块和接口、以及微控制器MCU连接，用于给所有单元、模块和接口、以及微控制器MCU供电；所述湿度传感检测单元包括湿度传感器、电阻分压网络、滤波保护电路、AD模数转换器；所述湿度传感检测单元包括电容式线性电压输出湿度模块；电容式线性电压输出湿度模块的输出电压信号接入电阻分压网络，分压后接AD模数转换器，使电压值在AD模数转换器的转换范围内，再将分压信号经滤波去耦电路后接入AD模数转换器AIN1端口，微控制器MCU再通过IIC总线读取转换数值；微控制器MCU读取的数字量转换值经过零点‑满量程数学转换公式计算后，得到空气中实际测量的湿度值；所述控制驱动单元包括苗床卷膜管状电机控制驱动单元和红外电热膜控制驱动单元；其中，苗床卷膜管状电机控制驱动单元包括两个苗床卷膜管状电机控制驱动子单元，用于控制苗床卷膜管状电机的正转和反转；红外电热膜控制驱动单元用于控制红外电热膜的开合，所有控制驱动单元的结构相同，均包括低压控制电路和高压工作电路；所述低压控制电路包括：光电耦合器，所述光电耦合器输入通过保护电路一与微控制器MCU的IO口连接；光电耦合器的输出通过一电阻与受控电机或电热膜连接，并通过保护电路二与MOS开关管连接；所述高压工作电路包括：具有常开触点的电磁继电器，所述电磁继电器连接AC电源后与受控电机或电热膜连接，并同时也与MOS开关管连接；控制当微控制器MCU的CTR口输出高电平时，触发光电耦合器的发光二极管导通，光敏元件受到光照后，光敏三极管导通，驱动开关管导通，触发继电器线圈回路导通，继电器电磁线圈产生磁场，促使继电器常开触点闭合，高压电路回路导通，管状电机或电热膜开始工作；当微控制器MCU的CTR口输出低电平时，触发光电耦合器的发光二极管截止，光敏三极管截止，开关管截止，继电器线圈回路不导通，促使继电器常开触点断开，高压电路回路不导通，管状电机或电热膜停止工作；控制苗床卷膜管状电机正转、反转时，当CTR1＝0，CTR2＝1时，继电器K1线圈回路不导通，继电器K1的常开触点断开，继电器K2线圈回路导通，继电器K2的常开触点闭合，使220V控制电源与继电器K1的常闭触点连接，电机正转端口得电正转，卷膜展开；当CTR1＝1，CTR2＝1时，继电器K1线圈回路导通，继电器K1的常开触点闭合，继电器K2线圈回路导通，继电器K2的常开触点闭合，使220V控制电源与继电器K1的常开触点连接，电机反转端口得电反转，卷膜收拢；当CTR2＝0时，无论CTR1＝0或1，继电器K2线圈回路不导通，继电器K2的常开触点断开，电机正转、反转端口始终不能与220V控制电源连接，从而电机停止运行。