[发明专利]一种基于智能预测的日光温室大棚卷帘通风系统和控制方法

摘要

本发明涉及一种基于智能预测的日光温室大棚卷帘通风系统和控制方法，包括动作执行机构、控制器和数据处理决策模块；动作执行机构包括卷帘电机、卷膜电机、电机转轴、伸缩杆和限位保护装置；控制器包括单片机、环境传感器、内存卡、wifi模块、角度传感器和电机控制电路；数据处理决策模块包括历史数据查询系统、天气预报查询系统、实时气象数据采集系统和协同优化处理系统；本发明中数据处理决策模块产生控制卷帘和通风方案，控制器发出指令通过电机控制电路启动或关闭电机完成卷帘和卷膜任务；本发明提高了限位保护行程准确度：采取分段函数控制，避免了在温度差较大的情况下，打开底通风口造成靠近底通风处环境温度急剧变化，影响作物生长的情况。

主权项

一种基于智能预测的日光温室大棚卷帘通风系统，其特征在于包括动作执行机构、控制器和数据处理决策模块；所述的动作执行机构，包括卷帘电机、卷膜电机、电机转轴、伸缩杆和限位保护装置；所述的卷帘电机一端连接所述的电机转轴，同步转动带动保温被完成卷放帘任务；卷帘电机另一端通过所述的伸缩杆跟所述的限位保护装置连接；所述的卷膜电机一端连接所述的电机转轴，同步转动带动薄膜完成通风任务；卷膜电机另一端通过所述的伸缩杆跟所述的限位保护装置连接；伸缩杆可以自由伸缩，用于支撑卷帘电机和卷膜电机；限位保护装置用于卷帘电机和卷膜电机行程限位保护；伸缩杆安装到温室东墙侧和西墙侧；限位保护装置安装到温室西墙偏北侧、温室东墙偏南侧和温室东墙偏北侧的地面上；所述的限位保护装置包括底座、轴承、T型支架、保护盖、螺丝、量角圆盘、形成力臂一、形成力臂二、螺丝柱、微动开关二、微动开关一和角度传感器；所述的底座一端固定到地面上；底座另一端通过所述的轴承跟所述的T型支架一端连接；T型支架另一端连接所述的伸缩管；所述的螺丝柱安装到T型支架一端轴心并能同步转动；所述的量角圆盘通过所述的螺丝固定到所述的螺丝柱上；所述的行程力臂一和所述的行程力臂二通过内六角螺丝固定到所述的螺丝柱上并能同步转动；所述的微动开关一和所述的微动开关二固定到底座上；行程力臂一可触碰微动开关一，用于卷帘电机和卷膜电机上行程限位保护；行程力臂二可触碰微动开关二，用于卷帘电机和卷膜电机下行程限位保护，结合量角圆盘，通过调节行程力臂一和行程力臂二的位置，调节卷帘电机和卷膜电机限位保护行程；所述的角度传感器的转轴固定到螺丝柱上，用于卷帘电机和卷膜电机位置定位；所述的保护盖扣到所述的底座上；所述的卷帘电机、所述的卷膜电机、所述的角度传感器、所述的微动开关一和所述的微动开关二通过导线连接所述的控制器；所述的控制器包括单片机、环境传感器、内存卡、wifi模块、角度传感器和电机控制电路；所述的环境传感器用于测量温室内温度、湿度、室外温度、湿度、光照强度、风速、气压；所述的内存卡用于存储卷帘和卷膜运行参数数据；所述的wifi模块用于所述的单片机跟手机或平板电脑进行人机交互和用于所述的单片机跟所述的数据处理决策模块进行通信；所述的角度传感器安装到限位保护装置中，用于测量伸缩杆的移动角度，进而定位卷帘电机和卷膜电机的位置和确定保温被或薄膜开启或关闭范围；所述的电机控制电路包括三相电源、空气开关、熔断器、热继电器、中间继电器和交流接触器；所述的三相电源连接所述的空气开关；空气开关连接所述的熔断器；熔断器连接所述的交流接触器；交流接触器连接所述的动作执行机构中的卷帘电机；所述的中间继电器连接交流接触器和所述的动作执行机构中卷膜电机；单片机通过中间继电器和交流接触器控制卷帘电机和卷膜电机正转、反转和停止；控制器通过有线或无线网络连接所述的数据处理决策模块；所述的数据处理决策模块包括历史数据查询系统、天气预报查询系统、实时气象数据采集系统和协同优化处理系统；所述的历史数据查询系统通过天气网站查询卷帘通风系统所在地区近三年的历史气象数据，并将数据传递给所述的协同优化处理系统；所述的天气预报查询系统，通过天气网站查询卷帘通风系统所在地区未来15天的天气预报数据，并将数据传递给所述的协同优化处理系统；所述的实时气象数据采集系统用于接收所述的环境传感器采集到的日光温室现场气象数据，并存储到云服务器；协同优化处理系统将三种数据协同处理，优化产生最佳的控制卷帘和通风方案，通过有线网络或无线网络将控制方案传递给控制器，控制器发出指令通过电机控制电路启动或关闭电机完成卷帘或通风任务。