一种温室大棚卷帘机控制器论文和设计

全文摘要

一种温室大棚卷帘机控制器，涉及一种控制器，所述控制器包括电源模块、单片机、按键、液晶彩屏、蜂鸣器，光照传感器模块、RS485转TTL串口模块、时钟芯片、继电器驱动电路、继电器、限位开关和单相电动机；电源模块输入端连接220V交流电；电源模块输出端输出的电源连接供电部件，供电部件包括单片机、液晶彩屏、蜂鸣器，光照传感器模块、RS485转TTL串口模块、时钟芯片、继电器驱动电路、继电器；按键连接单片机的IO口；液晶彩屏连接到单片机的IO口显示内容；蜂鸣器连接到单片机的IO口。控制器通过继电器的开断，来控制电动机运行以控制卷帘的上下运动。通过光照传感器模块来感知环境，可在夜晚自动关帘，早上自动开帘。

主设计要求

1.一种温室大棚卷帘机控制器，其特征在于，所述控制器包括电源模块、单片机、按键、液晶彩屏、蜂鸣器，光照传感器模块、RS485转TTL串口模块、时钟芯片、继电器驱动电路、继电器、限位开关和单相电动机；电源模块输入端连接220V交流电；电源模块输出端输出的电源连接供电部件，供电部件包括单片机、液晶彩屏、蜂鸣器、光照传感器模块、RS485转TTL串口模块、时钟芯片、继电器驱动电路、继电器；按键连接单片机的IO口；液晶彩屏连接到单片机的IO口显示内容；蜂鸣器连接到单片机的IO口；时钟芯片连接到单片机的IO口，I2C通信方式；光照传感器输出端连接RS485转TTL串口模块的RS485接线端；RS485转TTL串口模块的串口端连接单片机的串口端；继电器控制端通过继电器驱动电路连接到单片机的IO口；继电器输出端连接到单相电动机；限位开关连接单片机的IO口；所述的时钟芯片选用RTC芯片，型号为RTC芯片，单片机选用STM32芯片，型号为STM32F103RBT6；所述电源模块输出端输出电压为12V、5V和3.3V的直流，所述的12V直流电给光照传感器模块和继电器供电，5V直流电给继电器驱动电路和RS485转TTL串口模块供电，3.3V直流电给单片机、液晶彩屏、蜂鸣器、时钟芯片。

设计方案

所述的时钟芯片选用RTC芯片，型号为RTC芯片，单片机选用STM32芯片，型号为STM32F103RBT6；

所述电源模块输出端输出电压为12V、5V和3.3V的直流，

所述的12 V直流电给光照传感器模块和继电器供电，5V直流电给继电器驱动电路和RS485转TTL串口模块供电，3.3V直流电给单片机、液晶彩屏、蜂鸣器、时钟芯片。

2.根据权利要求1所述的一种温室大棚卷帘机控制器，其特征在于，所述控制器在保温帘运行顶端和低端安装限位开关。

3.根据权利要求1所述的一种温室大棚卷帘机控制器，其特征在于，所述光照传感器模块安装在温室大棚外部，通过RS485转TTL串口模块相连。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种控制器，特别是涉及一种温室大棚卷帘机控制器。

背景技术

农业作为我国的第一产业，一直是国民发展的重点，目前温室大棚的利用使得一大部分农民实现小康或者致富，农民的辛勤劳动换来了新鲜的蔬菜。温室大棚使得人们能在冬天也能吃到新鲜的蔬菜，温室大棚的良好发展，可使得蔬菜价格的平稳。

在北方，尤其是寒冷的东北和西北，冬天的室外温度很低，白天时需要阳光来为温室大棚取暖，但是夜晚薄薄的塑料布起不到保温的作用，会使得温室大棚内的温度快速下降。农民们大多使用卷帘机将稻草或棉织物等将温室大棚覆盖上，晚上盖起来，早上再收起来，用来大棚保温。目前市场上控制卷帘机都需要手动开关来收放卷帘，按照每个温室大棚需要5、6分钟计算，仅仅10个大棚就需要农民手动工作1个小时来收放大棚的保温帘，完全没有智能化，每天早晚都需要打理，耽误农民是管理温室大棚的时间。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种温室大棚卷帘机控制器，控制器通过继电器的开断，来控制电动机运行以控制卷帘的上下运动。通过光照传感器模块来感知环境，可在夜晚自动关帘，早上自动开帘。通过控制器内部的时钟芯片记录时间，用户通过设定可进行定时开关帘。在保温帘的上端和下端终点处各安装一个限位开关进行保温帘限位控制，防止保温帘越位，电机堵转等。控制器带有按键和屏幕，方便用户进行相关参数设定和手动控制上下卷帘控制。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种温室大棚卷帘机控制器，所述控制器包括电源模块、单片机、按键、液晶彩屏、蜂鸣器，光照传感器模块、RS485转TTL串口模块、时钟芯片、继电器驱动电路、继电器、限位开关和单相电动机；电源模块输入端连接220V交流电；电源模块输出端输出的电源连接供电部件，供电部件包括单片机、液晶彩屏、蜂鸣器，光照传感器模块、RS485转TTL串口模块、时钟芯片、继电器驱动电路、继电器；按键连接单片机的IO口；液晶彩屏连接到单片机的IO口显示内容；蜂鸣器连接到单片机的IO口；时钟芯片连接到单片机的IO口，I2C通信方式；光照传感器输出端连接RS485转TTL串口模块的RS485接线端；RS485转TTL串口模块的串口端连接单片机的串口端；继电器控制端通过继电器驱动电路连接到单片机的IO口；继电器输出端连接到单相电动机；限位开关连接单片机的IO口。

所述的一种温室大棚卷帘机控制器，所述电源模块输出端输出电压为12V、5V和3.3V的直流。

所述的一种温室大棚卷帘机控制器，所述控制器在保温帘运行顶端和低端安装限位开关。

所述的一种温室大棚卷帘机控制器，所述光照传感器模块安装在温室大棚外部，通过RS485转TTL串口模块相连。

本实用新型的优点与效果是：

1.本实用新型专利涉及一种智能型温室大棚卷帘机控制器，包括电源模块、单片机、按键、液晶彩屏、蜂鸣器，光照传感器模块、RS485转TTL串口模块、时钟芯片、继电器驱动电路、继电器、限位开关和单相电动机。控制器通过继电器的开断，来控制电动机运行以控制保温帘的上下运动。通过光照传感器模块来感知环境，可在夜晚自动关帘，早上自动开帘。通过控制器内部的时钟芯片记录时间，用户通过设定可进行定时开关帘。在保温帘的上端和下端终点处各安装一个限位开关进行保温帘限位控制，防止保温帘越位，电机堵转等。控制器通过光照、定时、限位等智能控制卷帘机的运行，安全智能，减轻农民劳动负担。

2.本实用新型控制器采用的光照传感器模块，通过用户预设的光照阈值，可实现夜晚自动关帘和早上天亮自动开帘。本设计的智能型卷帘机控制器，控制器内带有时钟芯片，保证时间的准确性计时，用户可根据自己情况定时进行温室大棚保温帘的收放。本设计的智能型卷帘机控制器，内置按键和液晶彩屏，方便用户进行人机交互，相关参数的设定，可根据温室大棚的情况手动进行室大棚保温帘的收放。本设计的智能型卷帘机控制器，内置蜂鸣器，当保温帘收放或出现问题时，发出声音进行报警，提醒用户。本设计的智能型卷帘机控制器，在保温帘运行的顶端和低端分别安装有限位开关，当保温帘收放到顶底时，可自动停止电动机，防止电机堵转或损坏保温帘。自动智能收放温室大棚保温帘，减轻了农民的工作负担，增加了农作物的光合作用，更适合作物生长。

附图说明

图1为智能型温室大棚卷帘机控制器的系统示意图；

图2为RS485转TTL串口模块电路图。

图中部件：1电源模块，2单片机，3蜂鸣器，4按键，5液晶彩屏，6时钟芯片，7 RS485转TTL串口模块，8光照传感器模块，9继电器驱动电路，10继电器，11单相电动机，12限位开关。

具体实施方式

下面结合附图所示实施例对本实用新型进行详细说明。

一种智能型温室大棚卷帘机控制器，包括电源模块、单片机、按键、液晶彩屏、蜂鸣器，光照传感器模块、RS485转TTL串口模块、时钟芯片、继电器驱动电路、继电器、限位开关和单相电动机。电源模块输入端直接连接220V交流电，电源模块输出端输出12V、5V和3.3V的直流电压；电源模块输出端输出的电源直接连接本设计的其他需要供电的部件，其他需要供电的部件包括单片机、液晶彩屏、蜂鸣器，光照传感器模块、RS485转TTL串口模块、时钟芯片、继电器驱动电路、继电器；按键直接连接单片机的IO口；液晶彩屏直接连接到单片机的IO口显示内容；蜂鸣器直接连接到单片机的IO口；时钟芯片直接连接到单片机的IO口，I2C通信方式；光照传感器采集室外光照强度，输出端连接RS485转TTL串口模块的RS485接线端；RS485转TTL串口模块的串口端直接连接单片机的串口端；继电器控制端，通过继电器驱动电路连接到单片机的IO口；继电器输出端连接到单相电动机控制电机运转；限位开关直接连接单片机的IO口检测保温帘的位置情况。

限位开关选择正泰行程开关限位开关型号YBLX-ME8107；优选的光照传感器选择建大仁科光照度传感器模块，采用RS485通信；优选的时钟芯片选用芯景科技的RTC芯片型号PCF8563T，I2C通信；优选的单片机选用意法半导体的STM32芯片，型号STM32F103RBT6.

控制器具有光照传感器模块，检测光照强度，进行开关保温帘。

控制器内置时钟芯片，用户可设定开关保温帘时间自动运行。

控制器在保温帘运行顶端和低端安装限位开关，运行到位置自动停止，防止电动机堵转和损坏保温帘。

首先电源模块将220V的交流电变换成12V、5V和3.3V的直流电，12V直流电给光照传感器模块和继电器供电，5V直流电给继电器驱动电路和RS485转TTL串口模块供电，3.3V直流电给单片机和其他部件供电。

用户通过按键和液晶彩屏结合的方式进行人机交互，设定控制器的相关参数，如定时开关保温帘、光照强度开关保温帘的阈值或相关报警。用户可根据每个温室大棚的情况，进行手动的收放温室大棚保温帘。

光照传感器模块安装在温室大棚外部，实时检测室外的光照强度，与单片机，通过RS485转TTL串口模块进行通信，当早上光照强度大于预设值后，经过逻辑和延时判断后，打开温室大棚的保温帘，夜晚光照强度小于预设值后，经过逻辑和延时判断后，关闭温室大棚的保温帘。

内置的时钟芯片，控制器可准确计时，用户可根据自己选择，设计相应的保温帘的收放时间，实现自动控制。

安装在保温帘运动顶端和底端的限位开关，用于检测保温帘的位置情况，当到达限定位置后，单片机停止单相电机的运动，防止电动机堵转或损坏保温帘。

单片机通过继电器驱动电路，驱动继电器的开断，从而控制是否给卷帘的电动机供220V的交流电，单相异步电动机通过继电器实现正反转。

设计图

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