本發(fā)明涉及溫室設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種溫室卷簾裝置的控制系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)：

日光溫室卷簾機(jī)作為日光溫室的重要配套設(shè)施，能夠減少日光溫室在寒冷夜間的熱量散失，將溫室溫度維持在作物生長(zhǎng)發(fā)育所需較為適宜的范圍，且可以在白天太陽(yáng)光照過(guò)強(qiáng)時(shí)，用以遮陽(yáng)或是在雨雪天氣為作物提供必要的保護(hù)，其重要作用不言而喻。目前市場(chǎng)上卷簾機(jī)的種類(lèi)繁多，分類(lèi)方式也多，但依照其卷簾形式主要可分為后置固定上拉式卷簾機(jī)和棚面自走式卷簾機(jī)兩類(lèi)。

上述的兩類(lèi)卷簾機(jī)雖有優(yōu)勢(shì)但缺陷明顯：

(1)后置固定上拉式大棚卷簾機(jī)，其工作基本原理是通過(guò)主機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)卷?xiàng)U，卷?xiàng)U纏繞拉繩，拉繩拉動(dòng)保溫材料，而放落保溫材料則利用其自身重量沿棚面坡度滑落而下。其優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)，卷?xiàng)U直徑小，要求強(qiáng)度低，用料少，成本低，對(duì)棚頂?shù)膭偠纫蟛桓?，可雙面卷起卷簾，而且卷簾時(shí)對(duì)卷簾損傷小，卷簾的使用壽命長(zhǎng)。但是，其具有繩索整理繁雜、擺放時(shí)間長(zhǎng)，特別是在纏線時(shí)易發(fā)生“纏線混亂”，“疊線”等作業(yè)問(wèn)題，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)被固定安裝在后墻頂，操作維修不便，且容易導(dǎo)致意外發(fā)生，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

(2)棚面自走式卷簾機(jī)，其基本工作原理是通過(guò)主機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)卷?xiàng)U，卷?xiàng)U直接拉動(dòng)草簾或保溫被，其優(yōu)點(diǎn)在于拉放均有動(dòng)力支持，不受棚面坡度的限制，是目前應(yīng)用較為廣泛的一種卷簾機(jī)類(lèi)型。棚面自走式卷簾機(jī)相比較后置固定式大棚卷簾機(jī)，操作較為簡(jiǎn)便，省去了整理繩索的時(shí)間，但是其缺點(diǎn)明顯，因?yàn)闇p速器往往重量較大，卷簾軸在棚面行走時(shí)，易發(fā)生意外導(dǎo)致棚面被壓塌，造成嚴(yán)重生產(chǎn)事故的發(fā)生，且在使用時(shí)容易“過(guò)位”現(xiàn)象，導(dǎo)致事故發(fā)生。

綜上所述，棚面自走式卷簾機(jī)所存在的作業(yè)和安全性問(wèn)題，由于其卷簾形式的原因，現(xiàn)有的技術(shù)和方法難以克服，相比較而言，后置固定上拉式卷簾機(jī)則存在較大的改進(jìn)空間，且卷簾機(jī)在使用時(shí)，缺乏對(duì)溫室內(nèi)部環(huán)境的及時(shí)感知，對(duì)于卷簾機(jī)的控制也基本憑借自身的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，依靠人工操作控制，耗時(shí)耗力，需要極大的人工成本投入。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

針對(duì)上述背景技術(shù)的情況，本發(fā)明提供了一種溫室卷簾裝置的控制系統(tǒng)及控制方法，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制卷簾的鋪開(kāi)和卷收過(guò)程，且能夠?qū)崟r(shí)獲取溫室內(nèi)部的環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)，有效提高對(duì)溫室內(nèi)部的環(huán)境因素的監(jiān)測(cè)力度。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種溫室卷簾裝置的控制系統(tǒng)，包括：卷簾裝置，所述卷簾裝置包括卷簾和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述卷簾設(shè)置于溫室的棚面上，且可自所述棚面的頂部向下鋪開(kāi)、或者自所述棚面的底部向上卷收，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與卷簾連接，以控制所述卷簾鋪開(kāi)或卷收，所述棚面的頂部和底部分別設(shè)置有限位觸斷開(kāi)關(guān)；環(huán)境因素獲取裝置，設(shè)置于所述溫室的內(nèi)部，用于獲取所述溫室內(nèi)的環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)；控制平臺(tái)，分別與所述卷簾、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、限位觸斷開(kāi)關(guān)、環(huán)境因素獲取裝置連接，對(duì)所述環(huán)境因素獲取裝置獲取的溫室內(nèi)的環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)所述分析的結(jié)果控制所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)卷簾鋪開(kāi)或卷收。

進(jìn)一步的，所述控制平臺(tái)包括順次連接的遠(yuǎn)程控制中心、ARM控制器和節(jié)點(diǎn)控制器，所述節(jié)點(diǎn)控制器與卷簾裝置連接，所述遠(yuǎn)程控制中心與環(huán)境因素獲取裝置連接，所述ARM控制器與限位觸斷開(kāi)關(guān)連接。

進(jìn)一步的，所述ARM控制器包括核心主板、第一串口、第二串口和USB/HUB擴(kuò)展模塊，所述核心主板分別與顯示屏、觸摸屏、第一串口、第二串口、USB/HUB擴(kuò)展模塊和限位觸斷開(kāi)關(guān)連接，所述第一串口與節(jié)點(diǎn)控制器連接，所述第二串口通過(guò)GPRS模塊與所述遠(yuǎn)程監(jiān)控中心連接。

進(jìn)一步的，所述核心主板包括處理器單元、串口模塊、USB模塊、時(shí)鐘管理模塊、存儲(chǔ)模塊和I/O模塊，所述處理器單元分別與串口模塊、USB模塊、時(shí)鐘管理模塊、存儲(chǔ)模塊和I/O模塊連接，所述串口模塊分別與第一串口和第二串口連接，所述USB模塊與USB/HUB擴(kuò)展模塊連接，所述I/O模塊與限位觸斷開(kāi)關(guān)連接。

進(jìn)一步的，所述遠(yuǎn)程控制中心包括服務(wù)器和智能終端，所述智能終端通過(guò)服務(wù)器與GPRS模塊連接，所述服務(wù)器與環(huán)境因素獲取裝置連接。

進(jìn)一步的，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)機(jī)和減速器，所述節(jié)點(diǎn)控制器通過(guò)電路控制機(jī)構(gòu)與電動(dòng)機(jī)連接，所述ARM控制器與節(jié)點(diǎn)控制器連接，以通過(guò)所述節(jié)點(diǎn)控制器控制電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)、或反轉(zhuǎn)、或停轉(zhuǎn)；所述限位觸斷開(kāi)關(guān)包括第一限位開(kāi)關(guān)和第二限位開(kāi)關(guān)，所述第一限位開(kāi)關(guān)和第二限位開(kāi)關(guān)分別設(shè)置在所述棚面的上下兩端，以分別確定所述卷簾卷收和鋪開(kāi)時(shí)的極限位置。

進(jìn)一步的，所述電路控制機(jī)構(gòu)包括交流接觸器、熔斷器和第一控制電路，所述交流接觸器包括第一主觸頭、第二主觸頭、第一輔助觸頭、第二輔助觸頭、第一線圈和第二線圈；所述第一控制電路包括串聯(lián)連接的主控電路和控制回路，所述主控電路和控制回路之間串聯(lián)有停車(chē)觸位開(kāi)關(guān)，所述控制回路包括并聯(lián)連接的正轉(zhuǎn)控制回路和反轉(zhuǎn)控制回路；所述主控電路包括所述第一主觸頭、第二主觸頭、熔斷器和電動(dòng)機(jī)，所述第一主觸頭和第二主觸頭并聯(lián)，且并聯(lián)后的所述第一主觸頭和第二主觸頭的兩端分別與停車(chē)觸位開(kāi)關(guān)和熔斷器串聯(lián)，所述熔斷器與電動(dòng)機(jī)串聯(lián)，所述電動(dòng)機(jī)的一端接地；所述正轉(zhuǎn)控制回路包括串聯(lián)連接的第一輔助觸頭和第一線圈，所述第一輔助觸頭的兩端并聯(lián)有第一觸位開(kāi)關(guān)，所述第一輔助觸頭與第一線圈之間還分別串聯(lián)有第二自鎖開(kāi)關(guān)和第一限位開(kāi)關(guān)；所述反轉(zhuǎn)控制回路包括串聯(lián)連接的第二輔助觸頭和第二線圈，所述第二輔助觸頭的兩端并聯(lián)有第二觸位開(kāi)關(guān)，所述第二輔助觸頭與第二線圈之間還分別串聯(lián)有第一自鎖開(kāi)關(guān)和第二限位開(kāi)關(guān)；所述第一自鎖開(kāi)關(guān)用于鎖定所述第一觸位開(kāi)關(guān)的開(kāi)閉狀態(tài)；所述第二自鎖開(kāi)關(guān)用于鎖定所述第二觸位開(kāi)關(guān)的開(kāi)閉狀態(tài)。

進(jìn)一步的，所述卷簾裝置還包括牽引機(jī)構(gòu)和收放線機(jī)構(gòu)，所述牽引機(jī)構(gòu)安裝于所述溫室的后墻的頂部，所述收放線機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分別安裝于所述后墻的底部，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與收放線機(jī)構(gòu)連接，所述收放線機(jī)構(gòu)通過(guò)多個(gè)繩索順次連接牽引機(jī)構(gòu)和卷簾，以通過(guò)拉放所述繩索帶動(dòng)卷簾自后墻的頂部沿棚面向下鋪開(kāi)、或者卷收于所述后墻的頂部的卷軸上。

進(jìn)一步的，所述環(huán)境因素獲取裝置包括光照強(qiáng)度傳感器、空氣溫度傳感器和土壤溫度傳感器，所述光照強(qiáng)度傳感器、空氣溫度傳感器和土壤溫度傳感器分別與遠(yuǎn)程控制中心連接，所述光照強(qiáng)度傳感器和空氣溫度傳感器布設(shè)在所述溫室內(nèi)高于地平面的位置，所述土壤溫度傳感器布設(shè)在所述溫室內(nèi)的地平面上；所述光照強(qiáng)度傳感器的工作溫度范圍為-40℃～85℃，存儲(chǔ)溫度為-40℃～100℃，波長(zhǎng)范圍為400nm～730nm；所述空氣溫度傳感器和土壤溫度傳感器的分辨率的范圍均為0.01℃～0.04℃，且所述分辨率的范圍均滿足12bit～14bit；所述空氣溫度傳感器和土壤溫度傳感器的精度的范圍均為-0.5℃～0.5℃，重復(fù)性的范圍均為-0.1℃～0.1℃，工作溫度的范圍均為-40℃～123.8℃。

本發(fā)明還提供了一種如上所述的溫室卷簾裝置的控制系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟：通過(guò)環(huán)境因素獲取裝置獲取溫室內(nèi)的環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)；通過(guò)服務(wù)器將獲取的所述環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)發(fā)送至ARM控制器中；利用所述ARM控制器對(duì)所述環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分析；根據(jù)對(duì)所述環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分析的結(jié)果，利用節(jié)點(diǎn)控制器控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)、或反轉(zhuǎn)、或停轉(zhuǎn)；通過(guò)所述電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)所述卷簾卷收，卷收過(guò)程中的所述卷簾觸及設(shè)置于棚面頂部的限位觸斷開(kāi)關(guān)時(shí)，設(shè)置于所述棚面頂部的所述限位觸斷開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，此時(shí)所述電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，將所述電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)的信號(hào)通過(guò)所述ARM控制器反饋至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心；通過(guò)所述電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)所述卷簾鋪開(kāi)，鋪開(kāi)過(guò)程中的所述卷簾觸及設(shè)置于棚面底部的限位觸斷開(kāi)關(guān)時(shí)，設(shè)置于所述棚面底部的所述限位觸斷開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，此時(shí)所述電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，將所述電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)的信號(hào)通過(guò)所述ARM控制器反饋至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。

(三)有益效果

本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有以下有益效果：本發(fā)明的溫室卷簾裝置的控制系統(tǒng)包括：卷簾裝置的卷簾設(shè)置于溫室的棚面上，且可自棚面的頂部向下鋪開(kāi)、或者自棚面的底部向上卷收，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與卷簾連接，棚面的頂部和底部分別設(shè)置有限位觸斷開(kāi)關(guān)；環(huán)境因素獲取裝置，設(shè)置于溫室的內(nèi)部，用于獲取溫室內(nèi)的環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)；控制平臺(tái)，用以對(duì)環(huán)境因素獲取裝置獲取的溫室內(nèi)的環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)分析的結(jié)果控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)卷簾鋪開(kāi)或卷收。該溫室卷簾裝置的控制系統(tǒng)及控制方法，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制卷簾的鋪開(kāi)和卷收過(guò)程，且能夠?qū)崟r(shí)獲取溫室內(nèi)部的環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)，有效提高對(duì)溫室內(nèi)部的環(huán)境因素的監(jiān)測(cè)力度。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的卷簾裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的牽引機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的牽引機(jī)構(gòu)的正視圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例的收放線裝置的外部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例的收放線裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)裝置的傳動(dòng)圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例的第一控制電路的電路結(jié)構(gòu)圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例的環(huán)境因素獲取裝置的布設(shè)圖；

圖9為本發(fā)明實(shí)施例的控制系統(tǒng)的工作原理圖；

圖10為本發(fā)明實(shí)施例的ARM控制器的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中；1、卷軸；2、限位觸斷開(kāi)關(guān)；3、導(dǎo)線支架；4、卷簾；5、拉桿；6、匯線器；7、繩索；8、后墻；9、收放線機(jī)構(gòu)；10、聯(lián)軸器；11、減速器；12、電動(dòng)機(jī)；13、基座；14、殼罩；15、導(dǎo)桿；16、第一傳動(dòng)齒輪；17、第二傳動(dòng)齒輪；18、絲杠；19、繞線桿；20、導(dǎo)線器；21、繞線筒；22、卡爪；23、限位銷(xiāo)；24、限位齒輪；100、空氣溫度傳感器；200、光照強(qiáng)度傳感器；300、土壤濕度傳感器；400、排水溝；500、栽培區(qū)；KM1-1、第一主觸頭；KM1-2、第一輔助觸頭；KM1-3、第一線圈；KM2-1、第二主觸頭；KM2-2、第二輔助觸頭；KM2-3、第二線圈；SQ1、第一限位開(kāi)關(guān)；SQ2、第二限位開(kāi)關(guān)；SB1、停車(chē)觸位開(kāi)關(guān)；SB2、第一觸位開(kāi)關(guān)；SB2’、第一自鎖開(kāi)關(guān)；SB3、第二觸位開(kāi)關(guān)；SB3’、第二自鎖開(kāi)關(guān)；QS、刀開(kāi)關(guān)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不能用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。

在本發(fā)明的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。術(shù)語(yǔ)“上”、“下”、“左”、“右”、“內(nèi)”、“外”、“前端”、“后端”、“頭部”、“尾部”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

如圖1～圖10所示，本實(shí)施例提供的溫室卷簾裝置的控制系統(tǒng)包括卷簾裝置、環(huán)境因素獲取裝置和控制平面。

本實(shí)施例中，卷簾裝置的卷簾4設(shè)置于溫室的棚面上，且可自棚面的頂部向下鋪開(kāi)、或者自棚面的底部向上卷收，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與卷簾4連接，以控制卷簾4鋪開(kāi)或卷收，棚面的頂部和底部分別設(shè)置有限位觸斷開(kāi)關(guān)2，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)，以控制卷簾4的鋪開(kāi)和卷收過(guò)程，通過(guò)設(shè)置在棚面頂部和底部的限位觸斷開(kāi)關(guān)2來(lái)確定卷簾4卷收和鋪開(kāi)的極限位置。

以下通過(guò)實(shí)施例詳細(xì)介紹該卷簾裝置。

如圖1所示，本實(shí)施例的卷簾裝置包括卷簾4、牽引機(jī)構(gòu)、收放線機(jī)構(gòu)9、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和用于控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的電路控制機(jī)構(gòu)，牽引機(jī)構(gòu)安裝于溫室的后墻8的頂部，收放線機(jī)構(gòu)9和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分別安裝于后墻8的底部，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與收放線機(jī)構(gòu)9連接，收放線機(jī)構(gòu)9通過(guò)多個(gè)繩索7順次連接牽引機(jī)構(gòu)和卷簾4，以通過(guò)拉放繩索7帶動(dòng)卷簾4自后墻8的頂部沿棚面向下鋪開(kāi)、或者卷收于后墻8的頂部的卷軸1上；棚面的上下兩端分別設(shè)有限位觸斷開(kāi)關(guān)2，優(yōu)選限位觸斷開(kāi)關(guān)2包括第一限位開(kāi)關(guān)SQ1和第二限位開(kāi)關(guān)SQ2，第一限位開(kāi)關(guān)SQ1和第二限位開(kāi)關(guān)SQ2分別設(shè)置在棚面的上下兩端，以分別確定卷簾4卷收和鋪開(kāi)時(shí)的極限位置。

如圖2、圖3所示，本實(shí)施例的牽引機(jī)構(gòu)包括匯線器6和多個(gè)導(dǎo)線支架3，多個(gè)導(dǎo)線支架3與多個(gè)繩索7一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，且以預(yù)設(shè)間距順次設(shè)置，多個(gè)導(dǎo)線支架3之間順次穿設(shè)有拉桿5，拉桿5水平設(shè)置于后墻8的頂部；匯線器6固定于導(dǎo)線支架3的一側(cè)，以將經(jīng)過(guò)各個(gè)導(dǎo)線支架3的繩索7順次整理后，分別與收放線機(jī)構(gòu)9連接。

本實(shí)施例中，匯線器6包括殼罩13、過(guò)線輪和導(dǎo)線輪，過(guò)線輪水平設(shè)置于殼罩13內(nèi)，過(guò)線輪上均勻排列有多個(gè)與繩索7的數(shù)量對(duì)應(yīng)設(shè)置的過(guò)線槽，過(guò)線槽用于為各個(gè)繩索7提供預(yù)定軌道，多個(gè)繩索7逐一穿過(guò)各個(gè)過(guò)線槽后，通過(guò)導(dǎo)線輪與收放線機(jī)構(gòu)9連接。

即是說(shuō)，卷簾4由多個(gè)繩索7牽引沿棚面的表面上升，繩索7經(jīng)過(guò)多個(gè)導(dǎo)線支架3被引導(dǎo)到一個(gè)匯線器6上面，將繩索7分別引導(dǎo)到預(yù)定軌道，防止發(fā)生繩線纏繞交錯(cuò)，影響作業(yè)；將導(dǎo)線支架3按一定的間隔均勻的布置在后墻8上，匯線器6則一般放置在后墻8中間位置，優(yōu)選放置在與多個(gè)導(dǎo)線支架3對(duì)應(yīng)的中間的位置；繩索7穿過(guò)導(dǎo)線支架3后，再穿過(guò)匯線器6，被牽引到地面的收放線機(jī)構(gòu)9上，線頭被固定到收放線機(jī)構(gòu)9的繞線筒21上。

具體的，日光溫室的卷簾4由多根繩索7牽引，沿棚面被卷起，繩索7的一端栓接在拉桿5上，繩索7經(jīng)過(guò)導(dǎo)線支架3，被引導(dǎo)至匯線器6，匯線器6中的導(dǎo)線輪呈等腰梯形交錯(cuò)排布，能夠有效的防止繩索7在牽引過(guò)程中發(fā)生干涉情況。通過(guò)導(dǎo)線支架3，匯線器6所組成的繩索牽引結(jié)構(gòu)，可以將繩索7分別引導(dǎo)到預(yù)定軌道上，有效地防止?fàn)恳K索7發(fā)生纏繞交錯(cuò)、產(chǎn)生干涉等現(xiàn)象而影響日光溫室卷簾作業(yè)。

其中，為了確保多個(gè)導(dǎo)線支架3的設(shè)置能滿足卷簾4的卷軸1的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，多個(gè)所述導(dǎo)線支架3之間的預(yù)設(shè)間距滿足：

$\frac{32Gsin\mathrm{\α}\×S(\frac{1}{4(n-1)}-\frac{S}{8L})}{{\mathrm{\πD}}^3(1-{\left(\frac{d}{D}\right)}^4)}\≤{\mathrm{\σ}}_S$

為了保證繩索7滿足強(qiáng)度要求，繩索7的線徑滿足：

其中：

G為所述卷簾4和卷軸1的自重之和；

α為溫室棚面與地面的夾角；

S為多個(gè)所述導(dǎo)線支架3之間的預(yù)設(shè)間距；

n為所述導(dǎo)線支架3的數(shù)量；

L為所述卷軸1的總長(zhǎng)度；

D為所述卷軸1的外徑；

d為所述卷軸1的內(nèi)徑；

d_繩為所述繩索7的線徑；

σ_S為所述卷軸1所用材料的許用應(yīng)力；

σ_S’為所述繩索7的許用應(yīng)力。

針對(duì)于現(xiàn)有的后置固定式卷簾4機(jī)因?yàn)闋恳K索7無(wú)法被很好的限制，在收、放線時(shí)容易出現(xiàn)繞線混亂，“疊線”等作業(yè)問(wèn)題，整理起來(lái)耗時(shí)耗力，且存在很大的作業(yè)危險(xiǎn)等問(wèn)題，設(shè)計(jì)了本實(shí)施例的收放線機(jī)構(gòu)9。

如圖4、圖5所示，該收放線機(jī)構(gòu)9包括繞線桿19、絲杠18和多個(gè)導(dǎo)線器20，多個(gè)導(dǎo)線器20對(duì)應(yīng)套裝于絲杠18外，絲杠18通過(guò)齒輪組傳動(dòng)與繞線桿19連接，通過(guò)繞線桿19帶動(dòng)絲杠18的轉(zhuǎn)動(dòng)，以帶動(dòng)多個(gè)導(dǎo)線器20水平向上平動(dòng)；繞線桿19外套裝有用于繩索7纏繞的繞線筒21，繞線桿19還連接有自鎖單元，自鎖單元和齒輪組分別設(shè)置于繞線桿19的兩端。

齒輪組包括第一傳動(dòng)齒輪16和第二傳動(dòng)齒輪17，第一傳動(dòng)齒輪16和第二傳動(dòng)齒輪17分別套裝于絲杠18和繞線桿19外，第一傳動(dòng)齒輪16和第二傳動(dòng)齒輪17嚙合，以實(shí)現(xiàn)絲杠18和繞線桿19之間的傳動(dòng)連接。

由于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的減速機(jī)的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器10與收放線機(jī)構(gòu)9中的繞線桿19固結(jié)聯(lián)動(dòng)，繞線桿19在轉(zhuǎn)動(dòng)繞線的同時(shí)通過(guò)齒輪傳動(dòng)方式帶動(dòng)絲杠18的轉(zhuǎn)動(dòng)，而與絲杠18配套的、有相同螺紋內(nèi)圈的導(dǎo)線器20因?yàn)榻z杠18傳動(dòng)和導(dǎo)桿15的限制，只能做水平方向上的平動(dòng)。

由匯線器6引入的多個(gè)繩索7分別穿過(guò)導(dǎo)線器20上的小孔，各個(gè)線頭被分別固定在繞線筒21上，多個(gè)繩索7共同纏繞在繞線筒21上進(jìn)行繞線作業(yè)，同時(shí)多個(gè)繩索7還會(huì)在導(dǎo)線器20的繞線小孔的限制下，作水平方向上的移動(dòng)，如此一來(lái)，繩索7就會(huì)在繞線筒21表面按照一定的間隔依序纏繞，從而避免“疊線”，“繞線混亂”等作業(yè)問(wèn)題。

收放線機(jī)構(gòu)9在收放線時(shí)，需滿足一定的配合條件，才能避免出現(xiàn)疊線。繞線桿19和絲杠18的齒輪分別選用齒數(shù)n₁和n₂，模數(shù)均為m的齒輪，傳動(dòng)比為n₁：n₂。此時(shí)的繞線筒21每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，絲杠18也轉(zhuǎn)動(dòng)圈n₂/n₁，導(dǎo)線器20水平移動(dòng)n₂/n₁個(gè)導(dǎo)程，所以此時(shí)只須繩索7的線徑小于n₂/n₁個(gè)絲杠18的導(dǎo)程大小的距離，即可避免疊線，即是說(shuō)：

本實(shí)施例的絲杠18的導(dǎo)程滿足：

繩索7纏繞在繞線筒21上的圈數(shù)滿足：

$N=2\×\frac{W}{\sqrt{{(\mathrm{\π}\×D1)}^2+l^2}}$

其中：

d_繩為繩索7的線徑；

n₁為第二傳動(dòng)齒輪17的齒數(shù)；

n₂為第一傳動(dòng)齒輪16的齒數(shù)；

l為絲杠18的導(dǎo)程；

W為棚面的寬度；

D1為繞線筒21的直徑；

N為繩索7纏繞在繞線筒21上的圈數(shù)。

所以導(dǎo)線器20在收線結(jié)束后，共水平移動(dòng)N×l的距離，故四個(gè)導(dǎo)線器20之間的間隔須大于N×l，以防止因?yàn)殚g距過(guò)小造成干涉而產(chǎn)生“疊線”的作業(yè)問(wèn)題，整根絲杠18的螺紋長(zhǎng)度大于n×N×l，n為導(dǎo)線器20的數(shù)量，也是導(dǎo)線支架3對(duì)應(yīng)的數(shù)量。

收放線機(jī)構(gòu)9的外表裝有殼罩13，一方面防止雨雪天氣及外部因素對(duì)繞線造成干擾，另一方面能防止使用者的衣物或是肢體被繩索7牽扯，造成使用者的人身傷亡，導(dǎo)線支架3及匯線器6也有類(lèi)似結(jié)構(gòu)，作用與之相仿，都作為一種安全保護(hù)結(jié)構(gòu)。

在收放線機(jī)構(gòu)9上安裝有自鎖單元，自鎖單元包括卡爪22、限位銷(xiāo)23和限位齒輪24，限位齒輪24固定套裝于繞線桿19的一端外，卡爪22通過(guò)限位銷(xiāo)23與限位齒輪24對(duì)應(yīng)設(shè)置，以通過(guò)限位銷(xiāo)23將卡爪22卡固在限位齒輪24上。

優(yōu)選的，收放線機(jī)構(gòu)9的與齒輪組相對(duì)的另一側(cè)面上的輸出軸上通過(guò)鍵連接有一個(gè)限位齒輪24，配套安裝一個(gè)卡爪22和限位銷(xiāo)23，在收放線工作完成后，可將卡爪22卡緊限位齒輪24，用限位銷(xiāo)23抵緊，用以實(shí)現(xiàn)自鎖。

使用時(shí)，因?yàn)轵?qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)所使用的減速機(jī)為蝸輪蝸桿柱齒輪減速機(jī)，其自身具有自鎖功能，當(dāng)卷簾4的鋪開(kāi)或卷收工作完成時(shí)，在收放線機(jī)構(gòu)9上實(shí)現(xiàn)自鎖，就可將減速機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)12拆下，用以下一個(gè)溫室大棚的收放卷簾4工作，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多用”，降低生產(chǎn)成本，當(dāng)卷簾4需要放下時(shí)，再將減速機(jī)裝上，抽出限位銷(xiāo)23，撥開(kāi)卡爪22，即可通電將大棚卷簾4放下，放下后又可以進(jìn)行自鎖卡死，操作簡(jiǎn)單方便。

傳統(tǒng)的大棚卷簾4機(jī)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中，減速機(jī)為了實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，通常使用直齒輪多級(jí)減速傳動(dòng)，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、機(jī)體笨重，而且這種傳動(dòng)方式會(huì)造成傳動(dòng)齒輪的巨大磨損，減速機(jī)的壽命不長(zhǎng)，并且因?yàn)橹皇呛?jiǎn)單的直齒輪傳動(dòng)減速，不具備自鎖功能，人員在操作過(guò)程中，也會(huì)因?yàn)椴僮鞑划?dāng)?shù)仍?，造成人身?cái)產(chǎn)損失，十分不安全；而具有自鎖功能的蝸輪蝸桿減速機(jī)又往往因?yàn)闊o(wú)法實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比需要，不能使用。

為了使本實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)滿足卷簾裝置的傳動(dòng)比要求，如圖6所示，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)機(jī)12和減速器11，電動(dòng)機(jī)12通過(guò)減速器11與收放線機(jī)構(gòu)9連接，減速器11為蝸輪蝸桿柱齒輪減速器。

本實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中，減速器11采用蝸輪蝸桿柱齒輪減速機(jī)，采用蝸輪蝸桿柱齒輪減速機(jī)，一級(jí)傳動(dòng)采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)，與動(dòng)力輸入端相接，可以有效增加傳動(dòng)效率，二級(jí)傳動(dòng)采用齒輪傳動(dòng)，與動(dòng)力輸出端(負(fù)載端)相接可以有效減少傳動(dòng)損耗，在傳動(dòng)方式上兼具蝸輪蝸桿減速機(jī)和柱齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)現(xiàn)自鎖功能，保證工作安全的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了卷簾裝置對(duì)較大傳動(dòng)比的需要，而且本實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)更加緊湊，簡(jiǎn)單，使用輕便，在運(yùn)行過(guò)程中，齒輪磨損程度輕，運(yùn)行平穩(wěn)，振動(dòng)、噪聲小，使用壽命長(zhǎng)，其傳動(dòng)路線為:電動(dòng)機(jī)12--聯(lián)軸器10--蝸輪蝸桿柱齒輪減速機(jī)--聯(lián)軸器10--繞線桿19。

為了便于對(duì)電動(dòng)機(jī)12的控制，本實(shí)施例的電路控制機(jī)構(gòu)通過(guò)低壓電器控制的方式直接控制電動(dòng)機(jī)12的正、反轉(zhuǎn)和停轉(zhuǎn)，操作簡(jiǎn)單且便于實(shí)現(xiàn)。此外，由于本實(shí)施例中，通過(guò)在沿棚面表面運(yùn)動(dòng)的卷簾4的上、下極限位置分別加上第一限位開(kāi)關(guān)SQ1和第二限位開(kāi)關(guān)SQ2，并將其分別接入控制回路中，并形成反饋閉環(huán)控制回路，且第一限位開(kāi)關(guān)SQ1和第二限位開(kāi)關(guān)SQ2的安裝為配合電動(dòng)機(jī)12拆卸，同樣可以設(shè)置為可拆卸式，隨時(shí)可從控制回路中拆下或裝入，不影響其使用，做到“隨插隨拔隨用”簡(jiǎn)單方便。

具體的，本實(shí)施例的電路控制機(jī)構(gòu)包括交流接觸器、熔斷器和第一控制電路，交流接觸器包括第一主觸頭KM1-1、第二主觸頭KM2-1、第一輔助觸頭KM1-2、第二輔助觸頭KM2-2、第一線圈KM1-3和第二線圈KM2-3；如圖7所示，第一控制電路包括串聯(lián)連接的主控電路和控制回路，主控電路和控制回路之間串聯(lián)有停車(chē)觸位開(kāi)關(guān)SB1，控制回路包括并聯(lián)連接的正轉(zhuǎn)控制回路和反轉(zhuǎn)控制回路，通過(guò)使用普通的交流接觸器、熔斷器等低壓電器實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)12動(dòng)作的控制，控制方式便于實(shí)現(xiàn)，操作可靠性高，第一限位開(kāi)關(guān)SQ1和第二限位開(kāi)關(guān)SQ2均為觸斷開(kāi)關(guān)，可以直接接入第一控制電路中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停車(chē)、及限位保護(hù)的作用，并且電路設(shè)計(jì)機(jī)械電氣聯(lián)合互鎖，安全性高。

其中，主控電路包括第一主觸頭KM1-1、第二主觸頭KM2-1、熔斷器和電動(dòng)機(jī)12，第一主觸頭KM1-1和第二主觸頭KM2-1并聯(lián)，且并聯(lián)后的第一主觸頭KM1-1和第二主觸頭KM2-1的兩端分別與停車(chē)觸位開(kāi)關(guān)SB1和熔斷器串聯(lián)，熔斷器與電動(dòng)機(jī)12串聯(lián)，電動(dòng)機(jī)12的一端接地。

正轉(zhuǎn)控制回路包括串聯(lián)連接的第一輔助觸頭KM1-2和第一線圈KM1-3，第一輔助觸頭KM1-2的兩端并聯(lián)有第一觸位開(kāi)關(guān)SB2，第一輔助觸頭KM1-2與第一線圈KM1-3之間還分別串聯(lián)有第二自鎖開(kāi)關(guān)SB3’和第一限位開(kāi)關(guān)SQ1。

反轉(zhuǎn)控制回路包括串聯(lián)連接的第二輔助觸頭KM2-2和第二線圈KM2-3，第二輔助觸頭KM2-2的兩端并聯(lián)有第二觸位開(kāi)關(guān)SB3，第二輔助觸頭KM2-2與第二線圈KM2-3之間還分別串聯(lián)有第一自鎖開(kāi)關(guān)SB2’和第二限位開(kāi)關(guān)SQ2。

第一自鎖開(kāi)關(guān)SB2’用于鎖定第一觸位開(kāi)關(guān)SB2的開(kāi)閉狀態(tài)，第二自鎖開(kāi)關(guān)SB3’用于鎖定第二觸位開(kāi)關(guān)SB3的開(kāi)閉狀態(tài)。

當(dāng)需要電動(dòng)機(jī)12正轉(zhuǎn)時(shí)：按下第一觸位開(kāi)關(guān)SB2，使得第一線圈KM1-3通電且自鎖，即自動(dòng)觸發(fā)與第一觸位開(kāi)關(guān)SB2聯(lián)動(dòng)的第一自鎖開(kāi)關(guān)SB2’自動(dòng)由常閉狀態(tài)鎖定為常開(kāi)狀態(tài)，以保證反轉(zhuǎn)控制回路始終鎖定為斷路狀態(tài)，并同時(shí)觸發(fā)第一輔助觸頭KM1-2和第一主觸頭KM1-1閉合，從而保證正轉(zhuǎn)控制回路鎖定為通路狀態(tài)、且電動(dòng)機(jī)12正向啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng)卷簾裝置工作，卷簾4沿棚面卷收上升；當(dāng)卷簾4碰到第一限位開(kāi)關(guān)SQ1時(shí)，第一限位開(kāi)關(guān)SQ1由常閉狀態(tài)切換為常開(kāi)狀態(tài)，則正轉(zhuǎn)控制回路斷開(kāi)，使得第一線圈KM1-3斷電，則第一主觸頭KM1-1和第一輔助觸頭KM1-2同時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)12停止運(yùn)行。

當(dāng)需要電動(dòng)機(jī)12反轉(zhuǎn)時(shí)：按下第二觸位開(kāi)關(guān)SB3，使得第二線圈KM2-3通電且自鎖，即自動(dòng)觸發(fā)與第二觸位開(kāi)關(guān)SB3聯(lián)動(dòng)的第二自鎖開(kāi)關(guān)SB3’自動(dòng)由常閉狀態(tài)鎖定為常開(kāi)狀態(tài)，以保證正轉(zhuǎn)控制回路始終鎖定為斷路狀態(tài)，并同時(shí)觸發(fā)第二輔助觸頭KM2-2和第二主觸頭KM2-1閉合，從而保證正轉(zhuǎn)控制回路鎖定為通路狀態(tài)、且電動(dòng)機(jī)12反向啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng)卷簾裝置工作，卷簾4沿棚面鋪開(kāi)放下；當(dāng)卷簾4碰到第二限位開(kāi)關(guān)SQ2時(shí)，第二限位開(kāi)關(guān)SQ2由常閉狀態(tài)切換為常開(kāi)狀態(tài)，則反轉(zhuǎn)控制回路斷開(kāi)，使得第二線圈KM2-3斷電，則第二主觸頭KM2-1和第二輔助觸頭KM2-2同時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)12停止運(yùn)行。

為了進(jìn)一步便于控制卷簾裝置的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)工作，如圖8所示，本實(shí)施例的電路控制機(jī)構(gòu)包括繼電器、控制器和第二控制電路，繼電器控制采用信號(hào)自鎖方式，控制器所發(fā)射的無(wú)線信號(hào)控制繼電器的開(kāi)合，從而控制電動(dòng)機(jī)12工作。

如圖8所示，本實(shí)施例的環(huán)境因素獲取裝置設(shè)置于溫室的內(nèi)部，用于獲取溫室內(nèi)的環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)。進(jìn)一步的，為了便于實(shí)時(shí)獲取溫室內(nèi)的環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)，以便于根據(jù)所獲得數(shù)據(jù)來(lái)控制卷簾裝置工作，從而保證溫室內(nèi)的作物處于良好的成長(zhǎng)環(huán)境；本實(shí)施例的環(huán)境因素獲取裝置包括光照強(qiáng)度傳感器200、空氣溫度傳感器100和土壤濕度傳感器300，光照強(qiáng)度傳感器200、空氣溫度傳感器100和土壤濕度傳感器300分別與遠(yuǎn)程控制中心連接，光照強(qiáng)度傳感器200和空氣溫度傳感器100布設(shè)在溫室內(nèi)高于地平面的位置，土壤濕度傳感器300布設(shè)在溫室內(nèi)的地平面上；此外，在溫室棚面外設(shè)置排水溝400。

為了保證環(huán)境因素獲取精準(zhǔn)性高，本實(shí)施例中，優(yōu)選光照強(qiáng)度傳感器200的工作溫度范圍為-40℃～85℃，存儲(chǔ)溫度為-40℃～100℃，波長(zhǎng)范圍為400nm～730nm；空氣溫度傳感器100和土壤濕度傳感器300的分辨率的范圍均為0.01℃～0.04℃，且分辨率的范圍均滿足12bit～14bit；空氣溫度傳感器100和土壤濕度傳感器300的精度的范圍均為-0.5℃～0.5℃，重復(fù)性的范圍均為-0.1℃～0.1℃，工作溫度的范圍均為-40℃～123.8℃。

以下以設(shè)施辣椒種植為例，進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

為了進(jìn)一步保證設(shè)施辣椒種植時(shí)的環(huán)境因素獲取精準(zhǔn)性高，本實(shí)施例中，選取的溫室尺寸為：溫室總寬度8.5m，后墻8的高度為2.2m，厚度為0.5m。優(yōu)選將空氣溫度傳感器100和光照強(qiáng)度傳感器200并列設(shè)置于溫室內(nèi)的中間位置，即距離后墻4.0m的位置，且高于地面0.8m；優(yōu)選排水溝400的深度為0.5m，寬度為0.5m。

辣椒作為生活中常見(jiàn)的蔬菜類(lèi)型，具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及藥用價(jià)值，辣椒種植遍布世界各地，但辣椒具有一定的種植生長(zhǎng)環(huán)境要求。就其所需光照條件而言，辣椒是喜光植物，其光飽和點(diǎn)為30～40klx，光補(bǔ)償點(diǎn)為1.5～2klx，生長(zhǎng)發(fā)育所需日照時(shí)數(shù)達(dá)到1000小時(shí)上，因此辣椒屬中光性植物，辣椒種植生長(zhǎng)所需溫度條件方面，辣椒屬于喜溫作物，辣椒種子發(fā)芽的適宜溫度為15℃～30℃，最適溫度為25℃左右；生長(zhǎng)發(fā)育最適溫度白天27℃～28℃，夜間18℃～20℃，地溫17℃～26℃，而且，辣椒生長(zhǎng)發(fā)育需要較為干燥的環(huán)境。

辣椒喜光、喜溫、耐旱，且相對(duì)于其他的果菜類(lèi)蔬菜，辣椒比較耐陰，適合進(jìn)行設(shè)施早熟栽培，辣椒是設(shè)施蔬菜主要種植蔬菜類(lèi)型之一。當(dāng)然，在設(shè)施辣椒種植過(guò)程中，特別是在北方冬春栽培季節(jié)，需要增加設(shè)施內(nèi)的光照，確保光照度達(dá)到25klx以上，為達(dá)到辣椒的設(shè)施種植條件，辣椒種植溫室需要架設(shè)溫室卷簾裝置用于保溫和保證光照條件。夜間，通過(guò)在溫室棚面上覆蓋保溫材料，如本實(shí)施例的卷簾4，維持溫室內(nèi)的溫度，白天則將保溫材料打開(kāi)，所種植的辣椒接受光照，溫室室內(nèi)溫度上升，提供辣椒生長(zhǎng)發(fā)育所需的光照與溫度。

為了對(duì)設(shè)施辣椒智能卷簾裝置進(jìn)行精準(zhǔn)的控制，需要對(duì)溫室的光照條件、及溫室內(nèi)的溫度進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)測(cè)，需要在溫室內(nèi)布設(shè)光照強(qiáng)度傳感器200和空氣溫度傳感器100及土壤濕度傳感器300?？諝鉁囟葌鞲衅?00要求分辨率0.01～0.04℃，且在12～14bit范圍內(nèi)，精度在±0.5℃，重復(fù)性在±0.1℃范圍內(nèi)，可完全互換，工作范圍-40～123.8℃；土壤濕度傳感器300范圍要求與空氣溫度傳感器100范圍要求基本相同；光照傳感器要求工作溫度范圍-40～85℃，存儲(chǔ)溫度-40～100℃，波長(zhǎng)范圍400～730nm。因?yàn)閷?duì)象是設(shè)施辣椒，溫室大棚地面為設(shè)施辣椒種植用的栽培區(qū)500。辣椒的株高一般為50～60cm，為不影響作業(yè)和數(shù)據(jù)采集精度，在豎直方向上的傳感器布設(shè)方案為光照強(qiáng)度傳感器200，空氣溫度傳感器100高度均于0.8m左右，而在溫室橫面方向上，為保證采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，在考慮溫室結(jié)構(gòu)后，三種傳感器可在溫室縱向中間位置，沿橫向方向均勻布設(shè)。

其中，各類(lèi)傳感器沿橫向方向的具體間距和所布設(shè)的傳感器數(shù)量可視需求而定，若所需信息較為準(zhǔn)確，可加大布置密度，反之則減小。傳感器布設(shè)完成后，通過(guò)ZigBee、Wi-Fi等有線或無(wú)線的方式，實(shí)現(xiàn)信息的傳輸，形成監(jiān)測(cè)傳感通信網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室辣椒生長(zhǎng)環(huán)境的感知，這些所采集的數(shù)據(jù)也是控制溫室卷簾裝置的依據(jù)所在，將日光溫室環(huán)境信息傳輸給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，遠(yuǎn)程監(jiān)控中心可以在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)卷簾裝置等日光溫室配套農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制，或是通過(guò)GSM、GPRS、CDMA等遠(yuǎn)程通信方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

為了實(shí)現(xiàn)卷簾裝置的自動(dòng)化控制，本實(shí)施例的控制平臺(tái)分別與卷簾4、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、限位觸斷開(kāi)關(guān)2、環(huán)境因素獲取裝置連接，對(duì)環(huán)境因素獲取裝置獲取的溫室內(nèi)的環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)分析的結(jié)果控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)卷簾4鋪開(kāi)或卷收。

如圖9所示，控制平臺(tái)包括順次連接的遠(yuǎn)程控制中心、ARM控制器和節(jié)點(diǎn)控制器，節(jié)點(diǎn)控制器與卷簾裝置連接，遠(yuǎn)程控制中心與環(huán)境因素獲取裝置連接，ARM控制器與限位觸斷開(kāi)關(guān)2連接。

如圖10所示，ARM控制器包括核心主板、第一串口、第二串口和USB/HUB擴(kuò)展模塊，核心主板分別與顯示屏、觸摸屏、第一串口、第二串口、USB/HUB擴(kuò)展模塊和限位觸斷開(kāi)關(guān)2連接，第一串口與節(jié)點(diǎn)控制器連接，第二串口通過(guò)GPRS模塊與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心連接；優(yōu)選的，顯示屏為7寸液晶顯示屏，觸摸屏為電容式觸摸屏。

核心主板包括處理器單元、串口模塊、USB模塊、時(shí)鐘管理模塊、存儲(chǔ)模塊和I/O模塊，處理器單元分別與串口模塊、USB模塊、時(shí)鐘管理模塊、存儲(chǔ)模塊和I/O模塊連接，串口模塊分別與第一串口和第二串口連接，USB模塊與USB/HUB擴(kuò)展模塊連接，I/O模塊與限位觸斷開(kāi)關(guān)2連接；進(jìn)一步的，本實(shí)施例中，時(shí)鐘管理模塊為RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘，存儲(chǔ)模塊為內(nèi)存條(規(guī)格型號(hào)為512M DDR2RAM)和閃存條(規(guī)格型號(hào)為512M SLC NAND Flash)。

節(jié)點(diǎn)控制器通過(guò)上述的電路控制機(jī)構(gòu)與電動(dòng)機(jī)12連接，ARM控制器與節(jié)點(diǎn)控制器連接，以通過(guò)節(jié)點(diǎn)控制器控制電動(dòng)機(jī)12的正轉(zhuǎn)、或反轉(zhuǎn)、或停轉(zhuǎn)。

本實(shí)施例中，依靠ARM控制器實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互界面，能通過(guò)節(jié)點(diǎn)控制器對(duì)電動(dòng)機(jī)12的繼電器和交流接觸器的通斷進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)12的“正-反-?！笨刂?，并通過(guò)設(shè)置限位觸斷開(kāi)關(guān)2來(lái)保證卷簾裝置的安全可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。其中，ARM控制器以處理器單元為核心，以實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互、數(shù)據(jù)處理和串口通信，人機(jī)交互可采用觸摸屏顯(或是鼠標(biāo)和鍵盤(pán)通過(guò)USB/HUB擴(kuò)展模塊連接)實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)控制器串口和ARM控制器連接，執(zhí)行ARM控制器輸入的控制指令，控制卷簾裝置的繼電器和/或交流接觸器的開(kāi)關(guān)，由繼電器控制第一控制電路中的開(kāi)關(guān)，即控制第一控制電路的停車(chē)觸位開(kāi)關(guān)SB1、第一觸位開(kāi)關(guān)SB2和第二觸位開(kāi)關(guān)SB3的開(kāi)啟和閉合，以達(dá)到對(duì)卷簾裝置的電動(dòng)機(jī)12動(dòng)作的控制，電源模塊為ARM控制器提供各個(gè)模塊所需的電源如此可實(shí)現(xiàn)智能卷簾4的現(xiàn)場(chǎng)控制功能。

為了將整個(gè)控制系統(tǒng)建立成一套智能控制系統(tǒng)，從而提高生產(chǎn)效率和操作可行性，本實(shí)施例的遠(yuǎn)程控制中心包括服務(wù)器和智能終端，智能終端通過(guò)服務(wù)器與GPRS模塊連接，服務(wù)器與環(huán)境因素獲取裝置連接。本實(shí)施例的智能終端可以為便攜式計(jì)算機(jī)、PC終端、智能手機(jī)、智能平板電腦、智能手寫(xiě)板等終端設(shè)備，其中，服務(wù)器可通過(guò)internet網(wǎng)絡(luò)、或3G網(wǎng)絡(luò)、或4G網(wǎng)絡(luò)、或Wi-Fi、或Wlan、或Lan等有線或無(wú)線連接方式分別與上述的智能終端建立網(wǎng)絡(luò)連接。

溫室卷簾4的智能控制首先需要通過(guò)傳感器通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)影響卷簾裝置工作的環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)(包括光照、空氣溫度和土壤溫度等數(shù)據(jù))進(jìn)行采集，再通過(guò)ARM控制器中的串口連接遠(yuǎn)程通信模塊(如GPRS模塊)，將所采集的設(shè)施辣椒環(huán)境信息(如數(shù)據(jù)、視頻等)通過(guò)該模塊，經(jīng)過(guò)信號(hào)發(fā)射塔被傳輸回遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)中，進(jìn)行分類(lèi)、計(jì)算和儲(chǔ)存，將得到的結(jié)果與事先人工設(shè)定好的各數(shù)據(jù)閥值進(jìn)行比對(duì)，這些數(shù)據(jù)閥值同樣可由核心主板所采用的溫室環(huán)境模型、控制算法(如模糊算法和BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))自動(dòng)計(jì)算處理得到，當(dāng)出現(xiàn)環(huán)境數(shù)據(jù)不滿足條件或不匹配時(shí)，自動(dòng)發(fā)出控制指令，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的卷簾裝置的卷簾4動(dòng)作(包括卷收、鋪開(kāi)及卷簾4開(kāi)度大小)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，調(diào)節(jié)溫室內(nèi)的環(huán)境因素，整個(gè)控制過(guò)程并不需要人工參與，如此形成對(duì)溫室卷簾裝置的無(wú)人化智能控制。

此外，本實(shí)施例還提供了一種溫室卷簾裝置的控制系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟：

通過(guò)環(huán)境因素獲取裝置獲取溫室內(nèi)的環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)；

通過(guò)服務(wù)器將獲取的環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)發(fā)送至ARM控制器中；

利用ARM控制器對(duì)環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分析；

根據(jù)對(duì)環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分析的結(jié)果，利用節(jié)點(diǎn)控制器控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)12正轉(zhuǎn)、或反轉(zhuǎn)、或停轉(zhuǎn)；

通過(guò)電動(dòng)機(jī)12正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)卷簾4卷收，卷收過(guò)程中的卷簾4觸及設(shè)置于棚面頂部的限位觸斷開(kāi)關(guān)2時(shí)，設(shè)置于棚面頂部的限位觸斷開(kāi)關(guān)2斷開(kāi)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)12停轉(zhuǎn)，將電動(dòng)機(jī)12停轉(zhuǎn)的信號(hào)通過(guò)ARM控制器反饋至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心；

通過(guò)電動(dòng)機(jī)12反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)卷簾4鋪開(kāi)，鋪開(kāi)過(guò)程中的卷簾4觸及設(shè)置于棚面底部的限位觸斷開(kāi)關(guān)2時(shí)，設(shè)置于棚面底部的限位觸斷開(kāi)關(guān)2斷開(kāi)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)12停轉(zhuǎn)，將電動(dòng)機(jī)12停轉(zhuǎn)的信號(hào)通過(guò)ARM控制器反饋至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。

本實(shí)施例的卷簾裝置及控制系統(tǒng)的工作過(guò)程如下：根據(jù)對(duì)象溫室的棚長(zhǎng)，計(jì)算出所需的導(dǎo)線支架3的數(shù)量，將其依照計(jì)算的間距，用水泥固結(jié)螺釘?shù)姆绞?，安裝布置在溫室的后墻8上，拉桿5通過(guò)導(dǎo)線支架3底部特定孔位的方式被固定，將多個(gè)繩索7的一端通過(guò)栓接的方式固結(jié)在拉桿5上，將多個(gè)繩索7整齊鋪放在棚面上，人工將卷簾4運(yùn)至后墻8上，將卷簾4的一端栓接固定在后墻8上，然后平鋪在棚面上，在卷簾4的另一端栓接卷軸1，將繩索7的另一端穿過(guò)導(dǎo)線支架3及匯線器6中的過(guò)線輪和導(dǎo)線輪，繩索7被牽引至收放線機(jī)構(gòu)9上，繩索7通過(guò)收放線機(jī)構(gòu)9中的導(dǎo)線器20，通過(guò)栓接的方式被固定在繞線筒21上，每條繩索7依次如此操作，收放線機(jī)構(gòu)9的基座13用地腳螺釘固定在地面上，將減速器11通過(guò)聯(lián)軸器10與收放線機(jī)構(gòu)9的輸入軸即繞線桿19固結(jié)，再將電動(dòng)機(jī)12優(yōu)選為交流電動(dòng)機(jī)12同樣通過(guò)聯(lián)軸器10的方式與減速器11連接，溫室卷簾4這里采用直接的手動(dòng)控制，在棚面上的卷簾4限定位置固定安裝限位觸斷開(kāi)關(guān)2，并將其分別接入第一控制電路和第二控制電路中。

通過(guò)第一控制電路實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)12正-反-停的控制，合上刀開(kāi)關(guān)QS，按下第一觸位開(kāi)關(guān)SB2，即可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)12正向啟動(dòng)，通過(guò)減速器11帶動(dòng)收放線機(jī)構(gòu)9中繞線桿19轉(zhuǎn)動(dòng)，繞線筒21開(kāi)始繞線，第一傳動(dòng)齒輪16和第二傳動(dòng)齒輪17通過(guò)鍵連接分別與繞線桿19及絲杠18固結(jié)，動(dòng)力通過(guò)第一傳動(dòng)齒輪16和第二傳動(dòng)齒輪17的嚙合作用傳遞到絲杠18使之轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)絲杠18上導(dǎo)線器20由于絲杠18傳動(dòng)和導(dǎo)桿15的共同作用，只能做水平方向上平動(dòng)，如此，即可帶動(dòng)繩索7也做沿著絲杠18做水平方向上平動(dòng)，如此繩索7在實(shí)現(xiàn)纏繞繞線筒21的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)水平方向的平動(dòng)，避免“繞線混亂”、“疊線”等作業(yè)問(wèn)題；繩索7將卷簾4拉起，當(dāng)?shù)竭_(dá)上限定位置時(shí)，卷軸1壓到上限定位置的限位觸斷開(kāi)關(guān)2即第一限位開(kāi)關(guān)SQ1時(shí)，對(duì)應(yīng)第一控制電路的第一限位開(kāi)關(guān)SQ1自動(dòng)斷電，由于減速器11為蝸輪蝸桿柱減速器11，具有自鎖作用，卷簾4停在當(dāng)前位置，此時(shí)可將收放線機(jī)構(gòu)9上的限位銷(xiāo)23拔出，將卡爪22卡住限位齒輪24，再將限位銷(xiāo)23插入抵緊卡爪22，由于限位齒輪24通過(guò)鍵連接與繞線桿19固結(jié)，如此實(shí)現(xiàn)收放線機(jī)構(gòu)9上的自鎖；此時(shí)可將減速器11和電動(dòng)機(jī)12從收放線機(jī)構(gòu)9上拆下用于下一個(gè)溫室的卷簾4工作，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多用”，以降低生產(chǎn)成本。

若需將卷簾4放下，可重新連接電動(dòng)機(jī)12和減速器11，拔出限位銷(xiāo)23，將卡爪22回復(fù)到原先位置，再插入限位銷(xiāo)23，防止卡爪22滑下，接入上、下限位的限位觸斷開(kāi)關(guān)2，然后合上刀開(kāi)關(guān)QS，按下第二觸位開(kāi)關(guān)SB3，電動(dòng)機(jī)12反轉(zhuǎn)，通過(guò)減速器11帶動(dòng)收放線機(jī)構(gòu)9放線，卷簾4在重力作用下下放鋪開(kāi)，當(dāng)鋪開(kāi)至下限位位置，卷軸1壓到下限位位置的限位觸斷開(kāi)關(guān)2即第二限位開(kāi)關(guān)SQ2，其對(duì)應(yīng)第一控制電路中的第二限位開(kāi)關(guān)SQ2，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)斷電，此時(shí)可如同收線時(shí)一樣，將收放線機(jī)構(gòu)9自鎖，再將電動(dòng)機(jī)12和減速器11拆下，去實(shí)現(xiàn)其他溫室大棚的放線工作，若在收放線作業(yè)中出現(xiàn)緊急情況，可按下緊急停車(chē)開(kāi)關(guān)及時(shí)斷電，保證安全，卷簾4在卷收和鋪開(kāi)時(shí)，需要安裝上收放線機(jī)構(gòu)9殼罩13，以保證生產(chǎn)作業(yè)安全。

綜上所述，本實(shí)施例的溫室卷簾裝置的控制系統(tǒng)包括：卷簾裝置的卷簾4設(shè)置于溫室的棚面上，且可自棚面的頂部向下鋪開(kāi)、或者自棚面的底部向上卷收，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與卷簾4連接，棚面的頂部和底部分別設(shè)置有限位觸斷開(kāi)關(guān)2；環(huán)境因素獲取裝置，設(shè)置于溫室的內(nèi)部，用于獲取溫室內(nèi)的環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)；控制平臺(tái)，用以對(duì)環(huán)境因素獲取裝置獲取的溫室內(nèi)的環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)分析的結(jié)果控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)卷簾4鋪開(kāi)或卷收。該溫室卷簾裝置的控制系統(tǒng)及控制方法，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制卷簾4的鋪開(kāi)和卷收過(guò)程，且能夠?qū)崟r(shí)獲取溫室內(nèi)部的環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)，有效提高對(duì)溫室內(nèi)部的環(huán)境因素的監(jiān)測(cè)力度。

本發(fā)明的實(shí)施例是為了示例和描述起見(jiàn)而給出的，而并不是無(wú)遺漏的或者將本發(fā)明限于所公開(kāi)的形式。很多修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。選擇和描述實(shí)施例是為了更好說(shuō)明本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明從而設(shè)計(jì)適于特定用途的帶有各種修改的各種實(shí)施例。