專利名稱：大風(fēng)雨雪溫室保護(hù)器的制作方法
專利說(shuō)明
一、技術(shù)領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及一種現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、林業(yè)及花卉行業(yè)溫室的大風(fēng)雨雪保護(hù)器，是一種適用于帶有電動(dòng)開窗機(jī)構(gòu)或電動(dòng)外遮陽(yáng)幕機(jī)構(gòu)的溫室保護(hù)器。
二背景技術(shù)：
目前，溫室的通風(fēng)窗及外遮陽(yáng)幕均由人工操作實(shí)現(xiàn)其通風(fēng)窗的關(guān)閉或開啟以及外遮陽(yáng)幕的展開或合攏，這種人工方式，不僅難以應(yīng)付多個(gè)通風(fēng)窗及外遮陽(yáng)幕在天氣突變時(shí)自動(dòng)關(guān)閉和合攏的需求，易對(duì)溫室內(nèi)的作物和溫室的設(shè)施造成損害，而且操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大。
三
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型在于提供一種通過(guò)傳感器全天候監(jiān)視風(fēng)速風(fēng)向和雨雪信號(hào)，當(dāng)超過(guò)保護(hù)值時(shí)就自動(dòng)關(guān)閉通風(fēng)窗或自動(dòng)合攏外遮陽(yáng)幕的大風(fēng)雨雪溫室保護(hù)器。
本實(shí)用新型可以通過(guò)下述的技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)大風(fēng)雨雪溫室保護(hù)器，由風(fēng)速傳感器、單片機(jī)、風(fēng)向傳感器、雨雪傳感器、串行存儲(chǔ)器、數(shù)碼管、發(fā)光二極管、保護(hù)繼電器等組成，風(fēng)速傳感器的信號(hào)傳遞線經(jīng)過(guò)光藕隔離電路、濾波電路、史密特整形電路后與單片機(jī)腳相接，風(fēng)向傳感器的信號(hào)引線經(jīng)LC濾波后與單片機(jī)的腳相接，雨雪傳感器的輸出信號(hào)線經(jīng)光藕隔離和電容積分后接單片機(jī)的腳，單片機(jī)的腳11、12、13、14、25、26、27、28通過(guò)數(shù)據(jù)線和限流電阻R2～9與數(shù)碼管相連，單片機(jī)的腳2、5、6經(jīng)電平驅(qū)動(dòng)電路與數(shù)碼管相連，單片機(jī)的腳14與雨雪信號(hào)輸出的發(fā)光二極管相連，3個(gè)輕觸鍵經(jīng)電阻R10～12與單片機(jī)的腳11～13相連，串行存儲(chǔ)器與單片機(jī)的腳14、15相連，單片機(jī)的腳22、23、24分別與保護(hù)繼電器驅(qū)動(dòng)電路的U2E、U2F、U2G、相連，保護(hù)繼電器驅(qū)動(dòng)電路的U2E、U2F、U2G、分別接繼電器J1、J2、J3，繼電器J1、J2、J3分別接外部的天窗電機(jī)、側(cè)窗電機(jī)、外遮陽(yáng)幕電機(jī)，單片機(jī)的腳17、18與RS485通訊轉(zhuǎn)換單元相連，開關(guān)電源模塊為系統(tǒng)提供工作電源。
本實(shí)用新型還可以通過(guò)下述的技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)風(fēng)速傳感器為風(fēng)杯每旋轉(zhuǎn)一周發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)的傳感器，風(fēng)向傳感器為風(fēng)標(biāo)旋轉(zhuǎn)一周，風(fēng)向輸出信號(hào)在0V～5V間變化的傳感器，雨雪信號(hào)傳感器兩組交叉設(shè)置并且互不接觸的金屬柵，且在其背后有加熱電阻。
數(shù)碼管為3位7段數(shù)碼管，發(fā)光二極管為8個(gè)發(fā)光二極管。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)與效果1、本實(shí)用新型具有完善的風(fēng)速、風(fēng)向和雨雪信號(hào)測(cè)量功能2、本實(shí)用新型具有完善的風(fēng)速、風(fēng)向和雨雪信號(hào)實(shí)時(shí)顯示功能。
3、本實(shí)用新型具有分離的、各自獨(dú)立的天窗、側(cè)窗、外遮陽(yáng)幕的風(fēng)速保護(hù)值。
4、采用獨(dú)特的積分算法判斷不斷變化的陣風(fēng)風(fēng)速以及間歇較短的陣雨。判斷準(zhǔn)確、合理。
5、采用先進(jìn)的開關(guān)電源技術(shù)，可保證本控制器在供電質(zhì)量較差的農(nóng)村電網(wǎng)供電環(huán)境下可靠運(yùn)行。
6、全面優(yōu)化、精煉的電路設(shè)計(jì)，使產(chǎn)品成本非常低廉，可保證產(chǎn)品較低的市場(chǎng)價(jià)格。
7、按照儀表方式設(shè)計(jì)的接口電路和安裝方式，使控制器極容易的嵌入到配電箱內(nèi)，與配電箱融為一體。
8、多臺(tái)“大風(fēng)雨雪溫室保護(hù)器”架構(gòu)在RS-485通訊網(wǎng)絡(luò)上，共享風(fēng)速、風(fēng)向和雨雪傳感器數(shù)據(jù)，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更合理、安裝更簡(jiǎn)便、成本更低廉。
四

圖1為大風(fēng)雨雪溫室保護(hù)器的電路框圖圖2為大風(fēng)雨雪溫室保護(hù)器的單片機(jī)及人機(jī)交互部分的電路圖圖3為大風(fēng)雨雪溫室保護(hù)器的風(fēng)速傳感器、光藕隔離電路、濾波電路、史密特整形電路的接口部分的電原理圖圖4為大風(fēng)雨雪溫室保護(hù)器的風(fēng)向傳感器、LC濾波電路的接口部分的電原理圖圖5為大風(fēng)雨雪溫室保護(hù)器的雨雪傳感器、光藕隔離、電容積分電路的接口部分的電原理圖圖6為大風(fēng)雨雪溫室保護(hù)器的開關(guān)電源模塊的接口部分的電原理圖圖7為大風(fēng)雨雪溫室保護(hù)器的保護(hù)繼電器接口部分的電原理圖五具體實(shí)施方式
圖1-7所示大風(fēng)雨雪溫室保護(hù)器，由DAVIS7911風(fēng)速傳感器1、PIC16C73單片機(jī)5、DAVIS7911風(fēng)向傳感器6、FD雨雪傳感器8、24C01串行存儲(chǔ)器13、LG5631AH數(shù)碼管14、發(fā)光二極管16、DEG OJE-SS-105DM保護(hù)繼電器19等組成。風(fēng)速傳感器1的信號(hào)傳遞線經(jīng)過(guò)521-4光藕隔離電路2、濾波電路3、74HC14史密特整形電路4后與PIC16C73單片機(jī)5的腳21相接，風(fēng)向傳感器6的信號(hào)引線經(jīng)LC濾波7后與PIC16C73單片機(jī)5的腳2相接，雨雪傳感器8的輸出信號(hào)線經(jīng)521-4光藕隔離9和電容積分10后接PIC16C73單片機(jī)的腳3，PIC16C73單片機(jī)5的腳11、12、13、14、25、26、27、28通過(guò)數(shù)據(jù)線和限流電阻R2～9與LG5631AH數(shù)碼管14相連，PIC16C73單片機(jī)5的腳4、5、6經(jīng)ULN2004電平驅(qū)動(dòng)電路15與LG5631AH數(shù)碼管14相連，PIC16C73單片機(jī)5的腳14與雨雪信號(hào)輸出18的8個(gè)發(fā)光二極管16相連，3個(gè)輕觸鍵17經(jīng)電阻R10～12與PIC16C73單片機(jī)5的腳11～13相連，24C01串行存儲(chǔ)器13與PIC16C73單片機(jī)5的腳14、15相連，PIC16C73單片機(jī)5的腳22、23、24分別與保護(hù)繼電器19驅(qū)動(dòng)電路的U2E、U2F、U2G相連，保護(hù)繼電器19驅(qū)動(dòng)電路中的U2E、U2F、U2G分別接繼電器J1、J2、J3，繼電器J1、J2、J3分別接外部的天窗電機(jī)、側(cè)窗電機(jī)、外遮陽(yáng)幕電機(jī)，PIC16C73單片機(jī)5的腳17、18與RS485通訊轉(zhuǎn)換單元11相連，JML2.5開關(guān)電源模塊12為系統(tǒng)提供工作電源。風(fēng)速傳感器1為風(fēng)杯每旋轉(zhuǎn)一周發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)的傳感器，風(fēng)向傳感器6為風(fēng)標(biāo)旋轉(zhuǎn)一周，風(fēng)向輸出信號(hào)在0V～5V間變化的傳感器，雨雪信號(hào)傳感器8為兩組交叉設(shè)置并且互不接觸的金屬柵。
本實(shí)用新型的工作原理如下“大風(fēng)雨雪溫室保護(hù)器”主要由風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、雨雪傳感器、單片機(jī)、串行存儲(chǔ)器、數(shù)碼管、發(fā)光二極管、繼電器、通訊單元和電源模塊構(gòu)成。
工作時(shí)，風(fēng)吹動(dòng)風(fēng)速傳感器1的風(fēng)杯，風(fēng)杯每旋轉(zhuǎn)一周，發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)從WS_IN輸入并經(jīng)521-4光藕隔離2后，進(jìn)入阻容濾波單元3濾波，然后進(jìn)入74HC14史密特整形電路4整形，最后進(jìn)入PIC16C73單片機(jī)5的中斷引腳INT腳21，單片機(jī)測(cè)量相鄰兩個(gè)脈沖間的時(shí)間并據(jù)此計(jì)算出實(shí)時(shí)風(fēng)速值。
風(fēng)吹動(dòng)風(fēng)向傳感器6的風(fēng)標(biāo)，風(fēng)標(biāo)旋轉(zhuǎn)一周可引起風(fēng)向輸出信號(hào)在0V-5V間變化，該信號(hào)從WD_IN輸入，并經(jīng)LC濾波7后送入PIC16C73單片機(jī)5的A/D口腳2，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并據(jù)此計(jì)算出實(shí)時(shí)風(fēng)向值。
雨雪落到金屬柵型雨雪信號(hào)傳感器8的表面，傳感器背部裝有加熱電阻，可將雪融化為雨進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)，被加熱的傳感器還能將殘留的雨水迅速蒸發(fā)掉。雨水將相鄰金屬電極相連，引起輸出端電壓的變化，輸出信號(hào)從RAIN-L輸入并經(jīng)521-4光藕隔離9、電容積分10后，送入PIC16C73單片機(jī)5的A/D口腳3，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并據(jù)此判斷出雨雪信號(hào)的有無(wú)。
PIC16C73單片機(jī)5將計(jì)算出的風(fēng)速值通過(guò)數(shù)據(jù)線腳11、12、13、14、25、26、27、28傳送到三位7段LG5631AH數(shù)碼管14，同時(shí)數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)信號(hào)從PIC16C73單片機(jī)5的腳4、5、6輸出，經(jīng)ULN2004電平驅(qū)動(dòng)電路15功率放大后，LG5631AH驅(qū)動(dòng)數(shù)碼等14點(diǎn)亮顯示。PIC16C73單片機(jī)5將計(jì)算出的風(fēng)向值通過(guò)數(shù)據(jù)線腳11、12、13、14、25、26、27、28送到8個(gè)發(fā)光二極管16，同時(shí)發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)信號(hào)從PIC16C73單片機(jī)5的腳7輸出，經(jīng)ULN2004電平驅(qū)動(dòng)電路15功率放大后，驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管16點(diǎn)亮顯示。PIC16C73單片機(jī)5將判斷出的雨雪信號(hào)狀態(tài)通過(guò)腳14直接送到LED雨信號(hào)輸出18顯示。
3個(gè)輕觸鍵17(設(shè)定、上箭頭、下箭頭)經(jīng)電阻與PIC16C73單片機(jī)5的腳11、12、13連接，來(lái)完成設(shè)定值的輸入和修改，設(shè)定值由PIC16C73單片機(jī)5以I2C總線方式通過(guò)SCL、SDA兩根線存儲(chǔ)于24C01串行存儲(chǔ)器13內(nèi)。
單片機(jī)將計(jì)算出的風(fēng)速值進(jìn)行積分處理并與風(fēng)速保護(hù)值進(jìn)行比較，當(dāng)風(fēng)速大于天窗保護(hù)值時(shí)，保護(hù)繼電器18J1吸合，驅(qū)動(dòng)天窗電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，完成關(guān)閉天窗的動(dòng)作。當(dāng)風(fēng)速大于側(cè)窗保護(hù)值時(shí)，保護(hù)繼電器18J2吸合，驅(qū)動(dòng)側(cè)窗電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，完成關(guān)閉側(cè)窗的動(dòng)作。當(dāng)風(fēng)速大于外遮陽(yáng)幕保護(hù)值時(shí)，保護(hù)繼電器18J3吸合，驅(qū)動(dòng)外遮陽(yáng)幕電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，完成合攏外遮陽(yáng)幕的動(dòng)作。單片機(jī)判斷出有雨雪信號(hào)并進(jìn)行積分處理后，所有的保護(hù)繼電器18J1、J2、J3吸合，完成關(guān)天窗、側(cè)窗、合攏外遮陽(yáng)幕的動(dòng)作。
單片機(jī)將計(jì)算出的實(shí)時(shí)風(fēng)速值、風(fēng)向值、雨雪信號(hào)通過(guò)RS485通訊網(wǎng)絡(luò)采用廣播方式傳遞給其他控制器。發(fā)送數(shù)據(jù)從PIC16C73單片機(jī)5的腳18輸出，一直傳送到MAX485E通訊轉(zhuǎn)換單元11，MAX485E通訊轉(zhuǎn)換單元11將單片機(jī)傳來(lái)的TTL電平轉(zhuǎn)換為RS485電平，從腳6、7發(fā)出去。接收的數(shù)據(jù)從MAX485E通訊轉(zhuǎn)換單元11的腳6、7進(jìn)入，MAX485E通訊轉(zhuǎn)換單元11將RS485電平轉(zhuǎn)換為單片機(jī)所需的TTL電平，并傳送到PIC16C73單片機(jī)5的腳17。
L2電源變壓器12將220V交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?2V交流電壓，送到雨雪傳感器用于加熱和采樣，同時(shí)220V交流電壓經(jīng)JML2.5高集成度開關(guān)電源模塊12轉(zhuǎn)變?yōu)?V直流電提供給系統(tǒng)作工作電源使用。
權(quán)利要求1.大風(fēng)雨雪溫室保護(hù)器，由風(fēng)速傳感器(1)、單片機(jī)(5)、風(fēng)向傳感器(6)、雨雪傳感器(8)、串行存儲(chǔ)器(13)、數(shù)碼管(14)、發(fā)光二極管(16)、保護(hù)繼電器(19)等組成，其特征在于風(fēng)速傳感器(1)的信號(hào)傳遞線經(jīng)過(guò)光藕隔離電路(2)、濾波電路(3)、史密特整形電路(4)后與單片機(jī)(5)腳21相接，風(fēng)向傳感器(6)的信號(hào)引線經(jīng)LC濾波(7)后與單片機(jī)(5)的腳2相接，雨雪傳感器(8)的輸出信號(hào)線經(jīng)光藕隔離(9)和電容積分(10)后接單片機(jī)的腳3，單片機(jī)(5)的腳11、12、13、14、25、26、27、28通過(guò)數(shù)據(jù)線和限流電阻R2～9與數(shù)碼管(14)相連，單片機(jī)(5)的腳4、5、6經(jīng)電平驅(qū)動(dòng)電路(15 )與數(shù)碼管(14)相連，單片機(jī)(5)的腳14與雨雪信號(hào)輸出(18)的發(fā)光二極管相連，3個(gè)輕觸鍵(17)經(jīng)電阻R10～12與單片機(jī)(5)的腳11～13相連，串行存儲(chǔ)器(13)與單片機(jī)(5)的腳14、15相連，單片機(jī)(5)的腳22、23、24分別與保護(hù)繼電器(19)電平驅(qū)動(dòng)電路的U2E、U2F、U2G相連，電平驅(qū)動(dòng)電路的U2E、U2F、U2G、分別接繼電器J1、J2、J3，繼電器J1、J2、J3分別接外部的天窗電機(jī)、側(cè)窗電機(jī)、外遮陽(yáng)幕電機(jī)，單片機(jī)(5)的腳17、18與RS485通訊轉(zhuǎn)換單元(11)相連，開關(guān)電源模塊(12)為系統(tǒng)提供工作電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大風(fēng)雨雪溫室保護(hù)器，其特征在于風(fēng)速傳感器(1)為風(fēng)杯每旋轉(zhuǎn)一周發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)的傳感器，風(fēng)向傳感器(6)為風(fēng)標(biāo)旋轉(zhuǎn)一周，風(fēng)向輸出信號(hào)在0V～5V間變化的傳感器，雨雪信號(hào)傳感器(8)為兩組交叉設(shè)置并且互不接觸的金屬柵，且在其背后有加熱電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大風(fēng)雨雪溫室保護(hù)器，其特征在于數(shù)碼管(14)為3位7段數(shù)碼管，發(fā)光二極管(16)為8個(gè)發(fā)光二極管。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種大風(fēng)雨雪溫室保護(hù)器，它適用于帶有電動(dòng)開窗機(jī)構(gòu)或電動(dòng)外遮陽(yáng)幕機(jī)構(gòu)的溫室保護(hù)控制，它是通過(guò)風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、雨雪傳感器將監(jiān)測(cè)到的信號(hào)傳送給單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)電平驅(qū)動(dòng)將信號(hào)傳送給數(shù)碼管和發(fā)光二極管顯示，3個(gè)輕觸鍵完成單片機(jī)的程序輸入，單片機(jī)根據(jù)收集的信號(hào)處理后，將輸出信號(hào)傳送給保護(hù)繼電器電路和雨雪信號(hào)輸出電路，保護(hù)繼電器分別接溫室內(nèi)的天窗驅(qū)動(dòng)電機(jī)、側(cè)窗驅(qū)動(dòng)電機(jī)、外遮陽(yáng)幕電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)天窗、側(cè)窗、外遮陽(yáng)幕的自動(dòng)閉合，它是一種安裝方便、控制可靠、使用成本低的溫室保護(hù)控制器。
文檔編號(hào)A01G9/22GK2556917SQ02241310

公開日2003年6月25日 申請(qǐng)日期2002年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月28日
發(fā)明者徐曉峰 申請(qǐng)人:胖龍(邯鄲)溫室工程有限公司