本實用新型涉及農(nóng)業(yè)溫室大棚自動控制技術領域，特別是一種用于監(jiān)測溫室大棚卷被機運行狀態(tài)的裝置。

背景技術：

隨著社會的不斷進步，傳統(tǒng)的農(nóng)作物種植模式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求，而溫室大棚可以通過控制溫室內(nèi)的溫度、濕度、通風、二氧化碳濃度以及土壤成分等因素來為農(nóng)作物提供最佳的生長環(huán)境，因其不受時間、空間和環(huán)境的限制，可以在任何環(huán)境下進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)而得到了廣泛應用。

溫室大棚主要有玻璃溫室、日光溫室和塑料大棚等幾種，其中塑料大棚因其重量輕、骨架用料少、結構遮光率小、造價低、使用壽命長等優(yōu)點成為了現(xiàn)代溫室發(fā)展的主流。塑料溫室大棚的主體結構主要是用熱浸鍍鋅鋼管制作，在其朝陽面覆蓋塑料薄膜，并在薄膜頂部覆蓋保溫被來實現(xiàn)，保溫被則通過卷被機實現(xiàn)在大棚薄膜上的卷放操作。

目前，卷被機的運行基本都是靠人工開合閘來控制，當保溫被達到合適位置后，關閉卷被機電源來停止卷放操作，一次卷被或放被的過程一般需要5~15分鐘，此過程需要操作人員嚴密注視草苫或棉被的位置，到達特定位置后立即關閉卷被機，以防止過卷或倒卷現(xiàn)象出現(xiàn)而造成機械故障或人身傷害的事故發(fā)生。

隨著智能科技的發(fā)展，卷被機的啟停也引進了自動控制的概念，例如中國專利ZL200720103231.0公開了一種卷簾機控制器，文中提到采用定時的方式進行限位，即控制器存儲了卷被機從上到下和從下到上運行所需要的時間，啟動卷被機后開始計算時間，到時間后自動關閉卷被機；此種采用時間限位的方法只能對卷被機的運行總時間進行限定，不能判斷卷被機在運行過程中是否發(fā)生堵轉(zhuǎn)等故障，比如在卷被過程中出現(xiàn)堵塞卷被機無法正常運行，而控制器由于無法監(jiān)測到故障發(fā)生，當存儲的時間到達時仍會控制卷被機停止，不僅無法滿足卷放被的要求，而且還容易造成卷被機故障。再例如，還有在大棚的上、下極限位置安裝限位開關或光電開關進行限位的方法，此方法存在安裝不便、傳感器維護困難的缺點，且此種方式只能監(jiān)測限位開關或者光電開關所在位置的保溫被狀態(tài)，而無法了解卷被機整個運行過程中保溫被以及相關設備的工作狀態(tài)，因此也無法保障保溫被卷放操作的順利進行以及卷被機的安全運行。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型需要解決的技術問題是提供一種應用于溫室大棚中的監(jiān)測裝置，能夠?qū)崟r監(jiān)測溫室大棚卷被機的運行狀態(tài)以及保溫被卷起或放下過程中各相關設備所處的工作狀態(tài)等信息，為保溫被的順利卷放以及卷被機的安全運行提供保障。

為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案如下。

一種溫室大棚卷被機運行狀態(tài)監(jiān)測裝置，所述卷被機通過支撐裝置設置在大棚的正上方或者側上方，卷被機的輸出軸與保溫被底端固定連接；所述支撐裝置的底端鉸接在大棚前方的地面上，卷被機固定設置在支撐裝置另一端；所述支撐裝置上還設置有用于監(jiān)測支撐裝置相對大棚主體位置狀態(tài)變化的傳感器；所述傳感器包括三軸加速度檢測電路、控制電路、存儲電路以及電源調(diào)理電路，三軸加速度檢測電路的輸出端連接控制電路的輸入端，控制電路的輸出端和存儲電路連接，電源調(diào)理電路分別與三軸加速度檢測電路和控制電路的電源端連接；所述三軸加速度檢測電路實時測量卷被機運動過程中傳感器所處位置在x、y、z軸上的加速度分量；控制電路接收并處理三軸加速度檢測電路傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，計算獲得立桿或支撐桿的傾角，并確定保溫被底端位置；存儲電路存儲卷被機上行和下行運行過程中的x、y、z軸數(shù)據(jù)以及一次上行和下行所需要的總時間。

上述一種溫室大棚卷被機運行狀態(tài)監(jiān)測裝置，所述傳感器還包括通訊電路，通訊電路的輸入端連接控制電路的輸出端。

上述一種溫室大棚卷被機運行狀態(tài)監(jiān)測裝置，所述傳感器還包括與控制電路輸出端連接的報警電路。

上述一種溫室大棚卷被機運行狀態(tài)監(jiān)測裝置，所述傳感器還包括與控制電路輸出端連接的卷被機驅(qū)動電路。

由于采用了以上技術方案，本實用新型所取得技術進步如下。

本實用新型結構簡單、安裝方便，使用過程中能夠?qū)崟r監(jiān)測溫室大棚卷被機的運行狀態(tài)，包括保溫被卷起或放下的任意位置以及卷被機運行過程中是否發(fā)生堵轉(zhuǎn)、卷被機支撐裝置是否發(fā)生傾斜等工作狀態(tài)；當保溫被到達指定位置或者卷被機及相關部件出現(xiàn)故障時，本實用新型會發(fā)出報警提示操作人員立即關閉卷被機電源，還可以配合卷被機驅(qū)動電路實現(xiàn)對卷被機的自動化控制，大大提高了工作效率。

附圖說明

圖1為本實用新型應用于溫室大棚后保溫被覆蓋大棚時的狀態(tài)示意圖；

圖2為本實用新型應用于溫室大棚后保溫被卷起后的狀態(tài)示意圖；

圖3為本實用新型的結構框圖；

圖4為本實用新型主電路的電路原理圖；

圖5為本實用新型所述電源調(diào)理電路的電路圖。

其中：1.大棚主體，2.保溫被，3.立桿，4.支撐桿，5.卷被機，6.傳感器。

具體實施方式

下面將結合附圖和具體實施例對本實用新型進行進一步詳細說明。

本實用新型提出的一種溫室大棚卷被機運行狀態(tài)監(jiān)測裝置，包括傳感器6和卷被機支撐裝置，卷被機5通過支撐裝置設置在大棚主體1上方，傳感器設置在支撐裝置上，傳感器用于檢測支撐裝置相對大棚主體的位置狀態(tài)變化，從而來實現(xiàn)對卷被機運行狀態(tài)的監(jiān)測。

實施例1

本實施例中，支撐裝置包括立桿3和支撐桿4，立桿的底端鉸接在大棚前方的地面上，立桿的頂端和支撐桿的頂端鉸接，卷被機固定在支撐桿末端，卷被機的輸出軸與保溫被底端固定連接，通過控制卷被機的開啟，來實現(xiàn)卷被機帶動保溫被卷起或打開。

傳感器安裝在支撐桿的下半部分，當卷被機運行時，支撐桿相對于大棚主體位置發(fā)生變化，也即支撐桿與地面之間的夾角發(fā)生變化，同時位于支撐桿上的傳感器相對于大棚主體的位置也發(fā)生了相應變化，因此傳感器可實時獲取其自身在x、y、z三軸方向上的分量，從而計算出支撐桿與地面之間的夾角，進而得到卷被機的運行狀態(tài)以及所走行程。

具體地，傳感器包括三軸加速度檢測電路、控制電路、存儲電路、卷被機驅(qū)動電路以及電源調(diào)理電路，三軸加速度檢測電路的輸出端連接控制電路的輸入端，控制電路的輸出端分別與卷被機驅(qū)動電路和存儲電路連接，電源調(diào)理電路分別與三軸加速度檢測電路和控制電路的電源端連接。

電源調(diào)理電路用于為各個電路直接或間接提供工作電源，其原理圖如圖5所示，包括主芯片V1和電容C1、C2、E1、E2。

三軸加速度檢測電路用于實時測量卷被機運動過程中傳感器所處位置在x、y、z三個方向上的加速度分量，并將監(jiān)測的數(shù)據(jù)傳輸給控制電路。本實施例中，三軸加速度檢測電路的電路圖如圖4所示，主要包括芯片U3和電阻R1、R2、R3以及電容C4。

控制電路用于接收并處理三軸加速度檢測電路傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，計算獲得支撐桿的傾角，并確定保溫被底端位置；當然，控制電路還能夠通過數(shù)據(jù)變化的規(guī)律，并結合預設值來來判斷卷被機的運行狀態(tài)是否正常，例如速度是否在設定值范圍內(nèi)、運行過程中是否有停頓等；也可以通過預先設定的卷被機極限位置坐標，來判斷卷被機是否達到極限位置，防止卷被機過卷或過放現(xiàn)象發(fā)生；還可以通過計算來判斷支撐桿是否發(fā)生傾斜，結合傾斜角度預設值，來預防卷被機傾倒現(xiàn)象的發(fā)生。本實施例中，控制電路的電路圖如圖4所示，包括主芯片U1、晶振Y1、電阻R4以及電容C3、C5、C7。

卷被機驅(qū)動電路用于在控制電路的驅(qū)動下控制卷被機的啟停。

存儲電路用于存儲卷被機上行和下行運行過程中的x、y、z軸數(shù)據(jù)以及一次上行和下行所需要的總時間。在本實用新型連接其他設備時，可在控制電路的指令下傳輸給其他設備共享。本實施例中，存儲電路的電路圖如圖4所示，主要包括芯片U4和電阻R11、R12。

本實用新型的工作原理為：在控制電路設定卷被工作時間到達時，控制電路控制卷被機動作開始卷被，卷被機至下而上運行，圖1所示狀態(tài)即為保溫被覆蓋大棚主體時的狀態(tài)，也即未卷被作業(yè)前期狀態(tài)；當控制電路判斷傳感器監(jiān)測的數(shù)值為卷被機到達頂點極限值時，如圖2所示狀態(tài)，即表明已經(jīng)完成整個卷被作業(yè)，控制電路控制卷被機停止運行。

在卷被機運行過程中，傳感器隨時監(jiān)測卷被機的運行狀態(tài)，一旦出現(xiàn)與設定值不符的監(jiān)測值出現(xiàn)，控制電路便可向卷被機驅(qū)動電路發(fā)出停止指令，進一步控制卷被機停止運行。

實施例2

本實施例中，支撐裝置為鉸接在大棚主體一側的支撐桿，支撐桿的底端鉸接在地面上，卷被機固定連接在支撐桿的末端；也即，卷被機位于大棚主體的一側。

本實施例中的傳感器與實施例1中傳感器的區(qū)別在于：傳感器還包括通訊電路，通訊電路的輸入端連接控制電路的輸出端，通訊電路可以在控制電路的控制下將控制電路解析的數(shù)據(jù)傳輸給其他控制設備共享。本實施例中，通訊電路的電路圖如圖5所示，珠寶包括芯片U2和電阻R8、R9。

實施例3

本實施例與實施例2的區(qū)別在于：傳感器還包括與控制電路輸出端連接的報警電路，其結構如圖3所示，報警電路在控制電路的控制下發(fā)出報警信息；例如：1）傳感器監(jiān)測到數(shù)值變化不規(guī)律，說明卷被機運行過程中可能出現(xiàn)卡滯等現(xiàn)象，控制電路便會控制報警電路發(fā)出報警，防止異物掉落保溫被阻礙保溫被卷放動作而引發(fā)卷被機故障或大棚卷放被作業(yè)無法正常進行；2）傳感器監(jiān)測到卷被機運行超越預定的極限位置坐標，說明卷被機超越極限位置，控制電路便會控制報警電路發(fā)出報警，來防止過卷或倒卷現(xiàn)象發(fā)生；3）傳感器監(jiān)測的數(shù)據(jù)通過計算后，發(fā)現(xiàn)支撐桿發(fā)生了傾斜，且超出傾斜角度預設值，控制電路便會控制報警電路發(fā)出報警，來預防卷被機傾倒現(xiàn)象的發(fā)生；等等。