智慧粮库仓储一体化管控平台的制作方法

1.本实用新型涉及储粮控温技术领域中的一种管控装置，更确切地说，本实用新型涉及一种智慧粮库仓储一体化管控平台。


背景技术：

2.中国专利申请号为202020794518.8，申请日为2020.05.14，发明名称为“基于粮情检测的内环流自动控温系统”，“基于粮情检测的内环流自动控温系统”包括能够探测粮堆温度的粮情监测系统、内环流控制系统、内环流风机、内环流管道，整个系统将粮情检测系统与内环流通风系统结合起来，粮情检测系统为内环流通风时机提供准确的粮情信息实现自动控制温度的功能。
3.该专利申请中由设定的逻辑和设定值决定环流风机的开启和关闭，设定的逻辑和设定值是预先设置好的，缺少灵活性。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是克服了现有技术存在设定的逻辑和设定值是预先设置好的而缺少灵活性的问题，提供了一种智慧粮库仓储一体化管控平台。
5.为解决上述技术问题，本实用新型是采用如下技术方案实现的：
6.所述的智慧粮库仓储一体化管控平台包括主机装置、温度检测装置、从机装置、执行装置与手机；
7.所述的主机装置与温度检测装置之间采用1-wire总线通信连接，主机装置和从机装置与手机之间分别采用无线通信连接，从机装置与执行装置之间采用有线连接。
8.技术方案中所述的主机装置包括控制器mcu u1、4g模块u2、rf模块u3、开关电源u4、电阻r1与mos管mos1；所述的4g模块u2的型号为ec200n-cn,4g 模块u2的txd引脚与控制器mcu u1的rxd2引脚通过数据线连接，4g模块u2 的rxd引脚与控制器mcu u1的txd2引脚通过数据线连接；所述的rf模块u3 的型号为l-tr；rf模块u3的txd引脚与控制器mcu u1的rxd1引脚通过数据线连接，rf模块u3的rxd引脚与控制器mcu u1的txd1引脚通过数据线连接；所述的开关电源u4的型号为s-20-5；开关电源u4的两个输入端in1、in2分别连接电网的l1线和零线，out1端为开关电源u4的正电压输出端，out2端为开关电源u4负电压输出端；所述的mos管mos1型号为ao3401,mos管mos1的栅极g与控制器mcu u1的gpio2引脚连接，mos管mos1的漏极d连接开关电源 u4的out1引脚，mos管mos1的源极s连接控制器mcu u1的gpio1引脚；所述的控制器mcu u1采用的型号为stc8a8k32as4a12的单片机,控制器mcu u1的vcc 引脚连接开关电源u4的out1引脚，控制器mcu u1的vss引脚连接开关电源u4 的out2引脚，控制器mcu u1的txd1引脚与rf模块u3的rxd引脚通过数据线连接，控制器mcu u1的rxd1引脚与rf模块u3的txd引脚通过数据线连接；控制器mcu u1的txd2引脚与4g模块u2的rxd引脚通过数据线连接，控制器 mcu u1的rxd2引脚与4g模块u2的txd引脚通过数据线连接；控制器mcu u1 的gpio1引脚与电阻r1的第一引脚连接并作为主机装置的输入引脚；电阻r1 的
第二引脚连接开关电源u4的out1引脚；控制器mcu u1的gpio2引脚连接 mos管mos1的栅极g。
9.技术方案中所述的从机装置包括控制器mcu u5、rf模块u7、开关电源u6 与驱动模块u8；所述的rf模块u7的型号为l-tr；rf模块u7的txd与控制器 mcu u5的rxd1引脚连接,rf模块u7的rxd引脚与控制器mcu u5的txd1引脚连接；所述的驱动模块u8包括电阻r2、三极管q1、继电器k1；电阻r2的第一引脚作为驱动模块u8的控制引脚与控制器mcu u5的gpio3引脚连接，电阻r2 的第二引脚连接三极管q1的基极，三极管q1的发射极连接开关电源u6的out2 引脚,三极管的集电极连接继电器k1的驱动线圈的1引脚，继电器k1的驱动线圈的2引脚连接开关电源u6的out1引脚，继电器k1的触点开关的3引脚连接 l1线,触点开关的4引脚作为驱动模块u8的输出引脚；所述的开关电源u6的型号为s-20-5，开关电源u6的两个输入端in1、in2分别连接电网的l1线和零线，开关电源u6的out1引脚为正电压输出端，开关电源u6的out2引脚为负电压输出端；所述的控制器mcu u5的型号是stc8g1k08-tssop20；控制器mcu u5的 vcc引脚连接开关电源u6的out1引脚，控制器mcu u5的vss引脚连接开关电源u6的out2引脚，控制器mcu u5的txd1与rf模块u7的rxd引脚通过数据线连接，控制器mcu u5的rxd1与rf模块u7的txd引脚通过数据线连接，控制器mcu u5的gpio3引脚与驱动模块u8的控制引脚连接。
10.技术方案中所述的执行装置包括交流接触器km1与环流风机m1；所述的环流风机m1采用型号为sun-nhl-fjxts的三相交流电机；所述的交流接触器km1 采用型号cjx2-09-10的交流接触器,交流接触器km1包括3组常开主触头与交流线圈，其中主触头1、主触头3、主触头5触点分别连接电网的火线l1、火线 l2、火线l3；主触头2、主触头4、主触头6与环流风机m1的供电端相连接；交流线圈的a1接线端连接电网零线，交流线圈的a2接线端作为执行装置的输入引脚。
11.技术方案中所述的主机装置与温度检测装置之间采用1-wire总线通信连接是指：所述的温度检测装置选用1个型号为ds18b20的温度传感器，温度检测装置安装在仓内，型号为ds18b20的温度传感器的vdd引脚与gnd引脚连接主机装置中的开关电源u4的out2引脚，型号为ds18b20的温度传感器的dq引脚作为输出引脚与主机装置的输入引脚相即主机装置中的控制器mcu u1的gpio1 引脚采用1-wire总线连接。
12.技术方案中所述的从机装置与执行装置之间采用有线连接是指：所述的从机装置通过其中的驱动模块u8的输出引脚与执行装置中的交流接触器km1的交流线圈的a2接线端即执行装置的输入端线连接。
13.技术方案中所述的主机装置和从机装置与手机之间分别采用无线通信连接是指：所述的主机装置中的rf模块u3与从机装置中的rf模块u8之间进行无线通信，主机装置中的4g模块u2与手机中的无线收发模块之间进行无线连接。
14.与现有技术相比本实用新型的有益效果是：
15.1.本实用新型所述的智慧粮库仓储一体化管控平台可以在手机的app端根据粮食种类设置开启温度和关闭温度，并且可以在app端自由开启环流风机或关闭环流风机，增加可控性和灵活性。
附图说明
16.下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：
17.图1为本实用新型所述的一种智慧粮库仓储一体化管控平台结构组成的示意框图；
18.图2为本实用新型所述的一种智慧粮库仓储一体化管控平台中主机装置结构组成电路连接图；
19.图3为本实用新型所述的一种智慧粮库仓储一体化管控平台中从机装置结构组成电路连接图；
20.图4为本实用新型所述的一种智慧粮库仓储一体化管控平台中从机装置的驱动模块u8结构组成电路连接图；
21.图5为本实用新型所述的一种智慧粮库仓储一体化管控平台中执行装置结构组成电路连接图；
22.图中：1.主机装置,2.温度检测装置，3.从机装置,4.执行装置,5.手机。
具体实施方式
23.下面结合附图对本实用新型作详细的描述：
24.参阅图1，本实用新型所述的一种智慧粮库仓储一体化管控平台包括主机装置1、温度检测装置2，从机装置3、执行装置4与手机5；
25.所述的主机装置1与温度检测装置2之间采用1-wire总线通信连接，主机装置1和从机装置3与手机5之间皆采用无线通信连接，从机装置3和执行装置4之间采用有线连接。
26.参阅图2，所述的主机装置1包括控制器mcu u1、4g模块u2、rf模块u3、开关电源u4、电阻r1与mos管mos1。
27.所述的4g模块u2的型号为ec200n-cn,具备全网通信功能，配置为透传模式，4g模块u2的vcc引脚连接开关电源u4的out1引脚，4g模块的vss引脚连接开关电源u4的out2引脚，为4g模块u2提供工作电压，4g模块u2的txd 引脚与控制器mcu u1的rxd2引脚通过数据线连接，4g模块u2的rxd引脚与控制器mcu u1的txd2引脚通过数据线连接,mcu u1通过4g模块u2与手机5内部的无线收发模块无线连接。
28.所述的rf模块u3的型号为灵-tr，采用gfsk(高斯频移键控)调频技术，接收模块和发送模块一体并且能自动切换，本装置中采用433mhz频段进行通信，作用是建立仓内局域网络，与从机装置3中rf模块u7之间实现无线通信；rf 模块u3的vcc引脚连接开关电源u4的out1引脚，rf模块u3的vss引脚连接开关电源u4的out2引脚，为rf模块u3提供工作电压，rf模块u3的txd引脚与控制器mcu u1的rxd1引脚通过数据线连接，rf模块u3的rxd引脚与控制器 mcu u1的txd1引脚通过数据线连接。
29.所述的开关电源u4采用idec公司的s-20-5，开关电源u4的两个输入端 in1、in2分别连接电网的火线和零线，out1端为开关电源u4的正电压输出端，输出电压5v，out2端为开关电源u4的负电压输出端,输出0电位gnd，开关电源u4为控制器mcu u1、4g模块u2与rf模块u3供电。
30.所述的mos管mos1的型号为ao3401,是p沟道mos管，mos管mos1的栅极 g与控制器mcu u1的gpio2引脚连接，mos管mos1的漏极d连接开关电源u4 的out1引脚，mos管mos1的源
极s与电阻r1的第一引脚连接，并连接温度检测装置2的输出引脚，为温度检测装置2在进行温度转换时提供足够的工作电流。
31.所述的控制器mcu u1采用型号为stc8a8k32as4a12的单片机,超高速8051 内核，比传统8051约快12倍以上，工作电压1.9v至5.5v,内建ldo(线性稳压器),内部24m高精度振荡器，外部晶振(4-28m),5个16位定时器，4个高速串口，可高达59个gpio(通用输入输出口)口，所有gpio(通用输入输出口) 口支持准双向口模式、强推挽输出模式、开漏输出模式和高阻输入模式。
32.控制器mcu u1的vcc引脚连接开关电源u4的out1引脚，控制器mcu u1 的vss引脚连接开关电源u4的out2引脚，为控制器muc u1提供工作电压；控制器mcu u1的txd1引脚与rf模块u3的rxd引脚通过数据线连接，控制器mcuu1的rxd1引脚与rf模块u3的txd引脚通过数据线连接，控制器mcu u1与rf 模块u3进行异步串行通信；控制器mcu u1的txd2引脚与4g模块u2的rxd引脚通过数据线连接，控制器mcu u1的rxd2引脚与4g模块u2的txd引脚通过数据线连接，控制器mcu u1与4g模块之间进行异步串行通信；控制器mcu u1 的gpio1引脚与电阻r1的第一引脚连接，作为输入引脚与温度检测装置2输出引脚连接；控制器mcu u1与温度检测装置2进行1-wire总线通信连接，电阻 r1的第二引脚连接开关电源u4的out1引脚,电阻r1为1-wire通信总线的上拉电阻，确保总线闲置状态为高电平；控制器mcu u1的输入输出端口gpio2连接 mos管mos1的栅极g。
33.主机装置1的工作原理
34.手机5通过app可以设置两个温度阈值即第一温度阈值和第二温度阈值，并发送给4g模块u2，控制器mcu u1读取4g模块u2的阈值信息并存储到 eeprom(带电可擦可编程只读存储器),直到下次手机5的温度阈值更改后再重新存储新的阈值，控制器mcu u1通过温度检测输入引脚读取粮仓内当前温度信息并与温度阈值做比较，当前温度高于第一温度阈值时，通过rf模块u3发送开启通风命令，当温度低于第二温度阈值时，通过rf模块u3发送关闭通风命令。其中，第一阈值大于第二阈值，第一阈值和第二阈值根据粮库多年仓储经验总结得到经验值。手机5通过app也可以直接下达开启通风命令或关闭通风命令，操作灵活。
35.所述的温度检测装置2选用1个温度传感器，本装置采用数字温度传感器。
36.温度传感器型号为ds18b20，1-wire总线通信，测量范围-55℃至+125℃，精度
±
0.5℃；
37.温度检测装置2安装在仓内，型号为ds18b20的温度传感器的vdd引脚和 gnd引脚与所述的主机装置1的开关电源u4的out2引脚连接，工作在寄生电源模式下，减少通信电线数量，节约成本，型号为ds18b20的温度传感器的dq引脚作为输出引脚与主机装置1的输入引脚即主机装置1中的控制器mcu u1的 gpio1引脚采用1-wire总线相连接。传感器将温度信号转化为数字信号，通过 dq引脚传送到主机装置1。
38.参阅图3，所述的从机装置3包括控制器mcu u5、rf模块u7、开关电源 u6与驱动模块u8。
39.所述的rf模块u7的型号为灵-tr，采用gfsk(高斯频移键控)调频技术，接收模块和发送模块一体并且能自动切换，本装置中采用433mhz频段进行通信，作用是建立仓内局域网络，与主机装置1中rf模块u3之间实现无线通信；rf 模块u7的vcc引脚连接开关电源u6的out1引脚，rf模块u7的vss引脚连接开关电源u6的out2引脚，为rf模块u7提供工作电压，rf
模块u7的txd引脚与控制器mcu u5的rxd1引脚通过数据线连接，rf模块u7的rxd引脚与控制器 mcu u5的txd1引脚通过数据线连接。
40.参阅图4，所述的驱动模块u8包括电阻r2、三极管q1、继电器k1。
41.其中电阻r2的第一引脚作为驱动模块u8的控制引脚与控制器mcu u5的 gpio3引脚连接，电阻r2的第二引脚连接三极管q1的基极，三极管的发射极连接开关电源u4的out2引脚,三极管的集电极连接继电器k1的驱动线圈的1引脚，继电器k1的驱动线圈的2引脚连接开关电源u6的out1引脚，继电器k1 的触点开关的3引脚连接l1线,触点开关的4引脚作为驱动模块u8的输出引脚与执行装置4的输入引脚连接。
42.所述的开关电源u6采用idec公司的s-20-5，开关电源u6的两个输入端 in1、in2分别连接电网的l1线和零线，out1引脚为开关电源u6的正电压输出端，输出电压5v，out2引脚为开关电源u6的负电压输出端,输出电压0电位 gnd，开关电源u6为控制器mcu u5、rf模块u7与驱动模块u8供电。
43.所述的控制器mcu u5的型号是stc8g1k08-tssop20，不需要外部晶振和外部复位，比传统的8051快12倍，2个高速串口，多达18个gpio(通用输入输出口)口，所有gpio(通用输入输出口)口支持准双向口模式、强推挽输出模式、开漏输出模式和高阻输入模式。
44.控制器mcu u5的vcc引脚连接开关电源u6的out1引脚，控制器mcu u5 的vss连接开关电源u6的out2引脚，控制器mcu u5的txd1与rf模块u7的 rxd引脚连接，控制器mcu u5的rxd1与rf模块u7的txd引脚连接，控制器 mcu u5的gpio3与驱动模块u8的控制引脚连接，驱动模块u8的输出引脚连接执行装置4中的交流接触器km1的交流线圈的a2接线端即执行装置(4)的输入引脚。
45.从机装置3的工作原理
46.控制器mcu u5通过rf模块u7接收来自控制器mcu u1的开启通风命令后，控制器mcu u5的gpio3输出高电平，三极管q1导通，继电器k1驱动线圈通电，继电器触点开关吸合，驱动模块u8的输出引脚连接到火线l1。反之如果接收控制器mcu u1的关闭通风命令，gpio3输出低电平，三极管q1截至，继电器k1 的驱动线圈断电，触点开关释放，驱动模块u8的输出引脚与l1线的连接断开。
47.参阅图5，所述的执行装置4包括交流接触器km1与终端执行装置即环流风机m1。
48.所述的交流接触器km1采用型号cjx2-09-10的交流接触器,交流接触器km1 主要用于50hz(60hz)交流380v电路中，交流接触器km1包括3组常开主触头与交流线圈，其中主触头1、主触头3、主触头5的触点分别连接电网的火线l1 线、l2线、l3线；主触头2、主触头4、主触头6与环流风机m1的供电端相连接；交流线圈的a1接线端连接所述的电网零线，a2接线端作为执行装置4的输入引脚与从机装置3中的驱动模块u8的输出引脚线连接，交流接触器km1用于切断或连通所述的环流风机m1的供电电路；
49.所述的环流风机m1采用型号为sun-nhl-fjxts的3kw的三相交流电机。
50.所述的执行装置4的输入引脚接入l1线后，交流接触器km1吸合，环流风机m1的通电运转，执行装置4输入引脚与l1断开，交流接触器km1释放，环流风机m1断电，停止运转。
51.具体地说，当执行装置4的输入引脚接入l1线后，与线圈的a1接入端接入的零线形成通电回路，交流接触器km1吸合，主触头2、主触头4、主触头6 分别与l1线、l2线、l3线连接为环流风机m1提供电能，环流风机m1运转，降低仓内温度；当所述的执行装置4的输入引脚
接入l1线断开后，线圈的通电回路断开，交流接触器km1释放，主触头2、主触头4、主触头6分别与l1线、 l2线、l3线断开，环流风机m1失去电能，停止运转。
52.手机5里安装app，在app里设置开启回流风机m1的温度阈值和关闭环流风机m1的温度阈值，手机5通过app可以直接执行开启环流风机m1命令和关闭环流风机m1命令，操作灵活。
53.智慧粮库仓储一体化管控平台的工作原理
54.用户在手机5的app里设置开启环流风机m1的温度阈值和关闭环流风机m1 的温度阈值，主机装置1的控制器mcu u1通过4g模块u2发送来的信息记录并存储此温度阈值到控制器mcu u1的eeprom(带电可擦可编程只读存储器)里，如果4g模块u2没有发送温度阈值信息，控制器mcu u1根据eeprom(带电可擦可编程只读存储器)里的值作为判断依据，当控制器mcu u1读取到来自温度检测装置2发送来的温度值大于开启环流风机m1的温度阈值时，控制器mcu u1 通过rf模块u3向从机装置3发送开启环流风机m1的命令，从机装置3的控制器mcu u5接收到rf模块u7开启环流风机m1命令，控制器mcu u5的gpio3接口输出高电平，驱动模块u8的输出引脚与l1线连接，交流接触器km1吸合，其主触头2,4,6分别连接到火线l1线,l2线,l3线,环流风机m1启动，将粮堆底层的冷气带到粮堆上面降低粮面温度，反之，当检测到当前温度低于关闭环流风机m1的温度阈值时，控制器mcu u1将关闭环流风机m1的命令下达到从机装置3，从机装置3经控制器mcu u5的gpio3引脚输出低电平，驱动模块u8的输出引脚改为悬空状态，交流接触器km1的触点释放，环流风机m1停止运行；用户也可通过手机5里的app直接向控制器mcu u1下达开启或关闭环流风机m1 的命令，控制器mcu u1通过4g模块u2接收到此命令，通过rf模块u3下达到从机装置3，从机装置3根据命令执行对应的操作。