農(nóng)業(yè)大棚氣候控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)大棚氣候控制系統(tǒng)，由小型電話程控交換機(jī)和多個數(shù)據(jù)采集器、多個電器控制器和一個主控器構(gòu)成。每個數(shù)據(jù)采集器包含一個或數(shù)個溫濕度傳感器，數(shù)據(jù)采集器將采集的溫濕度信號通過電力線半波通信傳送給主控器處理。當(dāng)氣候異常時，管理人員可以通過電話網(wǎng)進(jìn)行設(shè)置和控制。
【專利說明】
農(nóng)業(yè)大棚氣候控制系統(tǒng)
(一)技術(shù)領(lǐng)域:
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)大棚氣候控制系統(tǒng)，由小型電話程控交換機(jī)和多個數(shù)據(jù)采集器、多個電器控制器和一個主控器構(gòu)成。每個數(shù)據(jù)采集器包含一個或數(shù)個溫濕度傳感器，數(shù)據(jù)采集器將采集的溫濕度信號通過電力線半波通信傳送給主控器處理。當(dāng)氣候異常時，管理人員可以通過電話網(wǎng)進(jìn)行設(shè)置和控制。
(二)【背景技術(shù)】:
[0002]由電力網(wǎng)提供電源的控制系統(tǒng)，其各電子設(shè)備或模塊間都是通過專用線路通信，來糾正各電子設(shè)備或電子模塊的計時時間，達(dá)到同步運行目的。由于采用專用線路通信使布線復(fù)雜化并增加成本，如果計時時間不通過線路通信糾正，則由于傳統(tǒng)計時誤差，運行數(shù)小時后，其累積計時誤差會使系統(tǒng)控制動作不一致，可能造成系統(tǒng)崩潰，在一些經(jīng)常變更設(shè)計，布線工程量大的場合其產(chǎn)品應(yīng)用受到限制。
(三)
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0003]本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)大棚氣候控制系統(tǒng)，由小型電話程控交換機(jī)和多個數(shù)據(jù)采集器、多個電器控制器和一個主控器構(gòu)成，小型電話程控交換機(jī)安裝于農(nóng)業(yè)大棚的辦公試驗室內(nèi)。每個數(shù)據(jù)采集器包含一個或數(shù)個溫濕度傳感器，數(shù)據(jù)采集器將采集的溫濕度信號通過電力線半波通信傳送給主控器處理，當(dāng)氣候異常時，管理人員可以通過電話網(wǎng)進(jìn)行設(shè)置和控制。當(dāng)數(shù)據(jù)采集器檢測到溫濕度參數(shù)超限，電器控制器即啟動相應(yīng)的爐、栗等電器設(shè)備的加溫、噴灌負(fù)載電源，以保持大棚溫濕度在控制范圍。各數(shù)據(jù)采集器、電器控制器和主控器，其裝置中均安裝周波甄別電路，用于產(chǎn)生系統(tǒng)的同步時間保持系統(tǒng)動作一致，同時在其通信電路中各安裝一個通信電子開關(guān)及其開關(guān)驅(qū)動模塊。上述裝置均接于同一電力網(wǎng)線上并設(shè)置總開關(guān)，在總開關(guān)之后安裝一個電子開關(guān)，該電子開關(guān)并聯(lián)隔離二極管，通信時，主控器關(guān)斷電子開關(guān)并接通其通信電子開關(guān)，將市電經(jīng)隔離二極管送入系統(tǒng)，系統(tǒng)處于經(jīng)電力線半波通信半波供電狀態(tài)。電器控制器輸出經(jīng)光電隔離、雙向可控硅控制或繼電接觸電路控制，串接到爐、栗電器設(shè)備的電源中，控制其負(fù)載通電功率和時間。主控器在設(shè)定時間或接收到的手機(jī)短信通信指令時，即執(zhí)行從全波到半波的切換動作。當(dāng)各數(shù)據(jù)采集器和電器控制器在設(shè)定的半波通信時間或且檢測到電力網(wǎng)被隔離二極管阻斷的半波沒有信號時，即關(guān)斷其爐、栗電器負(fù)載電源，接通通信電子開關(guān)，使系統(tǒng)處于半波通信狀態(tài);反之，當(dāng)從半波切換為全波前，主控器先向各數(shù)據(jù)采集器和電器控制器發(fā)送切換指令，關(guān)斷通信電子開關(guān)。
[0004]電器控制器面板裝3— 5個不同顏色的LED燈，在離線單獨剛開機(jī)后的一段特定時間顯示紅色時，關(guān)機(jī)再開機(jī)進(jìn)入編號方式，其面板依序顯示I次或2次不同顏色LED燈為一組合(例如第I次或第2次為:紅、綠、藍(lán)、紅綠、藍(lán)綠、紅藍(lán)、紅綠藍(lán)等其中之一)，2次顯示為一個組合時，第I次顯示時間控制在I 一 2秒，依顯示的預(yù)置停頓時間作為一個組合的結(jié)束識別，各組合均與編號的號碼對應(yīng)，該對應(yīng)關(guān)系貼于面板上。選擇一個組合關(guān)機(jī)，得到與該組合相對應(yīng)的唯一的編號并保存，貼標(biāo)識，它是在編號時段當(dāng)檢測不到電網(wǎng)周波信號時，單片機(jī)依靠其電源電容的儲能將編號數(shù)據(jù)存入非易失存儲器中。所述編號方式易于改變編號號碼，不受灰塵、水滴等侵蝕，安全可靠；
[0005]各通信電子開關(guān)的開關(guān)驅(qū)動模塊是從電力網(wǎng)線經(jīng)電阻降壓后分兩路，一路用于各電器控制器，它經(jīng)反接二極管接于各電器控制器的單片機(jī)I/O口，在時鐘計時器計時到周波負(fù)半波時，掃描該I/O口，如果沒有信號即系統(tǒng)處于半波通信狀態(tài)；另一路用于各數(shù)據(jù)采集器、各電器控制器和主控器，其間通信是受同步時間控制以保持動作長時期一致，該路經(jīng)正接二極管進(jìn)一步隔離周波負(fù)半波后，接于比較器輸入端，其基準(zhǔn)電壓為10Mv至200Mv，可利用二極管壓降經(jīng)電阻分壓得到，因此比較器的輸出端為方波信號，它經(jīng)正接的二極管整流后產(chǎn)生了對應(yīng)電力網(wǎng)周波負(fù)半波的正方波信號，接于單片機(jī)的I/O 口，單片機(jī)掃描到正方波信號時執(zhí)行通信操作，該正方波信號還用于驅(qū)動通信電子開關(guān)，因此通信電子開關(guān)在周波正半波時關(guān)斷，周波負(fù)半波時接通。通信電子開關(guān)依所采用通信方式接于單片機(jī)相應(yīng)端口，并進(jìn)行信號調(diào)理，通信結(jié)束時在主控器控制下，使驅(qū)動電路關(guān)斷通信電子開關(guān)。
[0006]農(nóng)業(yè)大棚的辦公試驗室內(nèi)，安裝一臺小型電話程控交換機(jī)，將其中一個分機(jī)號用于遙控。該分機(jī)號和指令代碼與指令的對照表保存在手機(jī)中，并用鎖屏密碼等方法防止指令代碼的數(shù)據(jù)泄密。通信時，管理人員從座機(jī)或手機(jī)發(fā)送指令代碼的數(shù)字，交換機(jī)在主叫撥號后由雙音多頻解碼器獲得該分機(jī)主叫電話號碼后，模擬摘機(jī)，并保持雙音多頻接收狀態(tài)，以接收指令代碼信號，如用手機(jī)可發(fā):“交換機(jī)電話號碼”P“指令代碼的數(shù)字”，其中“P”可按住手機(jī)模擬鍵盤的*鍵得到，有的機(jī)子是按*鍵2-3次得到，或等待交換機(jī)固化在芯片中的語音提示后再鍵入指令代碼，通信結(jié)束后，交換機(jī)將接收指令代碼的數(shù)字信號傳送給主控器，由主控器譯碼后執(zhí)行相應(yīng)操作。
[0007]本發(fā)明利用電力網(wǎng)周波的正半周上升段，取三個甄別點實現(xiàn)對周波信號的識別判定，再利用周波時間建立同步時間，實現(xiàn)系統(tǒng)中各數(shù)據(jù)采集器、各電器控制器和主控器的同步運行。
[0008]各數(shù)據(jù)采集器、各電器控制器和主控器的周波甄別電路結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，由三個采用滯回比較器的電壓比較器組成，每個電壓比較器中均包含濾波電路，其電壓比較器的基準(zhǔn)電壓由穩(wěn)壓電路提供。系統(tǒng)設(shè)置時鐘計時器和同步計時器。如果檢測到相臨的兩個周波信號均為真，則取出該兩個相鄰的周波信號過零之間的時鐘計時器計時時間，按序存入周波時間存儲單元中，該周波時間存儲單元可存放100個周波時間，存滿時每存入一個周波時間，均先移除最先存入的一個周波時間，并計算存入的周波時間的平均值Tz并保存，利用Tz值鑒別待識別周波信號，以降低電力網(wǎng)頻率波動的影響，同時采用三個甄別點降低誤判可能性。
[0009]三個比較器分別用于三個甄別點，即甄別點0、甄別點1、甄別點2，如圖1所示。在周波正半周上升段的周波過零處，即甄別點O設(shè)置電壓過零比較器，由于電力網(wǎng)周波負(fù)半周被整流二極管隔離，為了提高檢測精度，在電壓過零比較器的信號輸入端再串接二極管隔離負(fù)半周，其基準(zhǔn)電壓從零提高到1mv至lOOmv，視比較器的失調(diào)電壓而定，該基準(zhǔn)電壓可利用二極管壓降經(jīng)電阻分壓得到。其余二個比較器分別設(shè)置在周波正半周上升段，峰值電壓的35 %至50 %處的甄別點I和50 %至70 %處的甄別點2。
[0010]周波信號判定:單片機(jī)在設(shè)定時間開中斷后，時鐘計時器清零并開始計時，當(dāng)周波電壓過零時，設(shè)置在甄別點O的電壓過零比較器(VO)的輸出電壓翻轉(zhuǎn)，在其電壓下降沿產(chǎn)生中斷，記錄其過零點中斷時間ThO并關(guān)中斷;此后，單片機(jī)掃描甄別點I處電壓比較器(Vl)的輸出電壓，當(dāng)周波電壓達(dá)到(Vl)的閾值電壓時，輸出電壓從高到低翻轉(zhuǎn)，掃描記錄其翻轉(zhuǎn)時間Th I ；同樣掃描記錄甄別點2處電壓比較器(V2)輸出電壓翻轉(zhuǎn)時間Th2，將ThO與電壓過零比較器(VO)的輸出電壓翻轉(zhuǎn)時間設(shè)定值TsO作比較;Th I與電壓比較器(Vl)的輸出電壓翻轉(zhuǎn)時間設(shè)定值Tsl以及Th2與電壓比較器(V2)的輸出電壓翻轉(zhuǎn)時間設(shè)定值Ts2分別作比較，如果在允許誤差范圍內(nèi)，則檢測到的該甄別信號為真，否則為假。上述判定甄別信號為真時，計算本次周波信號過零與相鄰前一次甄別信號為真時的周波信號過零間的時鐘計時器計時時間Tzu，將其與周波時間的平均值Tz作比較，如果不超過設(shè)定周波時間誤差Tzv則周波信號為真，這時保存Tzu并取20ms與同步計時器計時時間相加，將相加的值存入同步計時器中。
[00?1 ]當(dāng)時鐘計時器以周波電壓過零開始計時，則計時到16ms至18.5ms間的開中斷時間設(shè)定值Tk時開中斷，時鐘計時器計時到25ms至27ms間的關(guān)中斷時間設(shè)定值Tn時關(guān)中斷。
[0012]系統(tǒng)開機(jī)后，時鐘計時器開始計時，當(dāng)檢測到第一個周波電壓過零時，設(shè)置在甄別點O的電壓過零比較器(VO)的輸出電壓翻轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生中斷，取出周波電壓過零點的時間TO保存，將時鐘計時器清零并開始計時，這時周波電壓過零時間ThO為0，同時單片機(jī)按上述方法掃描并判定甄別信號。由于檢測的是第一個周波，時鐘計時器是在周波電壓過零時開始計時，其ThO、Thl和Th2的值均須加上周波時間20ms減去開中斷時間設(shè)定值Tk的差值，如果三個甄別信號為真，下一次即第一次開中斷時間取Tk。否則為假時，此時時鐘計時器時間須加上T0，繼續(xù)檢測。
[0013]當(dāng)檢測到第一個和相鄰的第二個周波電壓過零時，由于未保存檢測的周波時間，因此兩次周波信號過零間的時鐘計時器計時時間是與周波時間20ms作比較，判定周波信號為真時，則取出開中斷時的時鐘計時器累計時間Tl = T0+Tk作為初始時間存入同步計時器中，開中斷后時鐘計時器清零，否則判定周波信號為假時，此時時鐘計時器時間須加上Tl，繼續(xù)按上述方法重新檢測第一個周波。當(dāng)檢測第一個周波信號為真后，恢復(fù)以上所述的周波信號判定。
[0014]如圖1所示，如果檢測到周波信號為假，下一次開中斷時間均在本次開中斷時間后，經(jīng)延時周波時間的平均值Tz時開中斷，并在開中斷后延時Tns時關(guān)中斷，設(shè)置關(guān)中斷時間是當(dāng)周波信號在甄別點O時沒有產(chǎn)生中斷，這時須在超過TsO允許誤差范圍的設(shè)定時間點開始掃描，以及掃描甄別點I和甄別點2時，電壓比較器輸出電壓沒有產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)，都在關(guān)中斷時間Tns關(guān)中斷和停止掃描，Tns為:
[0015]Tns = Tn-Tk
[0016]如果檢測到周波信號為真，則下一周波開中斷時間Tks為:
[0017]Tks = Tk+ThO
[0018]即從第一次開中斷時間取Tk之后，時鐘計時器均是計時到Tks開中斷，并清零后重新開始計時，計時到Tns時關(guān)中斷，從而使同步計時器時間受到周波電壓過零時間的糾正。
[0019]重復(fù)上述過程。如果所述檢測到的上一周波信號為真，本周波判定時，甄別信號為假，或檢測到的周波時間與周波時間的平均值Tz比較超過設(shè)定周波時間誤差Tzv，或時鐘計時器計時到關(guān)中斷時間設(shè)定值Tns時，電壓過零比較器(VO)輸出電壓未翻轉(zhuǎn)，沒有產(chǎn)生中斷，則在時鐘計時器計時到Tns時關(guān)中斷，這時記未計周波數(shù)N為I并存儲，下一次開中斷時間是在上次開中斷時間經(jīng)過Tz后開中斷，此后每次判定周波信號真?zhèn)?，如為假或本次檢測甄別信號雖為真但上次為假，則取N，將N+1后回存于存儲器，時鐘計時器在開中斷后不清零繼續(xù)計時，這時，設(shè)定的下一周波開中斷時間暫時改用開中斷時間臨時設(shè)定值Tkz:
[0020]Tkz = (N+l) XTz
[0021]同時，下一周波關(guān)中斷時間暫時改用關(guān)中斷時間臨時設(shè)定值Tnz:
[0022]Tnz = Tkz+Tns
[0023]當(dāng)時鐘計時器計時到Tkz后，掃描甄別點的時間可通過簡單計算獲得。如果這時檢測到周波信號為真，則取出存儲器中N保存，并將存儲器中N置零，使時鐘計時器計時值Ts為:(Ts — Tkz)—Ts，這時取(N+1) X20ms的值加于同步計時器中，并恢復(fù)使用設(shè)定值Tks與Tns，恢復(fù)時鐘計時器在開中斷后清零。
[0024]系統(tǒng)同步時間為同步計時器的時間，再加上當(dāng)前正在計時的時鐘計時器的時間。
[0025]判定甄別點信號真?zhèn)螘r，ThO、Thl、Th2是通過與電壓比較器輸出電壓翻轉(zhuǎn)時間設(shè)定值TS0、Tsl、Ts2作比較看是否超差，來判定甄別點信號真?zhèn)?，可以選擇:ThO、Thl、Th2均為真時該周波甄別信號為真，或者ThO為真，同時Thl、Th2之一為真時，或者Thl、Th2為真時，該周波甄別信號為真，視對判定周波信號真?zhèn)尾煌蠖ā?br>[0026]如果電力網(wǎng)故障，當(dāng)N大于25至70間的一個設(shè)定值時，由于系統(tǒng)中各數(shù)據(jù)采集器、各電器控制器和主控器，其檢測的Tz值和N值可能不同，這時，電力網(wǎng)頻率累積誤差，可能造成同步計時器時間無法通過檢測到真實周波信號時得到糾正，當(dāng)檢測到周波信號為真時，采用時鐘計時器在Tkz處的計時值直接加于同步計時器中，以減少系統(tǒng)的不同步時間，電力網(wǎng)正常運營情況下N遠(yuǎn)小于25。
[0027]允許的周波時間誤差Tzv和電壓比較器輸出電壓的翻轉(zhuǎn)時間設(shè)定值，由試驗評估取其平均值獲得。
(四)【附圖說明】:
[0028]圖1是周波甄別數(shù)據(jù)關(guān)系示意圖；
[0029]圖2是周波甄別電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖3是農(nóng)業(yè)大棚氣候控制系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)方框圖確。
(五)【具體實施方式】:
[0031]圖3是農(nóng)業(yè)大棚氣候控制系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)方框圖包括:主控器(10)、通信電子開關(guān)(11)、開關(guān)驅(qū)動模塊(12)、接口電路(13)、小型電話程控交換機(jī)(14)、電器控制器(15)、周波甄別電路(16)、數(shù)據(jù)采集器(17)、溫濕度傳感器(18)、電器設(shè)備(19)、電子開關(guān)(20)。其中通信電子開關(guān)(11)、開關(guān)驅(qū)動模塊(12)、周波甄別電路(16)和圖2中單片機(jī)(UO)均分別包含在電器控制器(15)、數(shù)據(jù)采集器(17)和主控器(10)中，其電子開關(guān)(11)、通信電子開關(guān)(11)使用雙向可控硅作為開關(guān)。
[0032]圖2是周波甄別電路(16)的結(jié)構(gòu)示意圖，由:輸入電路(SO)、電壓過零檢測模塊(VOK電壓比較器(Vl)和電壓比較器(V2)構(gòu)成。單片機(jī)(UO)是指電器控制器(15)、數(shù)據(jù)采集器(17)和主控器(10)中的單片機(jī)。輸入電路(SO)用于將電力網(wǎng)交流電壓通過電阻和二極管的分壓，轉(zhuǎn)換為電壓比較器合適的穩(wěn)定的輸入電壓。單片機(jī)(UO)采用89C55WD，電壓過零檢測模塊(VO)、電壓比較器(Vl)、電壓比較器(V2)均使用專用的電壓比較器LM339，其基準(zhǔn)電壓是采用穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓電路來穩(wěn)定電壓比較器的閾值電壓。
[0033]當(dāng)電力網(wǎng)交流電壓周波信號過零時，電壓過零檢測模塊(VO)的輸出電壓跳變，單片機(jī)(UO)產(chǎn)生中斷，記錄中斷時間，同時單片機(jī)(UO)還用于掃描電壓比較器(Vl)和電壓比較器(V2)的輸出電壓，當(dāng)輸出電壓跳變時記錄跳變時間，用于判定電力網(wǎng)周波信號從而產(chǎn)生同步時間。
[0034]接口電路(13)中的單片機(jī)AT89C20 51設(shè)有12C串行通信模塊，用于與主控器之間進(jìn)行通信，其EEPRAM用于保存數(shù)據(jù)。通信時，從手機(jī)功能界面選擇所須代碼，通過電話網(wǎng)向小型電話程控交換機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，當(dāng)主控器接收到相關(guān)字符串后，將其譯成所對應(yīng)的功能進(jìn)行控制或通信。
【主權(quán)項】
1.本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)大棚氣候控制系統(tǒng)，其特征是，各數(shù)據(jù)采集器、電器控制器和主控器，其裝置中均安裝周波甄別電路，用于產(chǎn)生系統(tǒng)的同步時間，同時在其通信電路中各安裝一個通信電子開關(guān)及其開關(guān)驅(qū)動模塊，在總開關(guān)之后安裝一個電子開關(guān)，該電子開關(guān)并聯(lián)隔離二極管，通信時，主控器關(guān)斷電子開關(guān)并接通其通信電子開關(guān)，將市電經(jīng)隔離二極管送入系統(tǒng)，系統(tǒng)處于經(jīng)電力線半波通信半波供電狀態(tài)；電器控制器輸出經(jīng)光電隔離、雙向可控硅控制或繼電接觸電路控制，串接到爐、栗電器設(shè)備的電源中，控制其負(fù)載通電功率和時間；各數(shù)據(jù)采集器和電器控制器在設(shè)定的半波通信時間或且檢測到電力網(wǎng)被隔離二極管阻斷的半波沒有信號時，關(guān)斷其爐、栗電器的設(shè)備負(fù)載電源，接通通信電子開關(guān)； 電器控制器面板裝3 — 5個不同顏色的LED燈，在剛開機(jī)特定時間顯示紅色時，關(guān)機(jī)再開機(jī)進(jìn)入編號方式，依序顯示I次或2次不同顏色LED燈為一組合，第I次顯示時間控制在I 一 2秒，依顯示的預(yù)置停頓時間作為一個組合的結(jié)束識別，選擇一個組合關(guān)機(jī)，得到與該組合相對應(yīng)的編號并保存，它是在編號時段當(dāng)檢測不到電網(wǎng)周波信號時，單片機(jī)依靠其電源電容的儲能將編號數(shù)據(jù)存入非易失存儲器中； 各開關(guān)驅(qū)動模塊是從電力網(wǎng)經(jīng)電阻降壓后分兩路，一路用于各電器控制器，它經(jīng)反接二極管接于各電器控制器的單片機(jī)I/O口，在時鐘計時器計時到周波負(fù)半波時，掃描該I/O口，如果沒有信號即系統(tǒng)處于半波通信狀態(tài);另一路用于各數(shù)據(jù)采集器、各電器控制器和主控器，該路經(jīng)正接二極管進(jìn)一步隔離周波負(fù)半波后，接于比較器輸入端，其基準(zhǔn)電壓為10Mv至200Mv，可利用二極管壓降經(jīng)電阻分壓得到，因此比較器的輸出端為方波信號，它經(jīng)正接的二極管整流后產(chǎn)生了對應(yīng)電力網(wǎng)周波負(fù)半波的正方波信號，接于單片機(jī)的I/O口，單片機(jī)掃描到正方波信號時執(zhí)行通信操作，該正方波信號還用于驅(qū)動通信電子開關(guān);小型電話程控交換機(jī)的分機(jī)號和指令代碼與指令的對照表保存在手機(jī)中，管理人員從座機(jī)或手機(jī)發(fā)送指令代碼的數(shù)字，交換機(jī)將接收指令代碼的數(shù)字信號傳送給主控器，由主控器譯碼后執(zhí)行相應(yīng)操作； 周波甄別電路是利用電力網(wǎng)周波的正半周上升段，取三個甄別點實現(xiàn)對周波信號的識別判定，再利用周波時間建立同步時間，系統(tǒng)設(shè)置時鐘計時器和同步計時器，如果檢測到相臨的兩個周波信號均為真，則取出該兩個相鄰的周波信號過零之間的時鐘計時器計時時間，按序存入周波時間存儲單元中，存滿100個周波時間時每存入一個周波時間，均先移除最先存入的一個周波時間，并計算存入的周波時間的平均值Tz并保存，利用Tz值鑒別待識別周波信號； 三個比較器分別用于三個甄別點，即甄別點0、甄別點1、甄別點2，在周波正半周上升段的周波過零處，即甄別點O設(shè)置電壓過零比較器，在電壓過零比較器的信號輸入端再串接二極管隔離負(fù)半周，其基準(zhǔn)電壓為1mv至lOOmv，視比較器的失調(diào)電壓而定，該基準(zhǔn)電壓可利用二極管壓降經(jīng)電阻分壓得到，其余二個比較器分別設(shè)置在周波正半周上升段，峰值電壓的35 %至50 %處的甄別點I和50 %至70 %處的甄別點2 ； 周波信號判定:單片機(jī)在設(shè)定時間開中斷后，時鐘計時器清零并開始計時，當(dāng)周波電壓過零時，設(shè)置在甄別點O的電壓過零比較器的輸出電壓翻轉(zhuǎn)，在其電壓下降沿產(chǎn)生中斷，記錄其過零點中斷時間ThO并關(guān)中斷;此后，單片機(jī)掃描甄別點I處電壓比較器(Vl)的輸出電壓，當(dāng)周波電壓達(dá)到電壓比較器(Vl)的閾值電壓時，輸出電壓從高到低翻轉(zhuǎn)，掃描記錄其翻轉(zhuǎn)時間Thl;同樣掃描記錄甄別點2處電壓比較器(V2)輸出電壓翻轉(zhuǎn)時間Th2，如果所述翻轉(zhuǎn)時間在允許誤差范圍內(nèi)，則檢測到的該甄別信號為真，否則為假，上述判定甄別信號為真時，計算本次周波信號過零與相鄰前一次甄別信號為真時的周波信號過零間的時鐘計時器計時時間Tzu，將其與周波時間的平均值Tz作比較，如果不超過設(shè)定周波時間誤差Tzv則周波信號為真，這時保存Tzu并取20ms與同步計時器計時時間相加，將相加的值存入同步計時器中； 當(dāng)時鐘計時器以周波電壓過零開始計時，則計時到16ms至18.5ms間的開中斷時間設(shè)定值Tk時開中斷，時鐘計時器計時到25ms至27ms間的關(guān)中斷時間設(shè)定值Tn時關(guān)中斷； 當(dāng)檢測到第一個周波電壓過零時，設(shè)置在甄別點O的電壓過零比較器的輸出電壓翻轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生中斷，取出周波電壓過零點的時間TO保存，將時鐘計時器清零并開始計時，這時周波電壓過零時間ThO為O，單片機(jī)按上述方法掃描并判定甄別信號，其ThO、Thl和Th2的值均須加上周波時間20ms減去開中斷時間設(shè)定值Tk的差值，如果三個甄別信號為真，下一次即第一次開中斷時間取Tk，否則為假時，此時時鐘計時器時間須加上T0，繼續(xù)檢測； 當(dāng)檢測到第一個和相鄰的第二個周波電壓過零判定周波信號為真時，則取出開中斷時的時鐘計時器累計時間T1 = T0+Tk作為初始時間存入同步計時器中，開中斷后時鐘計時器清零，否則判定周波信號為假時，此時時鐘計時器時間須加上Tl，繼續(xù)按上述方法重新檢測第一個周波，當(dāng)檢測第一個周波信號為真后，恢復(fù)以上所述的周波信號判定； 如果檢測到周波信號為假，下一次開中斷時間均在本次開中斷時間后，經(jīng)延時周波時間的平均值Tz時開中斷，并在開中斷后延時Tns時關(guān)中斷，設(shè)置關(guān)中斷時間是當(dāng)周波信號甄別為假時，在關(guān)中斷時間Tns關(guān)中斷和停止掃描，Tns為: Tns = Tn-Tk 如果檢測到周波信號為真，則下一周波開中斷時間Tks為: Tks = Tk+ThO 即從第一次開中斷時間取Tk之后，時鐘計時器均是計時到Tks開中斷，并清零后重新開始計時，計時到Tns時關(guān)中斷，重復(fù)上述過程，如果所述檢測到的上一周波信號為真，本周波判定時，甄別信號為假，則在時鐘計時器計時到Tns時關(guān)中斷，這時記未計周波數(shù)N為I并存儲，下一次開中斷時間是在上次開中斷時間經(jīng)過Tz后開中斷，此后每次判定周波信號真?zhèn)?，如為假或本次檢測甄別信號雖為真但上次為假，則取N，將N+1后回存于存儲器，時鐘計時器在開中斷后不清零繼續(xù)計時，這時，設(shè)定的下一周波開中斷時間暫時改用開中斷時間臨時設(shè)定值Tkz: Tkz = (N+l) XTz 同時，下一周波關(guān)中斷時間暫時改用關(guān)中斷時間臨時設(shè)定值Tnz: Tnz = Tkz+Tns 當(dāng)時鐘計時器計時到Tkz后，如果這時檢測到周波信號為真，則取出存儲器中N保存，并將存儲器中N置零，使時鐘計時器計時值Ts為:(Ts — Tkz)—Ts，這時取(N+1) X20ms的值加于同步計時器中，并恢復(fù)使用設(shè)定值Tks與Tns，恢復(fù)時鐘計時器在開中斷后清零； 系統(tǒng)同步時間為同步計時器的時間，再加上當(dāng)前正在計時的時鐘計時器的時間； 判定甄別點信號真?zhèn)螘r，選擇:ThO、Thl、Th2均為真時該周波甄別信號為真，或者ThO為真，同時Thl、Th2之一為真時，或者Thl、Th2為真時，該周波甄別信號為真，視對判定周波信號真?zhèn)尾煌蠖?，如果N大于25至70間的一個設(shè)定值時，采用時鐘計時器在Tkz處的計時值直接加于同步計時器中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)業(yè)大棚氣候控制系統(tǒng)，其特征在于包括: 主控器(10)、通信電子開關(guān)(11)、開關(guān)驅(qū)動模塊(12)、接口電路(13)、小型電話程控交換機(jī)(14)、電器控制器(15)、周波甄別電路(16)、數(shù)據(jù)采集器(17)、溫濕度傳感器(18)、電器設(shè)備(19)、電子開關(guān)(20)，其中單片機(jī)(UO)和通信電子開關(guān)(11)、開關(guān)驅(qū)動模塊(12)和周波甄別電路(16)均分別包含在電器控制器(15)、數(shù)據(jù)采集器(17)和主控器(10)中； 周波甄別電路(16)由:輸入電路(SO)、電壓過零檢測模塊(VO)、電壓比較器(Vl)和電壓比較器(V2)構(gòu)成，輸入電路(SO)用于將電力網(wǎng)交流電壓通過電阻和二極管的分壓，轉(zhuǎn)換為電壓比較器合適的穩(wěn)定的輸入電壓； 接口電路(13)中的單片機(jī)設(shè)有I2C串行通信模塊，用于與主控器之間進(jìn)行通信，其EEPRAM用于保存數(shù)據(jù)。
【文檔編號】G05D27/02GK105955369SQ201610448456
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月20日
【發(fā)明人】張金木
【申請人】福州臺江區(qū)超人電子有限公司