參數(shù)可調(diào)led智能給光系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種參數(shù)可調(diào)LED智能植物燈，并集成溫濕度、光照強度傳感器構(gòu)成一個參數(shù)可調(diào)LED智能植物給光系統(tǒng)，包含光照設(shè)備及環(huán)境采集設(shè)備。該參數(shù)可調(diào)LED智能植物給光系統(tǒng)以ARM處理器STM32F103VE為控制核心，結(jié)合相應(yīng)的電路，產(chǎn)生模擬的自然光環(huán)境，并通過采集環(huán)境數(shù)據(jù)自動調(diào)節(jié)光照強度，從而用于植物的種植或者蔬菜生產(chǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002]光是植物生長發(fā)育的重要環(huán)境因子，地球上植物發(fā)育所需的光源主要來自于太陽輻射。光照度和光質(zhì)對植物的光合作用、生長發(fā)育、物質(zhì)代謝及結(jié)構(gòu)形態(tài)等具有重要影響，其中380?760nm可見光波段是決定光合作用最重要的光照波段，但有效吸收波段為其中紅、藍兩波段。由于植物對光具有選擇性吸收的特征，其光合作用和能量轉(zhuǎn)化僅僅利用其中的小部分有效光。目前，市場上有各式各樣的植物生長燈，但這些植物生長燈大多效率很低，還滿足不了植物生長的需要。主要原因是現(xiàn)在市面上植物生長燈大都只有一種固定點亮模式，紅藍配比、波長都是固定的，調(diào)節(jié)方式也只是手動調(diào)節(jié)，這顯然是不符合植物生長規(guī)律的并且不夠智能化。鑒于此，設(shè)計了一種模擬自然光可調(diào)節(jié)亮度、紅藍配比并根據(jù)環(huán)境參數(shù)自動改變亮度的LED智能植物生長給光系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，設(shè)計一種與植物生長需光特性相符合的參數(shù)可調(diào)LED智能植物給光系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有波長可調(diào)，強度可變，紅藍光配比可調(diào)，并且提供模擬太陽光日升日落的工作模式，從而提供植物生長發(fā)育所需的光照條件。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:包含主控模塊(I)，還包括與主控模塊(I)輸出端相連的LED驅(qū)動模塊⑵；與LED驅(qū)動模塊⑵相連的LED燈組(3);與主控模塊⑴輸入端相連的環(huán)境檢測模塊⑷；與主控模塊⑴輸出端相連的預(yù)警模塊(5);與主控模塊⑴輸出端相連的交互模塊(6)。
[0005]所述的主控模塊⑴采用ARM處理器STM32F103VE，負責(zé)整個給光系統(tǒng)的控制，產(chǎn)生PWM波驅(qū)動LED電路以及采集當前環(huán)境的溫濕度和光照度信息。
[0006]所述的LED驅(qū)動模塊(2)采用降壓式DC/DC變換器LM3402設(shè)計LED驅(qū)動電路，從而改變LED燈組(3)的燈光亮度、強度的變化。
[0007]所述的LED燈組(2)由15行16列的紅、藍LED燈組成，紅、藍燈的配比為7:1，另外還有5個白光LED燈，共同用于產(chǎn)生植物生長需要的正常光照條件。
[0008]所述的環(huán)境檢測模塊(4)包含溫濕度傳感器SHT71和光照強度傳感器BH1750，用于實時檢測當前環(huán)境的溫濕度及光照度信息，并將數(shù)據(jù)傳入主控模塊(I)進行處理。
[0009]所述的預(yù)警模塊(5)由蜂鳴器與指示燈組成，根據(jù)環(huán)境檢測模塊(3)采集的數(shù)據(jù)與設(shè)定值進行比較，并發(fā)出警報。
[0010]所述的交互模塊(6)采用了一個TFT彩屏模塊，帶有觸摸功能，并利用yC/Gn編寫了簡單的人機界面，可以實時查看各種傳感器的工作狀態(tài)及測量的參數(shù)，并能對紅光、藍光分別控制光照強度，達到精準供給光照。
【附圖說明】
[0011]圖1是本參數(shù)可調(diào)LED智能植物生長給光系統(tǒng)組成框圖；
[0012]圖2是本參數(shù)可調(diào)LED智能植物生長給光系統(tǒng)LED驅(qū)動模塊電路原理圖；
[0013]圖3是本參數(shù)可調(diào)LED智能植物生長給光系統(tǒng)環(huán)境檢測模塊電路原理圖；
[0014]圖4是本參數(shù)可調(diào)LED智能植物生長給光系統(tǒng)LED燈組設(shè)計圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實例對本發(fā)明作進一步說明。
[0016]如圖1所示，本發(fā)明的LED智能植物生長燈，具有主控模塊(I)，還包括與主控模塊
(I)輸出端相連的LED驅(qū)動模塊⑵；與LED驅(qū)動模塊⑵相連的LED燈組(3);與主控模塊⑴輸入端相連的環(huán)境檢測模塊⑷；與主控模塊⑴輸出端相連的預(yù)警模塊(5);與主控模塊(I)輸出端相連的交互模塊(6)。
[0017]如圖2所示，LED驅(qū)動模塊(2)采用降壓式DC/DC變換器LM3402設(shè)計LED驅(qū)動電路，控制管腳EN與BYP與主控模塊(I)的H)3、PD6相連，用于選擇LM3402的工作模式；電壓模擬輸入管腳與主控模塊(I)的PA8相連，用于接收主控模塊(I)產(chǎn)生的PWM波，從而驅(qū)動LED電路。
[0018]如圖3所示，環(huán)境檢測模塊(4)中的溫濕度傳感器選擇SHT71，內(nèi)含14位A/D轉(zhuǎn)換器，并采用兩線串行接口與主控模塊⑴的PC4、PC5 口相連，用于傳輸數(shù)據(jù)；光照強度傳感器選擇數(shù)字式光照度傳感器BH1750，采用I2C總線方式與主控模塊(I)進行通信，SCL與SDA管腳分別與主控模塊的PB10、PB11管腳相連，用于采集及傳輸數(shù)據(jù)的控制。
[0019]如圖4所示，所述的LED燈組(3)由15行16列的紅、藍LED燈組成，紅、藍燈的配比為7: I，另外還有5個白光LED燈，紅光LED燈和藍光LED燈通過PWM波控制產(chǎn)生模擬自然光，白光LED燈為色溫28000K的白光，主要用來殺滅幼蟲，從而共同產(chǎn)生植物生長需要的正常光照條件。
【主權(quán)項】
1.參數(shù)可調(diào)LED智能植物給光系統(tǒng)，其特征在于:包含主控模塊(I)，還包括與主控模塊⑴輸出端相連的LED驅(qū)動模塊⑵；與LED驅(qū)動模塊⑵相連的LED燈組(3);與主控模塊⑴輸入端相連的環(huán)境檢測模塊⑷；與主控模塊⑴輸出端相連的預(yù)警模塊(5);與主控模塊(I)輸出端相連的交互模塊(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的參數(shù)可調(diào)LED智能植物給光系統(tǒng)，其特征在于:所述的LED驅(qū)動模塊(2)采用降壓式DC/DC變換器LM3402設(shè)計LED驅(qū)動電路，從而改變LED燈組(3)的燈光亮度、強度的變化。
3.所述的LED燈組(3)由15行16列的紅、藍LED燈組成，紅、藍燈的配比為7: 1，另外還有5個白光LED燈，共同用于產(chǎn)生植物生長需要的正常光照條件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的參數(shù)可調(diào)LED智能植物給光系統(tǒng)，其特征在于:所述的環(huán)境檢測模塊(4)包含溫濕度傳感器SHT71和光照強度傳感器BH1750，用于實時檢測當前環(huán)境的溫濕度及光照度信息，并將數(shù)據(jù)傳入主控模塊(I)進行處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的參數(shù)可調(diào)LED智能植物給光系統(tǒng)，其特征在于:所述的預(yù)警模塊(5)由蜂鳴器與指示燈組成，根據(jù)環(huán)境檢測模塊(3)采集的數(shù)據(jù)與設(shè)定值進行比較，并發(fā)出警報。
【專利摘要】一種參數(shù)可調(diào)LED智能植物給光系統(tǒng)，用于提供植物正常生長需要的光照條件，以及對周圍環(huán)境溫濕度和光照度信息的采集。該參數(shù)可調(diào)LED智能植物給光系統(tǒng)以ARM處理器STM32F103VE為控制核心，采用時控、PWM方式，實現(xiàn)對LED光源的光質(zhì)、光強、光周期以及工作方式的調(diào)制。所述參數(shù)可調(diào)LED智能植物給光系統(tǒng)包括：主控模塊(1)；LED驅(qū)動模塊(2)；LED燈組(3)；環(huán)境檢測模塊(4)；預(yù)警模塊(5)；交互模塊(6)。本系統(tǒng)具有響應(yīng)速度快、維護簡單和部署靈活的特點，具有一定的推廣應(yīng)用價值。
【IPC分類】H05B37-02
【公開號】CN104661393
【申請?zhí)枴緾N201310611374
【發(fā)明人】田立國, 汪建國, 劉剛, 鄒江濤, 劉志奇, 李玉爽
【申請人】天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2013年11月22日