一種植物照明控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種植物照明控制系統(tǒng)，包括MCU控制器、以太網網絡模塊、路由模塊、ZigBee控制器與實時檢測電路，路由模塊與以太網網絡模塊連接，以太網網絡模塊與MCU控制器連接，ZigBee控制器與MCU控制器連接，實時檢測電路與ZigBee控制器連接，MCU控制器采用型號為MSP430F149的第一芯片，ZigBee控制器中采用型號為CC2530的第五芯片，實時檢測電路中包括多個傳感器，多個傳感器檢測到周圍環(huán)境的數據并發(fā)送到ZigBee控制器，ZigBee控制器采集傳感器上的數據并將接收的數據傳送給MCU控制器進行數據算法處理，MCU控制器將數據處理后發(fā)送控制指令給ZigBee控制器，ZigBee控制器根據接收到的指令調節(jié)LED燈的亮度實現定量補光，MCU控制器接收到的數據發(fā)送至服務器，通過訪問服務器實現手機或PC機的人機交互。
【專利說明】
一種植物照明控制系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種照明技術領域，尤其是涉及一種植物照明控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著農業(yè)經濟的快速發(fā)展，蔬菜大棚的種植面積逐年擴大，而我國大棚種植依舊沿襲傳統(tǒng)的種子方式，自動化程度偏低，尋求不到成本和收益之間的最優(yōu)點，而制約其經濟增長的因素主要在于農作物的產量和品質。
[0003]雨露滋潤禾苗壯，萬物生長靠太陽，可見光是植物的光合作用、生長生理過程中比不可缺的重要環(huán)境因素之一。其中波段380?760nm是決定植物光合作用的最重要的波段，以紅光、藍光為有效吸收波段，可以直接影響植物的產量和品質。隨著LED照明的快速發(fā)展，其在農業(yè)領域上的應用日趨廣泛，與傳統(tǒng)光源相比，LED具有體積小、壽命長、節(jié)能、光效高等優(yōu)勢。
[0004]現階段國內外植物補光控制策略研究的基礎上，結合無線傳感器網絡技術，促使兩者優(yōu)勢互補，設計了一種新型植物LED補光控制系統(tǒng)。

【發(fā)明內容】

[0005]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種電能損耗小、遠程可控的植物照明控制系統(tǒng)。
[0006]本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為:一種植物照明控制系統(tǒng)，包括MCU控制器、以太網網絡模塊、路由模塊、Z i gBe e控制器與實時檢測電路，所述的路由模塊與以太網網絡模塊連接，所述的以太網網絡模塊與MCU控制器連接，所述的ZigBee控制器與M⑶控制器連接，所述的實時檢測電路與ZigBee控制器連接，所述的M⑶控制器采用型號為MSP430F149的第一芯片，所述的ZigBee控制器中采用型號為CC2530的第五芯片，實時檢測電路中包括多個傳感器，多個傳感器檢測到周圍環(huán)境的數據并發(fā)送到ZigBee控制器，ZigBee控制器采集傳感器上的數據并將接收的數據傳送給MCU控制器進行數據算法處理，MCU控制器將數據處理后發(fā)送控制指令給ZigBee控制器，ZigBee控制器根據接收到MCU控制器發(fā)送的指令調節(jié)LED燈的亮度實現定量補光，MCU控制器接收到的數據通過以太網網絡模塊、路由模塊發(fā)送至服務器，通過訪問服務器實現手機或PC機的人機交互。
[0007]還包括供電電路與電源適配器電路，所述的電源適配器電路通過LDO穩(wěn)壓電路與供電電路連接，供電電路輸出3.3V供電電壓，所述的供電電路為MCU控制器、Z i gBee控制器供電，所述的MCU控制器外接LCD顯示線路、按鍵調光電路。
[0008]所述的實時檢測電路包括與MCU控制器連接的實時時鐘電路、溫濕度檢測電路、光照度檢測電路與一氧化碳檢測電路，所述的一氧化碳檢測電路、溫濕度檢測電路、光照度檢測電路分別與ZigBee控制器連接。
[0009]所述的第五芯片的第一管腳接地，第五芯片的第二管腳連接3.3V供電電壓，所述的第五芯片的第一管腳與第二管腳之間連接第二十一電容，所述的第五芯片的第十一管腳通過第三發(fā)光二極管、第八電阻后接地，第五芯片的第三管腳通過第十電阻與3.3V供電電壓連接，第五芯片的第二十四管腳、第十五管腳、第十四管腳分別通過第九電阻、第二十電阻、第二十一電阻與3.3V供電電壓連接，所述的第五芯片的第二十四管腳、第十五管腳、第十四管腳分別通過第八按鍵、第四發(fā)光二極管、第五發(fā)光二極管后接地。
[0010]所述的第一芯片的第一管腳連接3.3V供電電壓與第四電容，所述的第四電容的一端與第一芯片的第一管腳連接，第四電容的另一端依次通過并聯的第三電容、第七按鍵以及第一電阻后與3.3V供電電壓連接，所述的第四電容的另一端接地，所述的第一芯片的第八管腳通過第六電容后接地，第一芯片的第九管腳通過第七電容后接地，第一芯片的第八管腳與第九管腳之間通過第一晶振連接，所述的第一芯片的第五十二管腳通過第九電容后接地，第一芯片的第五十三管腳通過第八電容后接地，第一芯片的第五十二管腳與第五十三管腳之間通過第二晶振連接。
[0011]所述的第一芯片的第十二管腳、第十三管腳、第十四管腳、第十五管腳分別通過第十五電阻、第十六電阻、第十七電阻、第十八電阻后與3.3V供電電壓連接，所述的第一芯片的第十二管腳通過并聯第二十五電容、第一按鍵后接地，所述的第一芯片的第十三管腳通過并聯第二十六電容、第二按鍵后接地，所述的第一芯片的第十四管腳通過并聯第二十七電容、第三按鍵后接地，所述的第一芯片的第十五管腳通過并聯第二十八電容、第四按鍵后接地。
[0012]所述的以太網網絡模塊包括型號為ENC28J60D的第二芯片，所述的第二芯片與第一芯片連接，所述的第二芯片的第十管腳通過第三電阻后與3.3V供電電壓連接，所述的第二芯片的第十五管腳、第十九管腳、第二十管腳、第二十八管腳均與3.3V供電電壓連接，所述的第二芯片的第十五管腳、第十九管腳、第二十管腳、第二十八管腳分別通過第四十電容、第十三電容、第十四電容、第十五電容后接地。
[0013]所述的供電電路包括型號為ASM117的線性穩(wěn)壓器與第四電感，所述的線性穩(wěn)壓器的輸入端外接5V電壓源，線性穩(wěn)壓器的輸出端通過并聯的第三十二電容、第三十三電容后接地，所述的第四電感的一端與線性穩(wěn)壓器的輸入端連接，第四電感的另一端通過并聯的第三十四電容、第三十五電容、第三十六電容后接地，所述的第四電感的一端輸出3.3V供電電壓。
[0014]與現有技術相比，本實用新型的優(yōu)點在于根據系統(tǒng)功能需求，選用CC2530和MSP430F149作為ZigBee控制器和MCU控制器，并設計了系統(tǒng)硬件電路。通過對CC2530和MSP430F149之間通信方式的分析，確定了 UART通信方式，并采用內嵌以太網協議控制器的ENC28J60D芯片設計了以太網通信電路。系統(tǒng)軟件則根據ZigBee無線網絡設計，依據BP神經網絡算法框架進行設計M⑶控制器軟件部分，可以針對M⑶控制器與ZigBee控制器間通信速率、尋址方式不同的問題，進行制定數據通信協議并設計了地址映射表。系統(tǒng)不但能實現定時定量補光、精確補光兩種模式，還具有遠程數據監(jiān)測功能，為閉鎖空間內生長的植物提供一種低成本智能化的補光控制方式。
[0015]系統(tǒng)具有無需布線、控制方式靈活、易于擴充和節(jié)能等特點。稍加改造，即可實現對閉鎖空間內其它參數的監(jiān)測，或增加其它類型的傳感器便可實現多節(jié)點多參數的監(jiān)測功能。測試結果表明:課題設計的軟硬件運行正常，數據傳輸可靠，擴展性強，通過采集相關參數可實現對閉鎖空間內植物進行補光控制和遠程監(jiān)測功能。
【附圖說明】

[0016]圖1為本實用新型的結構框圖；
[0017]圖2為本實用新型的部分電路圖一；
[0018]圖3為本實用新型的部分電路圖二；
[0019]圖4為本實用新型的部分電路圖二。
【具體實施方式】
[0020]以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
[0021]如圖1至圖4所示:一種植物照明控制系統(tǒng)，包括mj控制器1、以太網網絡模塊2、路由模塊3、ZigBee控制器4與實時檢測電路5，路由模塊3與以太網網絡模塊2連接，以太網網絡模塊2與MCU控制器I連接，ZigBee控制器4與MCU控制器I連接，實時檢測電路5與ZigBee控制器4連接，M⑶控制器I采用型號為MSP430F149的第一芯片Ul ,ZigBee控制器4中采用型號為CC2530的第五芯片U5，實時檢測電路5中包括多個傳感器，多個傳感器檢測到周圍環(huán)境的數據并發(fā)送到ZigBee控制器4，ZigBee控制器4采集傳感器上的數據并將接收的數據傳送給MCU控制器I進行數據算法處理，MCU控制器I將數據處理后發(fā)送控制指令給ZigBee控制器4，ZigBee控制器4根據接收到M⑶控制器I發(fā)送的指令調節(jié)LED燈的亮度實現定量補光，M⑶控制器I接收到的數據通過以太網網絡模塊2、路由模塊3發(fā)送至服務器，通過訪問服務器實現手機或PC機的人機交互。
[0022]還包括供電電路6與電源適配器電路8，電源適配器電路8通過LDO穩(wěn)壓電路7與供電電路6連接，供電電路6輸出3.3V供電電壓，供電電路6為MCU控制器1、Zi gBee控制器4供電，MCU控制器I外接IXD顯示線路9、按鍵調光電路10。
[0023]實時檢測電路5包括與MCU控制器I連接的實時時鐘電路11、溫濕度檢測電路、光照度檢測電路與一氧化碳檢測電路，一氧化碳檢測電路、溫濕度檢測電路、光照度檢測電路分別與ZigBee控制器4連接。
[0024]第五芯片U5的第一管腳接地，第五芯片U5的第二管腳連接3.3V供電電壓，第五芯片U5的第一管腳與第二管腳之間連接第二 ^^一電容C21，第五芯片U5的第^^一管腳通過第三發(fā)光二極管D3、第八電阻R8后接地，第五芯片U5的第三管腳通過第十電阻RlO與3.3V供電電壓連接，第五芯片U5的第二十四管腳、第十五管腳、第十四管腳分別通過第九電阻R9、第二十電阻R20、第二 ^^一電阻R21與3.3V供電電壓連接，第五芯片U5的第二十四管腳、第十五管腳、第十四管腳分別通過第八按鍵S8、第四發(fā)光二極管D4、第五發(fā)光二極管D5后接地。
[0025]第一芯片Ul的第一管腳連接3.3V供電電壓與第四電容C4，第四電容C4的一端與第一芯片Ul的第一管腳連接，第四電容C4的另一端依次通過并聯的第三電容C3、第七按鍵S7以及第一電阻Rl后與3.3V供電電壓連接，第四電容C4的另一端接地，第一芯片Ul的第八管腳通過第六電容C6后接地，第一芯片Ul的第九管腳通過第七電容C7后接地，第一芯片Ul的第八管腳與第九管腳之間通過第一晶振JZl連接，第一芯片Ul的第五十二管腳通過第九電容C9后接地，第一芯片Ul的第五十三管腳通過第八電容C8后接地，第一芯片Ul的第五十二管腳與第五十三管腳之間通過第二晶振JZ2連接。
[0026]第一芯片Ul的第十二管腳、第十三管腳、第十四管腳、第十五管腳分別通過第十五電阻R15、第十六電阻R16、第十七電阻R17、第十八電阻R18后與3.3V供電電壓連接，第一芯片Ul的第十二管腳通過并聯第二十五電容C25、第一按鍵KEYl后接地，第一芯片Ul的第十三管腳通過并聯第二十六電容C26、第二按鍵KEY2后接地，第一芯片Ul的第十四管腳通過并聯第二十七電容C27、第三按鍵KEY3后接地，第一芯片Ul的第十五管腳通過并聯第二十八電容C28、第四按鍵KEY4后接地。
[0027]以太網網絡模塊2包括型號為ENC28J60D的第二芯片U2，第二芯片U2與第一芯片Ul連接，第二芯片U2的第十管腳通過第三電阻后與3.3V供電電壓連接，第二芯片U2的第十五管腳、第十九管腳、第二十管腳、第二十八管腳均與3.3V供電電壓連接，第二芯片U2的第十五管腳、第十九管腳、第二十管腳、第二十八管腳分別通過第四十電容C40、第十三電容C13、第十四電容C14、第十五電容C15后接地。
[0028]供電電路6包括型號為ASMl 17的線性穩(wěn)壓器Ql與第四電感L4，線性穩(wěn)壓器Ql的輸入端外接5V電壓源，線性穩(wěn)壓器Ql的輸出端通過并聯的第三十二電容C32、第三十三電容C33后接地，第四電感L4的一端與線性穩(wěn)壓器Ql的輸入端連接，第四電感L4的另一端通過并聯的第三十四電容C34、第三十五電容C35、第三十六電容C36后接地，第四電感L4的一端輸出3.3V供電電壓。
【主權項】
1.一種植物照明控制系統(tǒng)，其特征在于包括MCU控制器、以太網網絡模塊、路由模塊、ZigBee控制器與實時檢測電路，所述的路由模塊與以太網網絡模塊連接，所述的以太網網絡模塊與MCU控制器連接，所述的ZigBee控制器與MCU控制器連接，所述的實時檢測電路與ZigBee控制器連接，所述的MCU控制器采用型號為MSP430F149的第一芯片，所述的ZigBee控制器中采用型號為CC2530的第五芯片，實時檢測電路中包括多個傳感器，多個傳感器檢測到周圍環(huán)境的數據并發(fā)送到ZigBee控制器，ZigBee控制器采集傳感器上的數據并將接收的數據傳送給MCU控制器進行數據算法處理，M⑶控制器將數據處理后發(fā)送控制指令給ZigBee控制器，ZigBee控制器根據接收到MCU控制器發(fā)送的指令調節(jié)LED燈的亮度實現定量補光，MCU控制器接收到的數據通過以太網網絡模塊、路由模塊發(fā)送至服務器，通過訪問服務器實現手機或PC機的人機交互。2.根據權利要求1所述的一種植物照明控制系統(tǒng)，其特征在于還包括供電電路與電源適配器電路，所述的電源適配器電路通過LDO穩(wěn)壓電路與供電電路連接，供電電路輸出3.3V供電電壓，所述的供電電路為MCU控制器、ZigBee控制器供電，所述的MCU控制器外接LCD顯示線路、按鍵調光電路。3.根據權利要求1所述的一種植物照明控制系統(tǒng)，其特征在于所述的實時檢測電路包括與MCU控制器連接的實時時鐘電路、溫濕度檢測電路、光照度檢測電路與一氧化碳檢測電路，所述的一氧化碳檢測電路、溫濕度檢測電路、光照度檢測電路分別與ZigBee控制器連接。4.根據權利要求2所述的一種植物照明控制系統(tǒng)，其特征在于所述的第五芯片的第一管腳接地，第五芯片的第二管腳連接3.3V供電電壓，所述的第五芯片的第一管腳與第二管腳之間連接第二十一電容，所述的第五芯片的第十一管腳通過第三發(fā)光二極管、第八電阻后接地，第五芯片的第三管腳通過第十電阻與3.3V供電電壓連接，第五芯片的第二十四管腳、第十五管腳、第十四管腳分別通過第九電阻、第二十電阻、第二十一電阻與3.3V供電電壓連接，所述的第五芯片的第二十四管腳、第十五管腳、第十四管腳分別通過第八按鍵、第四發(fā)光二極管、第五發(fā)光二極管后接地。5.根據權利要求2所述的一種植物照明控制系統(tǒng)，其特征在于所述的第一芯片的第一管腳連接3.3V供電電壓與第四電容，所述的第四電容的一端與第一芯片的第一管腳連接，第四電容的另一端依次通過并聯的第三電容、第七按鍵以及第一電阻后與3.3V供電電壓連接，所述的第四電容的另一端接地，所述的第一芯片的第八管腳通過第六電容后接地，第一芯片的第九管腳通過第七電容后接地，第一芯片的第八管腳與第九管腳之間通過第一晶振連接，所述的第一芯片的第五十二管腳通過第九電容后接地，第一芯片的第五十三管腳通過第八電容后接地，第一芯片的第五十二管腳與第五十三管腳之間通過第二晶振連接。6.根據權利要求2所述的一種植物照明控制系統(tǒng)，其特征在于所述的第一芯片的第十二管腳、第十三管腳、第十四管腳、第十五管腳分別通過第十五電阻、第十六電阻、第十七電阻、第十八電阻后與3.3V供電電壓連接，所述的第一芯片的第十二管腳通過并聯第二十五電容、第一按鍵后接地，所述的第一芯片的第十三管腳通過并聯第二十六電容、第二按鍵后接地，所述的第一芯片的第十四管腳通過并聯第二十七電容、第三按鍵后接地，所述的第一芯片的第十五管腳通過并聯第二十八電容、第四按鍵后接地。7.根據權利要求2所述的一種植物照明控制系統(tǒng)，其特征在于所述的以太網網絡模塊包括型號為ENC28J60D的第二芯片，所述的第二芯片與第一芯片連接，所述的第二芯片的第十管腳通過第三電阻后與3.3V供電電壓連接，所述的第二芯片的第十五管腳、第十九管腳、第二十管腳、第二十八管腳均與3.3V供電電壓連接，所述的第二芯片的第十五管腳、第十九管腳、第二十管腳、第二十八管腳分別通過第四十電容、第十三電容、第十四電容、第十五電容后接地。8.根據權利要求2所述的一種植物照明控制系統(tǒng)，其特征在于所述的供電電路包括型號為ASM117的線性穩(wěn)壓器與第四電感，所述的線性穩(wěn)壓器的輸入端外接5V電壓源，線性穩(wěn)壓器的輸出端通過并聯的第三十二電容、第三十三電容后接地，所述的第四電感的一端與線性穩(wěn)壓器的輸入端連接，第四電感的另一端通過并聯的第三十四電容、第三十五電容、第三十六電容后接地，所述的第四電感的一端輸出3.3V供電電壓。
【文檔編號】H05B33/08GK205693944SQ201620622383
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月17日 公開號201620622383.0, CN 201620622383, CN 205693944 U, CN 205693944U, CN-U-205693944, CN201620622383, CN201620622383.0, CN205693944 U, CN205693944U
【發(fā)明人】孔振中
【申請人】浙江雙宇電子科技有限公司