室內(nèi)水產(chǎn)養(yǎng)殖智能配光系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種室內(nèi)水產(chǎn)養(yǎng)殖智能配光系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在室內(nèi)水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)中，光照對(duì)魚(yú)類(lèi)攝食、代謝、生殖、內(nèi)分泌等生理機(jī)能的影響已經(jīng)被實(shí)驗(yàn)所證實(shí)?？茖W(xué)合理地選擇高效光源、配光方案及控制方式，能夠顯著改善魚(yú)類(lèi)的生長(zhǎng)特性，提高水產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。
[0003]室內(nèi)配光主要包含兩方面。一是環(huán)境配光。除了夜間照明之外，由于天氣原因，白天也會(huì)出現(xiàn)采光不足的情況，環(huán)境光照的過(guò)度波動(dòng)，會(huì)造成池內(nèi)照度的較大變化，對(duì)魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)機(jī)能產(chǎn)生干擾。為了創(chuàng)造適宜的室內(nèi)光照條件，在環(huán)境配光設(shè)計(jì)時(shí)，既要保證足夠強(qiáng)度的夜間照明需要，又要兼顧白天光照不足時(shí)能夠進(jìn)行補(bǔ)光。二是池內(nèi)投光。不同品種、不同生長(zhǎng)階段的魚(yú)類(lèi)所需投光強(qiáng)度、光色、時(shí)間等參數(shù)不盡相同，因此，要求系統(tǒng)能夠依據(jù)給定的配光參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)控，以實(shí)現(xiàn)符合要求的最佳光照條件。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種室內(nèi)水產(chǎn)養(yǎng)殖智能配光系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境照明和魚(yú)池配光的自動(dòng)控制。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案。
[0006]光源是系統(tǒng)配光的基礎(chǔ)，光源的選擇以高效、節(jié)能、清潔、安全、可控為前提。傳統(tǒng)的白熾燈已經(jīng)被淘汰。熒光節(jié)能燈也因耗電量大、安全性差、不可調(diào)光等因素逐步退出專(zhuān)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。新一代LED光源，節(jié)能環(huán)保，安全可靠，經(jīng)久耐用，易于提高防水等級(jí)，易于制作不同形狀，易于滿(mǎn)足調(diào)光要求，是目前較好的選擇。
[0007]室內(nèi)水產(chǎn)養(yǎng)殖智能配光系統(tǒng)，包括作為主控單元的單片機(jī)、環(huán)境照度傳感器、投餌位置傳感器、AD/DA轉(zhuǎn)換模塊、調(diào)壓模塊、LED燈組；所述環(huán)境照度傳感器通過(guò)AD/DA轉(zhuǎn)換模塊連接單片機(jī)，投餌位置傳感器通過(guò)AD/DA轉(zhuǎn)換模塊連接單片機(jī)，所述單片機(jī)通過(guò)調(diào)壓模塊連接LED燈組。
[0008]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述室內(nèi)水產(chǎn)養(yǎng)殖智能配光系統(tǒng)還包括與單片機(jī)連接的顯示模塊和鍵盤(pán)觸摸屏。
[0009]所述LED燈組包括壓控PffM AC-DC變換器和LED燈板。
[0010]所述調(diào)壓模塊的輸入端和輸出端均設(shè)有諧波抑制器。
[0011]所述調(diào)壓模塊輸入端之前還設(shè)有防雷模塊。
[0012]在物理結(jié)構(gòu)上，本系統(tǒng)主要分為系統(tǒng)控制箱、LED燈組和傳感器三部分。
[0013]1.系統(tǒng)控制箱。單片機(jī)、調(diào)壓模塊、諧波抑制器、防雷模塊及輸入輸出端子集成在控制箱內(nèi)，觸摸屏鍵盤(pán)及顯示模塊安裝在控制箱面板上。
[0014]單片機(jī)選用ATMEL公司的AT89C52。AT89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位機(jī)，片內(nèi)含8k可反復(fù)擦寫(xiě)Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)，AT89C52有40個(gè)引腳，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)。32個(gè)外部雙向輸入/輸出(I/O)端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，3個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器，2個(gè)全雙工串行通信口，2個(gè)讀寫(xiě)口。AT89C52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線(xiàn)編程。
[0015]選用帶O—5V控制端、內(nèi)部集成了 IGBT及其控制電路、鎖相及RC吸收電路并具有過(guò)溫、過(guò)流、短路及浪涌保護(hù)的一體化封裝結(jié)構(gòu)正弦波調(diào)壓模塊。其輸出電壓波形、頻率與輸入相同，幅值受O — 5V控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的無(wú)級(jí)調(diào)壓。采用正弦波調(diào)壓，與可控硅調(diào)壓相比，對(duì)電網(wǎng)污染低、功率因數(shù)高、環(huán)保節(jié)能。
[0016]為提高系統(tǒng)的EMC性能，在調(diào)壓模塊的輸入輸出端各加一個(gè)電流容量與調(diào)壓模塊匹配的三段寬頻諧波抑制器。同時(shí)為提高系統(tǒng)的防雷電抗沖擊性能，在主電路輸入端安裝一只防雷模塊。
[0017]2.LED燈組。本實(shí)用新型的LED燈組，主要有飛碟燈和投光燈兩種結(jié)構(gòu)，飛碟燈用于環(huán)境照明，投光燈用于養(yǎng)魚(yú)池配光。每只燈組除具有滿(mǎn)足IP 66防水等級(jí)的外殼外，由驅(qū)動(dòng)電源和LED燈板組成。驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)為與燈板功率及燈珠串并聯(lián)方式匹配的壓控PffM恒流源，其輸出電流受輸入電壓控制，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電源將調(diào)壓變?yōu)檎{(diào)流，滿(mǎn)足LED的工作條件。從系統(tǒng)控制箱到燈組采用2線(xiàn)傳輸，既傳輸光照功率，又傳送調(diào)光信號(hào)。
[0018]3.傳感器。光照傳感器采用光敏電阻，防水暗盒封裝。隨光強(qiáng)變化而變化的阻值信號(hào)，經(jīng)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換后送入單片機(jī)。位置傳感器選用干簧管，安裝在離系統(tǒng)控制箱最近的一個(gè)養(yǎng)魚(yú)池的合適位置，在自動(dòng)餌料機(jī)運(yùn)動(dòng)部件的合適位置安裝干簧管配套磁鐵，使餌料機(jī)運(yùn)動(dòng)至投餌位置時(shí)干簧管動(dòng)作，向單片機(jī)申請(qǐng)變光信號(hào)。
[0019]本系統(tǒng)的主要功能是實(shí)現(xiàn)室內(nèi)水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境照明和魚(yú)池配光的自動(dòng)控制。以?xún)?nèi)置E2PROM的AT89C52單片機(jī)為核心組成主控單元，配以受控調(diào)壓模塊、壓控PffM恒流驅(qū)動(dòng)LED投光燈及光敏、位置傳感器構(gòu)成配光系統(tǒng)。系統(tǒng)上電啟動(dòng)后，執(zhí)行E2PROM中的預(yù)置指令，自動(dòng)投入運(yùn)行。采用巡檢方式掃描傳感器和鍵盤(pán)，任何時(shí)刻優(yōu)先處理鍵盤(pán)中斷，允許修改預(yù)置參數(shù)。單片機(jī)對(duì)預(yù)置和掃描數(shù)據(jù)運(yùn)算后，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出O — 5V控制信號(hào)，送至調(diào)壓模塊控制端，調(diào)壓模塊輸出受控于控制端的交流電壓，傳送至LED燈組。LED燈組的輸入端是一壓控PffM恒流驅(qū)動(dòng)AC — DC變換器，為L(zhǎng)ED燈板提供受控于輸入電壓高低的直流恒流源，實(shí)現(xiàn)調(diào)光功能。調(diào)壓模塊輸出的交流信號(hào)，既向LED傳送發(fā)光功率，同時(shí)又向PffM傳送壓控信號(hào)。
[0020]本系統(tǒng)設(shè)計(jì)為三路輸出，一路用于環(huán)境光照控制，可面板設(shè)定分時(shí)段照度值，一方面對(duì)夜間照明亮度進(jìn)行控制；另一方面通過(guò)采集光照傳感器數(shù)據(jù)，在陰雨天室內(nèi)采光不足時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行照明補(bǔ)光。另兩路用于養(yǎng)魚(yú)池投光控制，既可分別控制2個(gè)區(qū)域，也可控制同一區(qū)域養(yǎng)魚(yú)池投光的不同光色。該兩路輸出既可獨(dú)立設(shè)置、獨(dú)立運(yùn)行，也可統(tǒng)一設(shè)置、聯(lián)動(dòng)運(yùn)行。
[0021]設(shè)置投餌位置傳感器，使系統(tǒng)