[发明专利]参数可调LED智能给光系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种参数可调LED智能植物灯，并集成温湿度、光照强度传感器构成一个参数可调LED智能植物给光系统，包含光照设备及环境采集设备。该参数可调LED智能植物给光系统以ARM处理器STM32F103VE为控制核心，结合相应的电路，产生模拟的自然光环境，并通过采集环境数据自动调节光照强度，从而用于植物的种植或者蔬菜生产。

背景技术

光是植物生长发育的重要环境因子，地球上植物发育所需的光源主要来自于太阳辐射。光照度和光质对植物的光合作用、生长发育、物质代谢及结构形态等具有重要影响，其中380～760nm可见光波段是决定光合作用最重要的光照波段，但有效吸收波段为其中红、蓝两波段。由于植物对光具有选择性吸收的特征，其光合作用和能量转化仅仅利用其中的小部分有效光。目前，市场上有各式各样的植物生长灯，但这些植物生长灯大多效率很低，还满足不了植物生长的需要。主要原因是现在市面上植物生长灯大都只有一种固定点亮模式，红蓝配比、波长都是固定的，调节方式也只是手动调节，这显然是不符合植物生长规律的并且不够智能化。鉴于此，设计了一种模拟自然光可调节亮度、红蓝配比并根据环境参数自动改变亮度的LED智能植物生长给光系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，设计一种与植物生长需光特性相符合的参数可调LED智能植物给光系统，该系统具有波长可调，强度可变，红蓝光配比可调，并且提供模拟太阳光日升日落的工作模式，从而提供植物生长发育所需的光照条件。

本发明所采用的技术方案是：包含主控模块(1)，还包括与主控模块(1)输出端相连的LED驱动模块(2)；与LED驱动模块(2)相连的LED灯组(3)；与主控模块(1)输入端相连的环境检测模块(4)；与主控模块(1)输出端相连的预警模块(5)；与主控模块(1)输出端相连的交互模块(6)。

所述的主控模块(1)采用ARM处理器STM32F103VE，负责整个给光系统的控制，产生PWM波驱动LED电路以及采集当前环境的温湿度和光照度信息。

所述的LED驱动模块(2)采用降压式DC/DC变换器LM3402设计LED驱动电路，从而改变LED灯组(3)的灯光亮度、强度的变化。

所述的LED灯组(2)由15行16列的红、蓝LED灯组成，红、蓝灯的配比为7∶1，另外还有5个白光LED灯，共同用于产生植物生长需要的正常光照条件。

所述的环境检测模块(4)包含温湿度传感器SHT71和光照强度传感器BH1750，用于实时检测当前环境的温湿度及光照度信息，并将数据传入主控模块(1)进行处理。

所述的预警模块(5)由蜂鸣器与指示灯组成，根据环境检测模块(3)采集的数据与设定值进行比较，并发出警报。

所述的交互模块(6)采用了一个TFT彩屏模块，带有触摸功能，并利用μC/GUI编写了简单的人机界面，可以实时查看各种传感器的工作状态及测量的参数，并能对红光、蓝光分别控制光照强度，达到精准供给光照。

附图说明

图1是本参数可调LED智能植物生长给光系统组成框图；

图2是本参数可调LED智能植物生长给光系统LED驱动模块电路原理图；

图3是本参数可调LED智能植物生长给光系统环境检测模块电路原理图；

图4是本参数可调LED智能植物生长给光系统LED灯组设计图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明的LED智能植物生长灯，具有主控模块(1)，还包括与主控模块(1)输出端相连的LED驱动模块(2)；与LED驱动模块(2)相连的LED灯组(3)；与主控模块(1)输入端相连的环境检测模块(4)；与主控模块(1)输出端相连的预警模块(5)；与主控模块(1)输出端相连的交互模块(6)。

如图2所示，LED驱动模块(2)采用降压式DC/DC变换器LM3402设计LED驱动电路，控制管脚EN与BYP与主控模块(1)的PD3、PD6相连，用于选择LM3402的工作模式；电压模拟输入管脚与主控模块(1)的PA8相连，用于接收主控模块(1)产生的PWM波，从而驱动LED电路。