[发明专利]基于集中分布式管理的LED植物补光智能控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种植物补光系统，特别是一种基于集中分布式管理的LED植物补光智能控制系统。

背景技术

今年来，我国农业飞速发展，尤其是设施栽培种的高附加值农业。然而设施栽培种经常遇到光照强度不足或者光照中有效波长成分强度不足的现象，影响到植物的正常生长。

作为新兴的光源，LED可以提供植物生长所需要的非常窄的波段，可以大幅度提高能量利用效率，因此逐渐应用于植物补光领域。市面上的植物补光或者生长灯系统都是应用于小规模生产，当种植规模较大的时候，就必须单独去操作每一个这种植物补光设备，因此可控制性就很差。由于缺乏良好的通讯模式，这些植物补光设备中的大量传感信息和状态信息很难收集和管理。

发明内容

针对现有技术的不足和市场的空白，本发明提供一种基于集中分布式管理的LED植物补光智能控制系统，它可以解决较大规模农业设施栽培中补光设备操作繁杂和信息难以采集的问题，高效率地促进植物的生长，推进智慧农业的发展。

本发明的基本思路是是采用集中分布式管理，整个LED驱动采用分布式控制系统，一定区域内设置一个集中管理的设备，用户可以在近远端方便地监控整个系统的运行。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种基于集中分布式管理的LED植物补光智能控制系统，包括智能LED补光终端、集中控制器和移动设备，所述集中控制器与其所控制范围内的智能LED补光终端采用无线通讯模块自组网通讯；所述集中控制器通过WIFI模块于与移动设备通讯。

所述集中控制器与智能LED补光终端的无线通讯方式采用433M射频通讯；其网络拓扑方式为树形结构，防冲突机制采用固定时序随机信道的跳频模式；其组成的无线局域网络中，集中控制器作为网络协调器，智能LED补光终端作为路由节点。

所述智能LED补光终端能够直接驱动红蓝LED，包括开关电源模块、恒流调光模块、看门狗模块、RTC模块、温湿度传感器、微处理器模块、无线通讯模块和光照度传感器模块。所述开关电源模块可以将市电转换为平稳的直流电源输入，给智能LED补光终端供电；所述微处理器模块解析无线通讯模块传递过来的指令，发送PMW信号到恒流调光模块以实现对LED的恒流驱动；所述温湿度传感器和光照度传感器采集的数据通过无线通讯模块发送到集中控制器；所述RTC模块辅助所述微处理器模块记录当前时间；所述看门狗模块可以防止所述微处理器出现程序运行错乱的问题。

所述恒流调光模块采用基于PWM原理的降压式高效开关电路。

所述集中控制器包括：线性电源模块、微处理器模块、看门狗模块、RTC模块、无线通讯模块、TFT显示触控模块、继电器开关模块、开关量输入模块和WIFI模块。所述线性电源模块负责给集中控制器提供低纹波的电源输入；所述微处理器模块通过无线通讯模块发送指令和接收智能LED补光终端采集的数据，根据所述开关量模块输入的信号量，控制所述继电器模块的开关；所述TFT显示触控模块实时显示当前的状态参数，用户可以通过触控的方式控制所述集中控制器的运行状态；所述RTC模块辅助所述微处理器记录当前时间；所述看门狗模块可以防止所述微处理器出现程序运行错乱的问题。

所述集中控制器中的WIFI模块同时具有AP和STATION模式，移动设备通过以太网访问集中控制器，或直接连入由本地WIFI模块建立的无线局域网。

所述集中控制器中的微处理器模块采用基于COTEX-M4架构的的微处理器芯片。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

分布控制和集中管理思想的引入，使整个系统可以高效运行。集中控制器与智能LED补光终端之间采用433M树型结构自组网通讯，不需要人工干预，成本低，抗干扰能力强，操作简便。集中控制器中的COTEX-M4芯片具有强大的运算能力和图像处理能力，用户可以通过集中控制器中的4.7寸触摸屏监测设备的运行状态，告别了机械按键的繁琐操作。集中控制器中的WIFI模块功能强大，用户可以通过手机或者手持设备在远端或者近端方便的控制整个系统。综上所述，本系统可以良好地支持较大规模的设施农业中的植物补光要求。

附图说明

图1为LED植物补光智能控制系统的结构示意图。

图2为433M无线树型结构组网的原理和过程。

图3为智能LED补光终端的结构示意图。

图4为集中控制器的结构示意图。

具体实施方式