CN106658881A - 一种基于ZigBee的植物生长柜均匀照度调节装置 - Google Patents
一种基于ZigBee的植物生长柜均匀照度调节装置 Download PDFInfo
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Abstract
一种基于ZigBee的植物生长柜均匀照度调节装置。属于植物生长柜光照均匀度调节领域，通过ZigBee网络通信技术、传感器检测技术、控制技术以及相应的硬件结构，通过对每一个栽培层多个位置的植物所受到的光照强度进行实时检测和调节，使得植物生长柜每个栽培层不同位置的植物所受到LED灯板照射的强度相同，最终使得栽种出来的植物具有一致的生长长势和形态。所述一种基于ZigBee的植物生长柜均匀照度调节装置包括：照度检测模块（1）；照度传感器（2）；Getdate.ZigBee通信装置（3）；Transmit.ZigBee通信装置（4）；控制器（5）；Control.ZigBee通信装置（6）；执行模块（7）；一种基于ZigBee的植物生长柜均匀照度调节装置，成本低，无需太多布线，易扩展，具有很高的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及到植物生长柜光照均匀度调节领域，特别是一种专门应用于植物生长柜中，利用ZigBee技术来均匀光照强度的光照均匀度调节装置。
背景技术
对于绿色植物来说，光合作用是自身生长发育不可或缺的条件之一，光照强度的大小直接影响植物的生长速度和形态形成，同时植物的生长具有向光性，哪个方位的光照强度强，植物就向着哪个方位生长。在植物生长柜中，人们通常采用分层式的栽培模式，每一层都会安装有LED光源板，来为植物提供光照，但是，植物生长柜的每层都是相通的，上层LED光源板发出的光会透过每层之间的缝隙照射到下一层植物，而且每个LED 灯板上的灯珠所发射出来的光也是发散的，这就使得植物生长柜每一栽培层的不同位置植物受到光照强度不均匀，从而导致不同位置植物的生长速度、形态和生长方向不一致，然而，在培育科学的科学研究中，为了确保研究结果的准确性，研究人员对所研究环境的光稳定性有很高要求，而且，在植物产品的实际生产中，要求植物工厂所栽培出来植物的生长状态具有一致性，因此，采用一种可以使植物生长柜每个栽培层不同位置植物所受光照强度大小相同的调节装置是非常有必要的。在植物生长柜中，为了对每一个栽培层多个位置的植物所受到的光照强度进行实时检测和调节，我们利用ZigBee无线通信技术，实现植物生长柜中各个检测节点间的高效的数据传输和光均匀度动态调节，节约成本和空间，并且易于扩展。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于ZigBee的植物生长柜均匀照度调节装置，解决植物生长柜中每个栽培层不同位置植物所受光照强度不均匀和由于检测节点较多所带来的布线繁琐、成本大的问题，实现对植物生长柜中每个栽培层不同位置植物所受光照强度的实时检测和调节，从而使得所种植植物的生长速度、形态和生长方向保持一致。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案：
本发明所采用的技术方案是：一种基于ZigBee的植物生长柜均匀照度调节装置，具有照度检测模块（1），其特征在于，还包括5个照度传感器（2）；与每个照度传感器（2）相连接的Getdate.ZigBee通信装置（3）；Transmit.ZigBee通信装置（4）；与Transmit.ZigBee通信装置（4）相连接的控制器（5）；Control.ZigBee通信装置（6）；与Control.ZigBee通信装置（6）相连接的执行模块（7）；
所述的照度传感器（2）采用基于模拟量光照传感器，具有测量范围宽，使用方便，便与安装，传输距离远等优点，用于检测植物生长柜中每个栽培层（11）不同位置植物所受的光照强度；
所述的Getdate.ZigBee通信装置（3）、Transmit.ZigBee通信装置（4）和Control.ZigBee通信装置（6）之间是通过ZigBee网络进行数据传输；
所述的控制器（5）采用32位低功耗微控制器STM32C8T6芯片作为控制核心，***配置相应的硬件电路，对照度传感器（2）采集到每一个栽培层（11）不同位置植物所受的光照强度进行对比分析，得出控制信号，从而对每个LED灯板（10）上不同区域的LED灯珠的亮度进行调节，实现***功能；
所述的执行模块（7）采用PWM控制电路，根据Control.ZigBee装置接收到的控制信号，通过PWM波改变施加在每个灯珠上的电压大小，从而改变LED灯板（10）不同位置处LED灯珠的亮度。
总结：本发明专利提供一种基于ZigBee的植物生长柜均匀照度调节装置，不仅可以使得植物生长柜每层不同区域植物所受到的光照强度相等，也可以减少植物生长柜中各模块之间的布线数量，能在做大程度上满足植物光合作用需求，使得植物生长柜中每一个栽培层不同位置的植物的生长趋势和形态一致，达到既满足植物生长需求又能够节能的目的，具有很高的实用性。
附图说明
图1是本发明一种基于ZigBee的植物生长柜均匀照度调节装置的组成框图;
图2是本发明一种基于ZigBee的植物生长柜均匀照度调节装置的应用示意图。
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。
本发明专利提供一种基于ZigBee的植物生长柜均匀照度调节装置，不仅可以使得植物生长柜中每一个栽培层不同位置的植物所受到的光照强度相等，也可以减少植物生长柜中各模块之间的布线数量，能在做大程度上满足植物光合作用需求，使得植物生长柜每一个栽培层不同位置的植物的生长趋势和形态保持一致，具有很高的实用性。
如图1所示，本发明实施例提供一种基于ZigBee的植物生长柜均匀照度调节装置，包括：照度检测模块（1）；照度传感器（2）；Getdate.ZigBee通信装置（3）；Transmit.ZigBee通信装置（4）；控制器（5）；Control.ZigBee通信装置（6）；执行模块（7）；
如图1所示, 本发明的控制器（5）为32位低功耗微控制器STM32C8T6芯片，作为整个***的控制核心。
如图1、2所示, 在植物生长柜（8）中，人们采用通常采用分层式的栽培模式，每一个栽培层上方都会安装有LED灯板（10），来为植物提供光照，但是植物生长柜的每个栽培层（11）都是相通的，处于上层位置的LED灯板（10）发出的光会透过栽培层（11）之间的缝隙照射到下一层植物，同时，每一层LED灯板（10）上的每一个灯珠发出的光都是发散的，这样就使得生长柜中每一个栽培层（11）的A、B、C、D和E这5个位置处种植的植物受到的光照强度不同，从而导致这5个位置处植物生长程度、状态和生长方向不一致，为了解决这个问题，在植物生长柜（8）中，安装有5照度传感器（2），其中4个分别安装在每一个栽培层（11）四周，即A、B、C、D处，检测栽培层（11）***植物所受到的光照强度大小，另外一个安装在每一个栽培层（11）中部位置E处，检测栽培层中间区域植物所受到的光照强度大小；每一个照度传感器（2）连接一个Getdate.ZigBee通信装置（3）。
如图1、2所示，控制盒（9）内部装有控制器（5）和Transmit.ZigBee通信装置（4），控制器（5）和Transmit.ZigBee通信装置（4）通过串口线相连接，5个Getdate.ZigBee通信装置（3）将得到的A、B、C、D和E这5个位置处的光照强度大小的信息分别通过ZigBee网络发送到控制盒（9）中的Transmit.ZigBee通信装置（4），控制器（5）根据采集到每个栽培层（11）的A、B、C、D和E处植物所受的光照强度进行对比分析，得出对LED灯板（10）不同位置处LED灯珠的控制信号，Transmit.ZigBee通信装置（4）将控制信号通过ZigBee网络发送给Control.ZigBee通信装置（6）。
如图1、2所示，Control.ZigBee通信装置（6）将接收到的控制信号传送给与之相连接执行模块（7），执行模块（7）通过PWM波改变施加在每个LED灯板（10）不同位置灯珠上的电压大小，使得栽培层（11）A、B、C、D和E处植物所受到的光照强度相同，最终使得每个栽培层（11）所种植出的植物的生长速度、形态和生长方向保持一致。
在实际应用过程中，大规格的植物生长柜所设置的栽培层数较多，从而使得所用LED灯板的数量和所需数据传输节点数也较多，每个栽培层不同部位植物所受到的照射强度也不同，本发明采用ZigBee无线通信技术和相关的控制技术，使得栽培层中不同位置处植物所受到的光照强度相同，进一步使得所栽种出来的植物生长速度、形态和生长方向一致，同时减少布线数量，节约成本、能源和空间，非常具有实用价值。
Claims (3)
1.一种基于ZigBee的植物生长柜均匀照度调节装置，具有照度检测模块（1），其特征在于，还包括5个照度传感器（2）；与每个照度传感器（2）相连接的Getdate.ZigBee通信装置（3）；Transmit.ZigBee通信装置（4）；与Transmit.ZigBee通信装置（4）相连接的控制器（5）；Control.ZigBee通信装置（6）；与Control.ZigBee通信装置（6）相连接的执行模块（7）；Getdate.ZigBee通信装置（3）、Transmit.ZigBee通信装置（4）和Control.ZigBee通信装置（6）之间是通过ZigBee网络以无线的方式进行数据传输，成本和功耗较低。
2.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee的植物生长柜均匀照度调节装置，其特征在于：所述的照度检测模块（1）包括5个照度传感器（2）和5个Getdate.ZigBee通信装置（3），
每个照度传感器（2）和Getdate.ZigBee通信装置（3）通过串口线相连成一个整体，分别放置在栽培层（11）四周和中间位置，用于采集植物生长柜栽培层（11）5个不同位置处植物所受到的光照强度信息，并且将采集到的5个位置的光照强度信息通过无线方式发送给Transmit.ZigBee通信装置（4）。
3.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee的植物生长柜均匀照度调节装置，其特征在于：所述的控制器（5）能自动分析采集到的光照强度信息，得出相应的控制信号，对每个LED灯板（10）上不同区域的LED灯珠的亮度进行控制。
Priority Applications (1)
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| CN201510714191.2A CN106658881A (zh) | 2015-10-29 | 2015-10-29 | 一种基于ZigBee的植物生长柜均匀照度调节装置 |
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Publications (1)
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| CN106658881A true CN106658881A (zh) | 2017-05-10 |
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ID=58829426
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| CN (1) | CN106658881A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110100597A (zh) * | 2018-01-30 | 2019-08-09 | 京东方光科技有限公司 | 植物种植装置以及植物种植方法 |
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2015
- 2015-10-29 CN CN201510714191.2A patent/CN106658881A/zh active Pending
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170510 |
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