CN107062004B - 一种环境友好型智能植物灯及其实现方法 - Google Patents

一种环境友好型智能植物灯及其实现方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种环境友好型智能植物灯及其实现方法，包括：人体移动传感器、光线传感器、第一调理电路、第二调理电路、控制器、LED驱动电路、LED照明灯及与所述控制器连接的EEPROM存储器，其中，所述第一调理电路的输入端与所述人体移动传感器连接，输出端与所述控制器连接；所述第二调理电路的输入端与所述光线传感器连接，输出端与所述控制器连接；所述LED驱动电路的输入端与所述控制器连接，输出端与所述LED照明灯连接；所述LED驱动电路包括多个LED驱动子电路和多个LED照明灯，每个LED驱动子电路的输出端连接一个所述LED照明灯。通过本发明的技术方案，能够协调人与植物对光喜好不同的矛盾。

Description

一种环境友好型智能植物灯及其实现方法
技术领域
本发明涉及智能植物灯技术领域，具体涉及一种环境友好型智能植物灯及其实现方法。
背景技术
众所周知，光环境是植物生长发育不可缺少的重要因素之一，通过光质调节，控制植株形态建设是设施栽培领域的一项重要技术。通常，适用于植物补光的光源有：高压钠灯、金卤灯、陶瓷金卤灯、微波硫灯、等离子灯、荧光灯、无极灯和三基色稀土补光灯、LED植物灯等。其中，LED植物灯是最近5年左右随着LED白光照明灯而兴起的高科技产品，国内很多科研院所的有关“不同LED光质对植物影响”的实验也是最近几年才开始或完成的；LED植物灯凭借其光质准确且可人为组合调整，单位功耗的光合辐射高，植物补光效果好，运营成本低(超级省电)等诸多优势，深受全世界的农业科研所、智能化植物工厂等的青睐。
但是，现有的LED植物灯：1、不能协调人与植物对光的喜好不同的矛盾，指定一定的补光策略，如下一种常规的策略：探测环境光线的变化与人的活动，达到白天无人时对植物补光，有人时不对植物补光，避免光线对人的不良影响，光线低于一定值后，不论是否有人活动，都不再补光。
2、不能解决植物照明光源带给使用者的视觉、睡眠或其它不良影响。
3、不能解决室内植物补光问题，使植物在室内长时间健康生长，减少缺乏光照死亡的可能性。
4、不能解决需要被照射的植物多而灯少(或不能安装过多)的问题。
当前室内使用的植物照明为手动开关，不能解决以上问题或矛盾。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种环境友好型智能植物灯及其实现方法，用于协调人与植物对光喜好不同的矛盾。
为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：
一种环境友好型智能植物灯，包括：人体移动传感器、光线传感器、第一调理电路、第二调理电路、控制器、LED驱动电路、LED照明灯及与所述控制器连接的EEPROM存储器，其中，
所述第一调理电路的输入端与所述人体移动传感器连接，输出端与所述控制器连接；所述第二调理电路的输入端与所述光线传感器连接，输出端与所述控制器连接；所述LED驱动电路的输入端与所述控制器连接，输出端与所述LED照明灯连接；
所述LED驱动电路包括多个LED驱动子电路和多个LED照明灯，每个LED驱动子电路的输出端连接一个所述LED照明灯；
所述人体移动传感器用于检测监测区域内是否有人活动，所述光线传感器用于检测监测区域内的光线强度，所述控制器用于根据所述人体移动传感器和光线传感器的输出信号，在白天无人时对监测区域内的植物补光，在白天有人时不对植物补光，在光线高于预设值后，不论是否有人活动，都不再补光，以避免光线对人的不良影响。
优选地，所述光线传感器通过内部设置的光敏电阻与检测电路探测监测区域环境光线强度；所述人体移动传感器为热释红外传感器或微波探测器。
优选地，所述控制器通过混合两种以上波长的光波，为室内的植物提供光照条件，以配合温度、水分、气体、肥料使植物能像在室外环境一样成长。
优选地，所述LED照明灯为照射方向可调的象鼻灯和/或轨道灯，所述LED照明灯包括红光LED照明灯、蓝光LED照明灯和白光LED照明灯。
优选地，所述环境友好型智能植物灯，还包括与所述控制器连接的通讯接口电路和无线通讯模块，所述通讯接口电路包括RS232通讯接口电路、USB通讯接口电路和/或RS485通讯接口电路；所述无线通讯模块还与一智能终端无线连接，所述智能终端设置在智能移动设备中。
优选地，所述环境友好型智能植物灯，还包括电源管理电路，所述电源管理电路包括依次连接的交流直流电压转换电路和降压电路，其中，所述交流直流电压转换电路的输出端还与LED驱动电路的供电端连接；所述降压电路的输出端分别与所述通讯接口电路和控制器的供电端连接；
所述交流直流电压转换电路用于将220V或110V市电转换为48V直流电，所述降压电路用于将所述48V直流电转换为5V直流电输出给所述通讯接口电路，将所述48V直流电转换为3.3V直流电输出给所述控制器。
优选地，所述控制器选用型号为STM32F030C8T6的单片机；所述LED驱动电路包括：NPN型三极管Q1、Q2、Q3、Q8、Q11，PNP型三极管Q4、Q7，N沟道场效应管Q19，肖特基二极管D21和D22，其中，
所述Q1的基极通过串联的电阻R62和R38与所述控制器的Overcurrent_EXTI_A端连接，同时与一过流保护电路的输出端连接；Q1的集电极通过电阻R71外接5V直流电，同时通过电阻R64与Q3的发射极连接；Q1的发射极与Q2的集电极连接；Q2的基极与控制器的PWM_A引脚连接，发射极接地；Q3的集电极与Q7的基极连接，Q3的基极与Q4的基极连接后外接5V直流电，同时通过电阻R78接地；Q4的发射极与Q3的发射极连接，Q4的集电极与Q8的基极连接；Q8的发射极接地，集电极与Q7的集电极连接；Q7的发射极外接12V直流电；Q11的集电极外接5V直流电，发射极接地，Q11的基极通过串联的电阻R85和R86与Q7的集电极连接，通过电阻R85与Q19的栅极连接；Q19的源极通过电阻R96接地，Q19的漏极通过电感L2外接LED照明灯，同时与并联的肖特基二极管D21和D22的阳极连接；并联的肖特基二极管D21和D22的阴极外接48V直流电，同时通过电容C48接地。
优选地，所述过流保护电路包括：电阻R89、R82、R81、R69、R66、R68、电容C42，比较器U10A和U9A，其中，
所述电阻R89并联在电阻R96的两端，并联后的电路一端通过电阻R82与电容C42的一个电极板连接，另一端通过电阻R81与电容C42的另一个电极板连接；电容C42的一个电极板还与比较器U10A的正相输入端连接，另一个电极板与比较器U10A的反相输入端连接，同时还通过电阻R69接地；电阻R66的一端与比较器U10A的正相输入端连接，另一端接地；电阻R68的一端与比较器U10A的反相输入端连接，另一端通过电阻R70与控制器的ADC_I_A端连接，同时还通过电阻R70和电容C32接地；比较器U10A的输出端与比较器U9A的反相输入端连接，比较器U9A的正相输入端通过电阻R49外接5V直流电，通过电阻R46接地，通过电容C38接地；比较器U9A的输出端通过电阻R38与控制器的Overcurrent_EXTI_A端连接，同时通过电阻R60外接3.3V直流电。
一种环境友好型智能植物灯实现方法，应用于上述的环境友好型智能植物灯中，包括：
步骤S1、上电后对控制器的寄存器进行配置，设置系统变量和补光策略；
步骤S2、判断变更标志位是否设立，若是，根据状态选择策略，根据策略控制各路LED驱动电路；否则，判断通讯接收完成标志位是否设立；
步骤S3、若通讯接收完成标志位设立，判断配置信息是否需要更新；若通讯接收完成标志位未设立，返回步骤S2；
步骤S4、若配置信息需要更新，先读写EEPROM存储器，更新系统变量、补光策略，然后处理通讯数据，写通讯缓冲区，指定数据发送状态；若配置信息不需要更新，直接处理通讯数据，写通讯缓冲区，指定数据发送状态；
步骤S5、复位变更标志位和通讯接收完成标志位；
其中，所述变更标志位通过人体移动传感器和光线传感器获取的人体移动及环境光线信息进行设立；所述通讯接收完成标志位通过通讯接口电路获取外部指令，交互数据进行设立。
优选地，所述补光策略为：
根据人体移动传感器输出的信号，判断监测区域内是否有人；同时根据光线传感器输出的信号，判断监测区域光线强度；
设定一个2x2的二维数组，4个数组变量分别对应光、人状态的组合，这4个变量的值有两个，一个为灭灯程序的地址，另一个为亮灯程序的地址；当输入确定后，数组变量的值也确定了，这个值被赋于指向程序的指针，控制器根据指针的值确定执行的指令，如是亮灯程序，它读入系统的环境变量去输入各个通道的光强。
本发明采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：
由上述技术方案可知，本发明提供的这种环境友好型智能植物灯及其实现方法，人体移动传感器检测监测区域内是否有人活动，光线传感器检测监测区域内的光线强度，控制器根据人体移动传感器和光线传感器的输出信号，在白天无人时对监测区域内的植物补光，在白天有人时不对植物补光，在光线高于预设值后，不论是否有人活动，都不再补光，以避免光线对人的不良影响。相比现有技术，能够解决植物照明光源带给使用者的视觉、睡眠或其它不良影响；能够解决室内植物补光问题，使植物在室内长时间健康生长，减少缺乏光照死亡的可能性；能够解决需要被照射的植物多而灯少(或不能安装过多)的问题；能够协调人与植物对光喜好不同的矛盾，实现植物与环境的和谐相处。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的一种智能植物灯的原理框图；
图2为本发明一实施例提供的智能植物灯的LED驱动电路的电路原理图；
图3为图2中LED驱动电路的过流保护电路的电路原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
参见图1，本发明一实施例提供的一种环境友好型智能植物灯，包括：人体移动传感器1、光线传感器2、第一调理电路3、第二调理电路4、控制器5、LED驱动电路6、LED照明灯7及与所述控制器5连接的EEPROM存储器8，其中，
所述第一调理电路3的输入端与所述人体移动传感器1连接，输出端与所述控制器5连接；所述第二调理电路4的输入端与所述光线传感器2连接，输出端与所述控制器5连接；所述LED驱动电路6的输入端与所述控制器5连接，输出端与所述LED照明灯7连接；
所述LED驱动电路6包括多个LED驱动子电路和多个LED照明灯7，每个LED驱动子电路的输出端连接一个所述LED照明灯7；
所述人体移动传感器1用于检测监测区域内是否有人活动，所述光线传感器2用于检测监测区域内的光线强度，所述控制器5用于根据所述人体移动传感器1和光线传感器2的输出信号，在白天无人时对监测区域内的植物补光，在白天有人时不对植物补光，在光线高于预设值后，不论是否有人活动，都不再补光，以避免光线对人的不良影响。
可以理解的是，第一调理电路用于将人体移动传感器输出的模拟信号变换为控制器可以识别的数字信号；第二调理电路用于将光线传感器输出的模拟信号变换为控制器可以识别的数字信号。
可以理解的是，由于LED植物照明灯会带给使用者的视觉、睡眠或其它不良影响，因此设置人体移动传感器，若监测区域内有人且光线传感器检测到监测区域的实际亮度值高于阈值，控制器向LED驱动电路发送驱动指令，以控制LED照明灯关闭。若监测区域内无人且光线传感器检测到监测区域的实际亮度值低于阈值，控制器向LED驱动电路发送驱动指令，以控制监测区域的LED照明灯亮起。其中，所述阈值和预设亮度值皆根据生长在植物生长室或植物生长棚内的植物所需光照历史经验值及实验值进行确定。
由上述技术方案可知，本发明提供的这种环境友好型智能植物灯，人体移动传感器检测监测区域内是否有人活动，光线传感器检测监测区域内的光线强度，控制器根据人体移动传感器和光线传感器的输出信号，在白天无人时对监测区域内的植物补光，在白天有人时不对植物补光，在光线高于预设值后，不论是否有人活动，都不再补光，以避免光线对人的不良影响。相比现有技术，能够解决植物照明光源带给使用者的视觉、睡眠或其它不良影响；能够解决室内植物补光问题，使植物在室内长时间健康生长，减少缺乏光照死亡的可能性；能够解决需要被照射的植物多而灯少(或不能安装过多)的问题；能够协调人与植物对光喜好不同的矛盾，实现植物与环境的和谐相处。
优选地，所述光线传感器通过内部设置的光敏电阻与检测电路探测监测区域环境光线强度；所述人体移动传感器为热释红外传感器或微波探测器。
优选地，所述控制器通过混合两种以上波长的光波，为室内的植物提供光照条件，以配合温度、水分、气体、肥料使植物能像在室外环境一样成长。
优选地，所述LED照明灯为照射方向可调的象鼻灯和/或轨道灯，所述LED照明灯包括红光LED照明灯、蓝光LED照明灯和白光LED照明灯。
需要说明的是，LED照明灯的数量根据用户需要或植物生长室或植物生长棚的形状及面积进行确定，以确保LED照明灯的光照区域能覆盖到所有待监测植物。
许多研究表明，植物光合器官的发育长期受光调控，红光对光合器官的正常发育至关重要，它可通过抑制光合产物从叶中输出来增加叶片的淀粉积累；蓝光则调控着叶绿素形成、气孔开启以及光合节律等生理过程。不同光质的光能调节光合作用不同类型叶绿素蛋白质的形成以及光系统之间的电子传递。
优选地，所述环境友好型智能植物灯，还包括与所述控制器5连接的通讯接口电路和无线通讯模块，所述通讯接口电路包括RS232通讯接口电路、USB通讯接口电路和/或RS485通讯接口电路；所述无线通讯模块还与一智能终端无线连接，所述智能终端设置在智能移动设备中。
可以理解的是，通讯接口电路的设置可以使本发明提供的这种智能植物灯与上位机、外接电脑连接，从而实现用户通过上位机或外接电脑对本发明提供的这种智能植物灯进行控制参数设定及数据交互。
可以理解的是，通过安装在智能移动设备中的智能终端，可以实现对本发明提供的这种智能植物灯的远程控制，更加方便用户对光照环境进行管理。
优选地，所述环境友好型智能植物灯，还包括电源管理电路，所述电源管理电路包括依次连接的交流直流电压转换电路和降压电路，其中，所述交流直流电压转换电路的输出端还与LED驱动电路6的供电端连接；所述降压电路的输出端分别与所述通讯接口电路和控制器5的供电端连接；
所述交流直流电压转换电路用于将220V或110V市电转换为48V直流电，所述降压电路用于将所述48V直流电转换为5V直流电输出给所述通讯接口电路，将所述48V直流电转换为3.3V直流电输出给所述控制器5。
参见图2，优选地，所述控制器5选用型号为STM32F030C8T6的单片机；所述LED驱动电路6包括：NPN型三极管Q1、Q2、Q3、Q8、Q11，PNP型三极管Q4、Q7，N沟道场效应管Q19，肖特基二极管D21和D22，其中，
所述Q1的基极通过串联的电阻R62和R38与所述控制器的Overcurrent_EXTI_A端连接，同时与一过流保护电路的输出端连接；Q1的集电极通过电阻R71外接5V直流电，同时通过电阻R64与Q3的发射极连接；Q1的发射极与Q2的集电极连接；Q2的基极与控制器的PWM_A引脚连接，发射极接地；Q3的集电极与Q7的基极连接，Q3的基极与Q4的基极连接后外接5V直流电，同时通过电阻R78接地；Q4的发射极与Q3的发射极连接，Q4的集电极与Q8的基极连接；Q8的发射极接地，集电极与Q7的集电极连接；Q7的发射极外接12V直流电；Q11的集电极外接5V直流电，发射极接地，Q11的基极通过串联的电阻R85和R86与Q7的集电极连接，通过电阻R85与Q19的栅极连接；Q19的源极通过电阻R96接地，Q19的漏极通过电感L2外接LED照明灯，同时与并联的肖特基二极管D21和D22的阳极连接；并联的肖特基二极管D21和D22的阴极外接48V直流电，同时通过电容C48接地。
参见图3，优选地，所述过流保护电路包括：电阻R89、R82、R81、R69、R66、R68、电容C42，比较器U10A和U9A，其中，
所述电阻R89并联在电阻R96的两端，并联后的电路一端通过电阻R82与电容C42的一个电极板连接，另一端通过电阻R81与电容C42的另一个电极板连接；电容C42的一个电极板还与比较器U10A的正相输入端连接，另一个电极板与比较器U10A的反相输入端连接，同时还通过电阻R69接地；电阻R66的一端与比较器U10A的正相输入端连接，另一端接地；电阻R68的一端与比较器U10A的反相输入端连接，另一端通过电阻R70与控制器的ADC_I_A端连接，同时还通过电阻R70和电容C32接地；比较器U10A的输出端与比较器U9A的反相输入端连接，比较器U9A的正相输入端通过电阻R49外接5V直流电，通过电阻R46接地，通过电容C38接地；比较器U9A的输出端通过电阻R38与控制器的Overcurrent_EXTI_A端连接，同时通过电阻R60外接3.3V直流电。
另外，本发明还提出了一种环境友好型智能植物灯实现方法，应用于上述的环境友好型智能植物灯中，包括：
步骤S1、上电后对控制器的寄存器进行配置，设置系统变量和补光策略；
步骤S2、判断变更标志位是否设立，若是，根据状态选择策略，根据策略控制各路LED驱动电路；否则，判断通讯接收完成标志位是否设立；
步骤S3、若通讯接收完成标志位设立，判断配置信息是否需要更新；若通讯接收完成标志位未设立，返回步骤S2；
步骤S4、若配置信息需要更新，先读写EEPROM存储器，更新系统变量、补光策略，然后处理通讯数据，写通讯缓冲区，指定数据发送状态；若配置信息不需要更新，直接处理通讯数据，写通讯缓冲区，指定数据发送状态；
步骤S5、复位变更标志位和通讯接收完成标志位；
其中，所述变更标志位通过人体移动传感器和光线传感器获取的人体移动及环境光线信息进行设立；所述通讯接收完成标志位通过通讯接口电路获取外部指令，交互数据进行设立。
优选地，所述补光策略为：
根据人体移动传感器输出的信号，判断监测区域内是否有人；同时根据光线传感器输出的信号，判断监测区域光线强度；
设定一个2x2的二维数组，4个数组变量分别对应光、人状态的组合，这4个变量的值有两个，一个为灭灯程序的地址，另一个为亮灯程序的地址；当输入确定后，数组变量的值也确定了，这个值被赋于指向程序的指针，控制器根据指针的值确定执行的指令，如是亮灯程序，它读入系统的环境变量去输入各个通道的光强。
具体来说，外部输入的环境条件有两种：光线的亮度值、是否有人，两种条件共有4种组合，每种组合对对应两种共同的结果：亮灯或是灭灯。在程序上电配置或通过通讯配置时，要为这4种组合指定确定的工作方式：亮灯或灭灯。
如果根据当前光环境条件与当前配置，选择灭灯，则直接关闭LED的驱动电路输出；如选择亮灯，则需要确定：如何亮？每个通道的输出是多少(要调光质与光强)，而每个通道的输出量是根据事先的配置与当前的光环境来写到环境变量中的，亮灯程序读取环境变量，从而确定每个通道的输出，光质与光强出得到确定。
可以设定一个2x2的二维数组，4个数组变量分别对应光、人状态的组合，这4个变量的值有两个，一个为灭灯程序的地址，另一个为亮灯程序的地址。当输入确定后，数组变量的值也确定了，这个值被赋于指向程序的指针，控制器根据指针的值确定执行的指令，如是亮灯程序，它读入系统的环境变量去输入各个通道的光强。
策略的指定，可以是程序是默认的，可以是通过通讯手段来配置的。这里指的通讯手段，可以是目前能用的任何通讯方式。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

Claims (9)

1.一种环境友好型智能植物灯，其特征在于，包括：人体移动传感器、光线传感器、第一调理电路、第二调理电路、控制器、LED驱动电路、LED照明灯及与所述控制器连接的EEPROM存储器，其中，
所述第一调理电路的输入端与所述人体移动传感器连接，输出端与所述控制器连接；所述第二调理电路的输入端与所述光线传感器连接，输出端与所述控制器连接；所述LED驱动电路的输入端与所述控制器连接，输出端与所述LED照明灯连接；
所述LED驱动电路包括多个LED驱动子电路和多个LED照明灯，每个LED驱动子电路的输出端连接一个所述LED照明灯；
所述人体移动传感器用于检测监测区域内是否有人活动，所述光线传感器用于检测监测区域内的光线强度，所述控制器用于根据所述人体移动传感器和光线传感器的输出信号，在白天无人时对监测区域内的植物补光，在白天有人时不对植物补光，在光线高于预设值后，不论是否有人活动，都不再补光，以避免光线对人的不良影响；
所述控制器选用型号为STM32F030C8T6的单片机；所述LED驱动电路包括：NPN型三极管Q1、Q2、Q3、Q8、Q11，PNP型三极管Q4、Q7，N沟道场效应管Q19，肖特基二极管D21和D22，其中，
所述Q1的基极通过串联的电阻R62和R38与所述控制器的Overcurrent_EXTI_A端连接，同时与一过流保护电路的输出端连接；Q1的集电极通过电阻R71外接5V直流电，同时通过电阻R64与Q3的发射极连接；Q1的发射极与Q2的集电极连接；Q2的基极与控制器的PWM_A引脚连接，发射极接地；Q3的集电极与Q7的基极连接，Q3的基极与Q4的基极连接后外接5V直流电，同时通过电阻R78接地；Q4的发射极与Q3的发射极连接，Q4的集电极与Q8的基极连接；Q8的发射极接地，集电极与Q7的集电极连接；Q7的发射极外接12V直流电；Q11的集电极外接5V直流电，发射极接地，Q11的基极通过串联的电阻R85和R86与Q7的集电极连接，通过电阻R85与Q19的栅极连接；Q19的源极通过电阻R96接地，Q19的漏极通过电感L2外接LED照明灯，同时与并联的肖特基二极管D21和D22的阳极连接；并联的肖特基二极管D21和D22的阴极外接48V直流电，同时通过电容C48接地。
2.根据权利要求1所述的环境友好型智能植物灯，其特征在于，所述光线传感器通过内部设置的光敏电阻与检测电路探测监测区域环境光线强度；所述人体移动传感器为热释红外传感器或微波探测器。
3.根据权利要求1所述的环境友好型智能植物灯，其特征在于，所述控制器通过混合两种以上波长的光波，为室内的植物提供光照条件，以配合温度、水分、气体、肥料使植物能像在室外环境一样成长。
4.根据权利要求1所述的环境友好型智能植物灯，其特征在于，所述LED照明灯为照射方向可调的象鼻灯和/或轨道灯，所述LED照明灯包括红光LED照明灯、蓝光LED照明灯和白光LED照明灯。
5.根据权利要求1所述的环境友好型智能植物灯，其特征在于，还包括与所述控制器连接的通讯接口电路和无线通讯模块，所述通讯接口电路包括RS232通讯接口电路、USB通讯接口电路和/或RS485通讯接口电路；所述无线通讯模块还与一智能终端无线连接，所述智能终端设置在智能移动设备中。
6.根据权利要求5所述的环境友好型智能植物灯，其特征在于，还包括电源管理电路，所述电源管理电路包括依次连接的交流直流电压转换电路和降压电路，其中，所述交流直流电压转换电路的输出端还与LED驱动电路的供电端连接；所述降压电路的输出端分别与所述通讯接口电路和控制器的供电端连接；
所述交流直流电压转换电路用于将220V或110V市电转换为48V直流电，所述降压电路用于将所述48V直流电转换为5V直流电输出给所述通讯接口电路，将所述48V直流电转换为3.3V直流电输出给所述控制器。
7.根据权利要求1所述的环境友好型智能植物灯，其特征在于，所述过流保护电路包括：电阻R89、R82、R81、R69、R66、R68、电容C42，比较器U10A和U9A，其中，
所述电阻R89并联在电阻R96的两端，并联后的电路一端通过电阻R82与电容C42的一个电极板连接，另一端通过电阻R81与电容C42的另一个电极板连接；电容C42的一个电极板还与比较器U10A的正相输入端连接，另一个电极板与比较器U10A的反相输入端连接，同时还通过电阻R69接地；电阻R66的一端与比较器U10A的正相输入端连接，另一端接地；电阻R68的一端与比较器U10A的反相输入端连接，另一端通过电阻R70与控制器的ADC_I_A端连接，同时还通过电阻R70和电容C32接地；比较器U10A的输出端与比较器U9A的反相输入端连接，比较器U9A的正相输入端通过电阻R49外接5V直流电，通过电阻R46接地，通过电容C38接地；比较器U9A的输出端通过电阻R38与控制器的Overcurrent_EXTI_A端连接，同时通过电阻R60外接3.3V直流电。
8.一种环境友好型智能植物灯实现方法，应用于上述权利要求1～7任一项所述的环境友好型智能植物灯中，其特征在于，包括：
步骤S1、上电后对控制器的寄存器进行配置，设置系统变量和补光策略；
步骤S2、判断变更标志位是否设立，若是，根据状态选择策略，根据策略控制各路LED驱动电路；否则，判断通讯接收完成标志位是否设立；
步骤S3、若通讯接收完成标志位设立，判断配置信息是否需要更新；若通讯接收完成标志位未设立，返回步骤S2；
步骤S4、若配置信息需要更新，先读写EEPROM存储器，更新系统变量、补光策略，然后处理通讯数据，写通讯缓冲区，指定数据发送状态；若配置信息不需要更新，直接处理通讯数据，写通讯缓冲区，指定数据发送状态；
步骤S5、复位变更标志位和通讯接收完成标志位；
其中，所述变更标志位通过人体移动传感器和光线传感器获取的人体移动及环境光线信息进行设立；所述通讯接收完成标志位通过通讯接口电路获取外部指令，交互数据进行设立。
9.根据权利要求8所述的环境友好型智能植物灯实现方法，其特征在于，所述补光策略为：
根据人体移动传感器输出的信号，判断监测区域内是否有人；同时根据光线传感器输出的信号，判断监测区域光线强度；
设定一个2x2的二维数组，4个数组变量分别对应光、人状态的组合，这4个变量的值有两个，一个为灭灯程序的地址，另一个为亮灯程序的地址；当输入确定后，数组变量的值也确定了，这个值被赋于指向程序的指针，控制器根据指针的值确定执行的指令，如是亮灯程序，它读入系统的环境变量去输入各个通道的光强。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107990275A (zh) * 2017-11-21 2018-05-04 中国计量大学 一种照度均匀的曲面led植物照明灯

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3435423A (en) * 1966-09-01 1969-03-25 Gen Precision Systems Inc Data processing system
CN101808500A (zh) * 2007-07-17 2010-08-18 松下电工株式会社 植物病害防治用照明装置
CN101854761A (zh) * 2010-02-03 2010-10-06 杭州汉徽光电科技有限公司 一种组态化植物生长led光源控制系统
CN102917493A (zh) * 2012-09-29 2013-02-06 杭州汉徽光电科技有限公司 用于植物生长的智能半导体光照系统及其光谱调制方法
CN204647973U (zh) * 2015-03-25 2015-09-16 苏州镭旭光电科技有限公司 一种led植物补光灯
CN105050285A (zh) * 2015-08-14 2015-11-11 宁波晶辉光电有限公司 一种植物灯照明系统
CN204901478U (zh) * 2015-06-12 2015-12-23 袁想平 一种用于植物生长的光照系统
CN106211520A (zh) * 2016-08-31 2016-12-07 广州星辰热能股份有限公司 一种智能节能照明装置及其控制方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3435423A (en) * 1966-09-01 1969-03-25 Gen Precision Systems Inc Data processing system
CN101808500A (zh) * 2007-07-17 2010-08-18 松下电工株式会社 植物病害防治用照明装置
CN101854761A (zh) * 2010-02-03 2010-10-06 杭州汉徽光电科技有限公司 一种组态化植物生长led光源控制系统
CN102917493A (zh) * 2012-09-29 2013-02-06 杭州汉徽光电科技有限公司 用于植物生长的智能半导体光照系统及其光谱调制方法
CN204647973U (zh) * 2015-03-25 2015-09-16 苏州镭旭光电科技有限公司 一种led植物补光灯
CN204901478U (zh) * 2015-06-12 2015-12-23 袁想平 一种用于植物生长的光照系统
CN105050285A (zh) * 2015-08-14 2015-11-11 宁波晶辉光电有限公司 一种植物灯照明系统
CN106211520A (zh) * 2016-08-31 2016-12-07 广州星辰热能股份有限公司 一种智能节能照明装置及其控制方法

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