CN210776252U - 一种智能温室升降补光控制系统 - Google Patents
一种智能温室升降补光控制系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN210776252U CN210776252U CN201921739796.7U CN201921739796U CN210776252U CN 210776252 U CN210776252 U CN 210776252U CN 201921739796 U CN201921739796 U CN 201921739796U CN 210776252 U CN210776252 U CN 210776252U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- unit
- light
- light supplement
- illumination intensity
- equipment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
- Y02P60/14—Measures for saving energy, e.g. in green houses
Landscapes
- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
Abstract
本实用新型提出了一种智能温室升降补光控制系统，包括：单片机、光照强度采集单元、信号调理单元、测距单元、电平转换单元、电机驱动单元、管状电机、传动机构、补光设备、补光控制单元、人机交互单元、数据通讯单元、远程终端。单片机通过光照强度采集单元中光照强度与最小光照阈值、最大光照阈值的比较，以控制补光控制单元实现补光设备的自动启停控制；通过测距单元采集的补光设备相对作物高度，以控制电机驱动单元，进一步通过管状电机、传动机构实现了补光设备的高度自动调节。本实用新型根据用户预置的最小和最大光照强度阈值自动控制补光设备的启动/停止，并根据用户预置的相对作物高度自适应的将补光设备调整到作物上方要求的高度。
Description
技术领域
本实用新型涉及温室补光设备控制技术领域，尤其涉及一种智能温室升降补光控制系统。
背景技术
光合作用是植物利用太阳的光能，同化二氧化碳和水制造有机物质并释放氧气的过程。光合作用是植物体内最重要的生命活动过程，是植物合成其结构物质和维持其生命活动的能量物质的根本来源。影响植物光合作用的外界因素主要包括光照、二氧化碳、温度、湿度、水肥等。近年来，在设施园艺领域，许多二氧化碳、温度、湿度、水肥的调控技术已经应用到了实际生产中，而对于光环境的调控技术还未得到大规模应用。太阳光利用型温室是我国设施园艺的主要形式，主要包括塑料大棚、日光温室、连栋温室，我国超过95％的温室采用塑料作为覆盖材料，塑料材料的透光率在50％至70％，当塑料外部存在灰层和内部出现结露时，其透光率会更低。另外，太阳光受自然气候的影响，在时间和空间的分布上具有不规则性，太阳光利用型温室的光照条件达不到果菜类和花菜类作物的最佳光需求，而太阳光和人工光并用型温室能够改善作物品质，提升产量。温室内不同作物处于不同的生长阶段，冠层形态不同，为了达到最佳的光能利用率，人工光源的安装高度也不尽相同。升降式补光设备可以针对不同作物或同种作物不同生长阶段调节补光灯的高度，然而，现有升降式补光设备只能通过用户手动按下开关按钮的方式进行补光设备高度调节和启动/停止操作。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种智能温室升降补光控制系统。
本实用新型采用如下技术方案实现：
一种智能温室升降补光控制系统，其特征在于，包括：单片机、光照强度采集单元、信号调理单元、测距单元、电平转换单元、电机驱动单元、管状电机、传动机构、补光设备、补光控制单元、人机交互单元、数据通讯单元、远程终端；
所述单片机分别与所述的信号调理单元、电平转换单元、电机驱动单元、补光控制单元、人机交互单元、数据通讯单元依次通过有线方式连接；所述光照强度采集单元与所述信号调理单元通过有线方式连接；所述测距单元与所述电平转换单元通过有线连接；所述电机驱动单元与所述管状电机通过有线方式连接；所述的管状电机、传动机构、补光设备依次通过有线方式连接；所述补光控制单元与所述补光设备通过有线方式连接；所述数据通讯单元与所述远程终端通过无线方式连接；
作为优选，所述光照强度采集单元用于采集原始光照强度，并将光照强度传输至所述信号调理单元；
作为优选，所述测距单元用于采集原始补光设备相对作物高度，并将补光设备相对作物高度传输至所述电平转换单元；
作为优选，所述信号调理单元用于将光照强度采集单元的电流信号转换为电压信号，以得到光照强度，并传输至所述单片机；
作为优选，所述电平转换单元用于将测距的RS232电平转换为TTL电平，并将补光设备相对作物高度传输至所述单片机；
作为优选，所述单片机用于在光照强度低于最小光照强度阈值时向所述补光控制单元输出补光设备启动状态，用于在光照强度高于最大光照强度阈值时向所述补光控制单元输出补光设备停止状态，用于通过用户输入的补光设备相对作物高度、所述电平转换单元传输的补光设备相对作物高度产生电机控制信号以控制所述电机驱动单元，用于将光照强度、补光设备相对作物高度、补光设备启动/停止状态传输至所述人机交互单元；
作为优选，所述电机驱动单元用于根据电机控制信号产生驱动电机控制信号，用于控制所述管状电机；
作为优选，所述管状电机根据驱动电机控制信号运转，带动所述传动机构运转，从而调节所述补光设备的高度；
作为优选，所述补光控制单元若收到补光设备启动状态则控制所述补光设备开启，所述补光控制单元若收到补光设备停止状态则控制所述补光设备关停；
作为优选，所述人机交互单元用于接收用户输入的补光设备相对作物高度，并用于显示光照强度、补光设备相对作物高度、补光设备启动/停止状态；
作为优选，所述数据通讯单元用于将光照强度、补光设备相对作物高度、补光设备启动/停止状态无线传输至所述远程终端；
因此，本实用新型具有如下优点：
本实用新型可以根据用户预置的最小和最大光照强度阈值自动控制补光设备的启动/停止，并根据用户预置的相对作物高度自适应的将补光设备调整到作物上方要求的高度。
附图说明
图1：是本实用新型的系统结构框图。
图2：是本实用新型的一种实施例的结构示意图。
图3：是本实用新型实施例的光照强度采集单元电路原理图。
图4：是本实用新型实施例的电机驱动单元电路原理图。
图5：是本实用新型实施例的补光控制单元电路原理图
图6：是本实用新型实施例的工作过程流程图。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
参见图1以及图2，一种智能温室升降补光控制系统，其特征在于，包括：单片机、光照强度采集单元、信号调理单元、测距单元、电平转换单元、电机驱动单元、管状电机、传动机构、补光设备、补光控制单元、人机交互单元、数据通讯单元、远程终端；
所述单片机分别与所述的信号调理单元、电平转换单元、电机驱动单元、补光控制单元、人机交互单元、数据通讯单元依次通过有线方式连接；所述光照强度采集单元与所述信号调理单元通过有线方式连接；所述测距单元与所述电平转换单元通过有线连接；所述电机驱动单元与所述管状电机通过有线方式连接；所述的管状电机、传动机构、补光设备依次通过有线方式连接；所述补光控制单元与所述补光设备通过有线方式连接；所述数据通讯单元与所述远程终端通过无线方式连接；
所述光照强度采集单元用于采集光照强度，并将光照强度传输至所述信号调理单元；
所述测距单元用于采集补光设备相对作物高度，并将补光设备相对作物高度传输至所述电平转换单元；
所述信号调理单元用于将光照强度采集单元的电流信号转换为电压信号，并传输至所述单片机；
所述电平转换单元用于将测距的RS232电平转换为TTL电平，并传输至所述单片机；
所述单片机用于在光照强度低于最小光照强度阈值时向所述补光控制单元输出补光设备启动状态，用于在光照强度高于最大光照强度阈值时向所述补光控制单元输出补光设备停止状态，用于通过用户输入的补光设备相对作物高度、所述电平转换单元传输的补光设备相对作物高度产生电机控制信号以控制所述电机驱动单元，用于将光照强度、补光设备相对作物高度、补光设备启动/停止状态传输至所述人机交互单元；
所述管状电机根据驱动电机控制信号运转，带动所述传动机构运转，从而调节所述补光设备的高度；
所述补光控制单元若收到补光设备启动状态则控制所述补光设备开启，所述补光控制单元若收到补光设备停止状态则控制所述补光设备关停；
所述人机交互单元用于接收用户输入的补光设备相对作物高度，并用于显示光照强度、补光设备相对作物高度、补光设备启动/停止状态；
所述数据通讯单元用于将光照强度、补光设备相对作物高度、补光设备启动/停止状态无线传输至所述远程终端；
所述光照强度采集单元采用HSTL-GZDXS传感器；
所述信号调理单元可采用LM2902型运算放大器实现，将光照传感器输出的4-20mA电流信号转换为0.6-3V的电压信号；
所述测距单元采用TFminiPlus激光雷达传感器；
所述电平转换单元采用MAX3232实现；
所述单片机采用基于ARM Cortex-M内核STM32F103VET6微控制器；
所述电机驱动单元采用SRD-05VDC-SL-C实现；
所述管状电机采用DM45S-20/15标准型管状电机；
所述传动机构采用绕线盘和钢丝绳实现；
所述补光设备采用LED人工光源，其具体光谱配比根据作物选择；
所述补光控制单元采用SRD-05VDC-SL-C实现；
所述人机交互单元采用SDWa043S03型触摸显示屏；
所述数据通讯单元采用USR-LTE-7S4；
所述远程终端采用智能手机；
所述光照强度采集单元通过所述信号调理单元与所述单片机的ADC接口连接；所述测距单元通过所述电平转换单元与所述单片机的USART接口连接；所述升降控制单元与所述单片机的GPIO接口连接；所述补光控制单元与所述单片机的GPIO接口连接；所述人机交互单元与所述单片机的RS232接口连接；所述数据通讯单元与所述单片机的USART接口连接；
所述信号调理单元的电路参见图3，光照强度传感器输出信号为4-20mA电流，R36将该信号转换为0.6-3V电压信号，运算放大器LM2902构成电压跟随器，提高输入阻抗。R34和C20构成一阶低通滤波器，截止频率为159kHz，ADC_7接入单片机STM32F103VET6的ADC。磁珠FB1和电容C18对电源的高频噪声进行滤除。
所述电机驱动单元的电路参见图4，所述电机驱动单元的控制对象为所述管状电机。采用SRD-05VDC-SL-C型继电器实现管状电机的正反转控制。当Elevator_On_Off_1和Elevator_Up_Down_1分别为高电平和低电平时，所述管状电机通过所述传动机构带动所述补光设备下降；当Elevator_On_Off_1和Elevator_Up_Down_1全为高电平时，所述管状电机通过所述传动机构带动所述补光设备上升；当Elevator_On_Off_1为低电平时，无论Elevator_Up_Down_1电平高低，所述管状电机停止，所述补光设备也停止升降。
所述补光控制单元的电路参见图5，所述补光控制电路采用SRD-05VDC-SL-C型继电器实现所述补光设备的启动/停止。Live和Neutral分别为输入交流电火线和零线，L_Light_1为所述补光设备的电源。STM32F103VET6当Light_On_Off_1为高电平时，三极管导通，继电器线圈通电，L_Light_1与Live接通，所述补光设备开启；当Light_On_Off_1为低电平时，三极管截止，继电器线圈断电，L_Light_1与Live断开，所述补光设备停止。
所述人机交互单元采用SDWa043S03型触摸显示屏，用于接收用户输入的补光设备相对作物高度，并用于显示光照强度、补光设备相对作物高度、补光设备启动/停止状态。
所述数据通讯单元通过USART与所述单片机连接，所述远程终端用于接收用户通过所述远程终端输入的所述补光设备相对作物高度，并用于传输光照强度、补光设备相对作物高度、补光设备启动/停止状态到远程终端。
本实施例的工作过程如下，参见图6，系统上电后，首先对所述单片机外设和数据进行初始化，然后在主循环中检测所述人机交互单元和所述数据通讯单元是否接收到用户设置的作物相对高度和光照强度阈值。并且，每间隔1S，读取并显示光照强度和相对作物高度。此后，若光照强度低于最小光照强度阈值时，所述补光设备启动，并且所述管状电机带动所述补光设备下降至用户预置的相对作物高度区域；若光照强度高于最大光照强度阈值时，所述补光设备停止状，并且所述管状电机带动所述补光设备上升至顶部。
下面结合图1至图6介绍本实用新型的具体实施方式为：
用户通过所述人机交互单元输入补光设备相对作物高度，所述人机交互单元显示用户输入的补光设备相对作物高度，并显示光照强度、补光设备相对作物高度、补光设备启动/停止状态；所述光照强度采集单元采集原始光照强度，并将原始光照强度通过所述信号调理单元进行电压转换得到光照强度，并传输至所述单片机；所述测距单元采集原始补光设备相对作物高度，并将原始补光设备相对作物高度通过所述电平转换单元得到光设备相对作物高度，并传输至所述单片机；所述单片机在光照强度低于最小光照强度阈值时向所述补光控制单元输出补光设备启动状态，在光照强度高于最大光照强度阈值时向所述补光控制单元输出补光设备停止状态，通过用户输入的补光设备相对作物高度、所述测距单元采集到的补光设备相对作物高度产生电机控制信号以控制所述电机驱动单元，将光照强度、补光设备相对作物高度、补光设备启动/停止状态传输至所述人机交互单元；所述电机驱动单元根据电机控制信号产生驱动电机控制信号，用于控制所述管状电机；所述管状电机根据驱动电机控制信号运转，带动所述传动机构运转，从而调节所述补光设备的高度；所述补光控制单元若收到补光设备启动状态则控制所述补光设备开启，所述补光控制单元若收到补光设备停止状态则控制所述补光设备关停；所述数据通讯单元将光照强度、补光设备相对作物高度、补光设备启动/停止状态无线传输至所述远程终端。
尽管本说明书较多地使用了单片机、光照强度采集单元、信号调理单元、测距单元、电平转转单元、电机驱动单元、管状电机、传动机构、补光设备、补光控制单元、人机交互单元、数据通讯单元、远程终端等术语，但并不排除使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便的描述本实用新型的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本实用新型专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本实用新型的保护范围之内，本实用新型的请求保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种智能温室升降补光控制系统，其特征在于，包括：单片机、光照强度采集单元、信号调理单元、测距单元、电平转换单元、电机驱动单元、管状电机、传动机构、补光设备、补光控制单元、人机交互单元、数据通讯单元、远程终端；
所述单片机分别与所述的信号调理单元、电平转换单元、电机驱动单元、补光控制单元、人机交互单元、数据通讯单元依次通过有线方式连接；所述光照强度采集单元与所述信号调理单元通过有线方式连接；所述测距单元与所述电平转换单元通过有线连接；所述电机驱动单元与所述管状电机通过有线方式连接；所述的管状电机、传动机构、补光设备依次通过有线方式连接；所述补光控制单元与所述补光设备通过有线方式连接；所述数据通讯单元与所述远程终端通过无线方式连接。
2.根据权利要求1所述的智能温室升降补光控制系统，其特征在于：所述光照强度采集单元用于采集原始光照强度，并将光照强度传输至所述信号调理单元；所述信号调理单元用于将光照强度采集单元的电流信号转换为电压信号，以得到光照强度，并传输至所述单片机。
3.根据权利要求1所述的智能温室升降补光控制系统，其特征在于：所述测距单元用于采集原始补光设备相对作物高度，并将补光设备相对作物高度传输至所述电平转换单元；所述电平转换单元用于将测距的RS232电平转换为TTL电平，并将补光设备相对作物高度传输至所述单片机。
4.根据权利要求1所述的智能温室升降补光控制系统，其特征在于：所述单片机用于在光照强度低于最小光照强度阈值时向所述补光控制单元输出补光设备启动状态，用于在光照强度高于最大光照强度阈值时向所述补光控制单元输出补光设备停止状态，用于通过用户输入的补光设备相对作物高度、所述电平转换单元传输的补光设备相对作物高度产生电机控制信号以控制所述电机驱动单元，用于将光照强度、补光设备相对作物高度、补光设备启动/停止状态传输至所述人机交互单元。
5.根据权利要求1所述的智能温室升降补光控制系统，其特征在于：所述电机驱动单元用于根据电机控制信号产生驱动电机控制信号，用于控制所述管状电机。
6.根据权利要求1所述的智能温室升降补光控制系统，其特征在于：所述管状电机根据驱动电机控制信号运转，带动所述传动机构运转，从而调节所述补光设备的高度。
7.根据权利要求1所述的智能温室升降补光控制系统，其特征在于：所述补光控制单元若收到补光设备启动状态则控制所述补光设备开启，所述补光控制单元若收到补光设备停止状态则控制所述补光设备关停。
8.根据权利要求1所述的智能温室升降补光控制系统，其特征在于：所述人机交互单元用于接收用户输入的补光设备相对作物高度，并用于显示光照强度、补光设备相对作物高度、补光设备启动/停止状态。
9.根据权利要求1所述的智能温室升降补光控制系统，其特征在于：所述数据通讯单元用于将光照强度、补光设备相对作物高度、补光设备启动/停止状态无线传输至所述远程终端。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201921739796.7U CN210776252U (zh) | 2019-10-17 | 2019-10-17 | 一种智能温室升降补光控制系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201921739796.7U CN210776252U (zh) | 2019-10-17 | 2019-10-17 | 一种智能温室升降补光控制系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN210776252U true CN210776252U (zh) | 2020-06-16 |
Family
ID=71046698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201921739796.7U Active CN210776252U (zh) | 2019-10-17 | 2019-10-17 | 一种智能温室升降补光控制系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN210776252U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114402838A (zh) * | 2022-01-21 | 2022-04-29 | 沈阳农业大学 | 一种温室补光智能调节系统 |
-
2019
- 2019-10-17 CN CN201921739796.7U patent/CN210776252U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114402838A (zh) * | 2022-01-21 | 2022-04-29 | 沈阳农业大学 | 一种温室补光智能调节系统 |
| CN114402838B (zh) * | 2022-01-21 | 2023-01-20 | 沈阳农业大学 | 一种温室补光智能调节系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN205693930U (zh) | 一种智能调光led植物灯驱动系统 | |
| CN105746202A (zh) | 基于pc/移动端远程控制的led植物照明系统及方法 | |
| CN104267699A (zh) | 一种基于物联网技术的农业大棚智能控制装置及其工作方法 | |
| CN104582151A (zh) | 一种led植物生长灯智能控制系统 | |
| CN203279315U (zh) | 具有照明和植物生长补光功能的半导体光源 | |
| CN211607483U (zh) | 一种基于太阳能的种植大棚智能补光系统 | |
| KR101451701B1 (ko) | 광 병용형 식물 재배 시스템 | |
| CN210776252U (zh) | 一种智能温室升降补光控制系统 | |
| CN205596672U (zh) | 植物生长灯控制系统 | |
| CN204442784U (zh) | 补光参数可调式红蓝led植物补光系统 | |
| CN207234997U (zh) | 一种智能遥控温室信息采集车 | |
| CN203703663U (zh) | 植物补光led灯泡 | |
| KR101394486B1 (ko) | 식물 조명용 광조사장치 | |
| CN103557480A (zh) | 一种植物生长灯具 | |
| KR101335205B1 (ko) | 무인 식물관리장치 | |
| CN210441176U (zh) | 一种温室大棚补光灯自动升降系统 | |
| CN107926340A (zh) | 一种能调整光照高度的植物生长机 | |
| CN102411388B (zh) | 温室大棚内二氧化碳浓度的精准调控系统及方法 | |
| CN211267788U (zh) | 一种智能温室大棚补光系统 | |
| CN203880484U (zh) | 亮度可调的红蓝远红三色红外遥控led组合补光灯带 | |
| CN206906863U (zh) | 新型物联网蔬菜工厂系统 | |
| CN207531418U (zh) | 一种基于频闪的植物生长照明装置 | |
| CN214338811U (zh) | 一种单片机控制的智能养花系统 | |
| CN212812928U (zh) | 一种高度可调节的景观监测装置 | |
| KR102446011B1 (ko) | 식물 성장 촉진 및 성장 관리가 가능한 led 조명 시스템 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |