一种温室补光电子镇流器APP智能控制系统的制作方法

本发明涉及一种温室补光电子镇流器APP智能控制系统，用于现代化农业温室智能化种植栽培的管理控制。

背景技术：

目前北美和欧洲发达国家将大功率HID电子镇流器配套高压钠灯用于温室栽培、无土栽培、植物工厂种植等，已逐步形成产业，大功率HID电子镇流器在植物补光照射中得到了广泛应用。大功率HID电子镇流器在温室中补光时，根据室内植物生长要求需要调光，过去的调光主要靠手动调光实现灯功率的改变，以适应植物生长需求。现代化温室栽培系统，其电子镇流器数量少则几十只，多则几百只乃至上千只，靠手动调光，费力、费时、效率低，更不能实现复杂的调光模式。另外，温室中的温度、湿度、二氧化碳气体浓度数据的实时、准确采集，也影响系统智能控制的实施。

各种监测传感技术的发展，尤其是二氧化碳气体传感技术的成熟，以及越来越发达的无线通信和有线通信网络技术的出现，芯片技术的再度提升，为本发明的实现提供了良好条件。

基于上述原因和条件，公司技术研发团队成功研发了一种温室补光电子镇流器APP智能控制系统，可以通过手机APP实现对温室内多台智能HID电子镇流器群组或单体进行智能调光，以及根据温室环境监测数据对植物栽培管理进行智能控制。

技术实现要素：

本发明的目的是实现温室植物栽培补光照射和环境条件要求的智能控制，本发明要解决的技术问题是以现有的性能好、可靠性高的HID电子镇流器为基础，提供一种能实现APP智能控制的智能HID电子镇流器及控制系统。为此，公司研发团队在利用无线通信技术和优化本公司现有HID电子镇流器技术基础上，改进现有HID电子镇流器控制模块，增加无线通信模块，增加温室环境传感器，增加智能网关控制模块，从而实现本发明的目的。

本发明的技术方案及其特征是：一种温室补光电子镇流器APP智能控制系统，包括手机App软件1、智能网关控制器2、智能HID电子镇流器3、温室环境传感器4。手机App软件1，设定循环定时调光、传感器保护参数，把信息数据发送给智能网关控制器2，智能网关控制器2存储后分发给对应的各智能HID电子镇流器3，每个智能HID电子镇流器3把信息数据存储在内置存储器内，通过智能网关控制器2中的无线通信模块实现数据的双向通信。智能网关控制器2，通过无线通信模块读取温室环境传感器的信息，通过无线通信模块实现与APP软件1及智能HID电子镇流器的双向通信。智能HID电子镇流器3，设有智能控制模块，内置工业级MCU芯片，完成线性调光，调频控制，扫频谐振等控制。设有采样电路，采集谐振电压，灯管寿终，短路等故障信号，通过无线通信模块实现与智能网关控制器2双向通信。温室环境传感器4，采集温度﹑湿度﹑CO2气体浓度信号，通过无线通信模块实现与智能网关控制器通信。

本发明的植物栽培温室，其温室环境传感器4、智能HID电子镇流器3都设有无线通信模块，产品上有唯一的二维码标识。系统搭建时，手机APP扫描其二维码，存入信息，并建立群组列表。比如一个小型的温室，配备有60只智能HID电子镇流器，可以分为4个群组，每个群组15只，所有扫描信息分别列表于手机APP中。

在手机APP程序运行的情况下手机APP软件1、智能网关控制器2、智能HID电子镇流器3、温室环境传感器4每隔一分钟通信一次，每个智能HID电子镇流器3的工作状态实时数据和温室环境传感器4监测的温度、湿度、二氧化碳气体浓度数据，每隔一分钟上传给智能网关控制器2，智能网关控制器2按照组网列表信息分别存储数据，手机APP每隔一分钟可读取一次智能网关控制器2中的数据信息。通过互联网，手机APP可实现远程智能控制，更方便监控管理。

在手机APP程序未运行时，智能控制系统仍可按设置程序正常运行。智能HID电子镇流器3按照智能网关控制器2中存储的定时调光数据运行，若温室环境传感器4数据超过设定值时，执行相关保护程序，从而减少了数据传输量，提高系统安全性、可靠性。

当智能网关控制器2突发故障时，智能HID电子镇流器3仍可按内置存储器存储的数据进行运行。

当手机APP程序进行智能HID电子镇流器编组设定时，只需把手机中的实时时间传送给智能网关控制器2，即可解决全球时差问题和校时问题。

当温室传感器4检测实时环境参数超过设定值时，温室传感器4也参与智能HID电子镇流器3调光控制，从而增加智能HID电子镇流器3的智能程度，如环境温度高时，自动调低HID电子镇流器输出功率；二氧化碳气体浓度低时，控制二氧化碳发生器提升浓度。

本发明的有益效果主要是实现现代化农业温室植物栽培的智能化管理，以及远程监控，其结构简单，成本较低，适用性能好，有利于现代化农业温室大棚推广应用。

附图说明

图1为本发明实施例中温室补光HID电子镇流器App智能控制系统框图；

图2为本发明实施例中智能网关控制器2原理框图；

图3为本发明实施例中智能HID电子镇流器3原理框图。

具体实施方式

在本实施例中，图1所示的一种温室补光电子镇流器App智能控制系统，包括手机App软件1、智能网关控制器2、智能HID电子镇流器3、温室环境传感器4。

手机App软件1，设定循环定时调光、传感器保护参数，把信息数据发送给智能网关控制器2，智能网关控制器2存储后分发给对应智能HID电子镇流器3，每个智能HID电子镇流器3把信息数据存储在内置存储器内，通过智能网关控制器2中的无线通讯模块实现数据的双向通信。

智能网关控制器2，通过无线通信模块读取温室环境传感器的信息，通过无线通信模块实现与APP软件1及智能HID电子镇流器3的双向通信。

智能HID电子镇流器3，设有智能控制模块，内置工业级MCU芯片，完成线性调光，调频控制，扫频谐振控制等。设有采样电路，采集谐振电压，灯管寿终，短路等故障信号，通过无线通信模块实现与智能网关控制器2双向通信。

温室环境传感器4，采集温度﹑湿度﹑CO2浓度信号，通过无线通信模块实现与智能网关控制器通信。

本实施例中，图2所示提供了一个智能网关控制器2，智能网关控制器2采用工业级MCU芯片 5作主控芯片，处理各种数据；电源模块6用于提供其控制器工作所需的低压直流电，内置存储器，用于存储每个无线控制模块的固定ID号、App程序设定的定时调光数据、镇流器的工作状态；时钟电路7用于校时；状态指示8通过LED发光二极管显示状态信息；编程/调试接口9用于控制器的智能网关初始化；存储单元10用于控制器信息数据存储；内置无线模块11实现与APP软件1﹑智能HID电子镇流器3及温室环境传感器4的通信。

本实施例中，图3所示提供了一个智能HID电子镇流器3，由EMI滤波及整流电路12﹑APFC电路13﹑高频逆变电路14﹑辅助电源15、智能控制模块16组成。

EMI滤波及整流电路12的输入端与市电相连，用于将来自市电中的射频干扰和电磁干扰进行滤除，衰减电子镇流器内部产生的传导和辐射干扰；整流及有源功率因数校正电路（APFC电路）13的输入端与EMI滤波及整流电路的输出端相连，用于产生稳定的直流电供给高频逆变电路14；高频逆变电路14的输入端与APFC电路13的输出端相连，用于生成高频交流电供给HID灯泡；辅助电源15与APFC电路13及智能控制模块16相连，用于提供各种芯片工作的低压电源；智能控制模块16是智能HID电子镇流器3的控制中心，采用工业级MCU 芯片17作主控芯片，由辅助电源15供给低压电流，与APFC电路13及高频逆变电路14相连，其主要功能为实现恒功率输出，智能调光，谐振电压检测，HID灯管寿终控制，短路控制等多种控制。智能控制模块16中设有谐振控制电路18，采用扫频谐振点灯技术完成HID灯泡的可靠启动；还设有采样电路19，用于采集谐振电压、HID灯电压、灯电流给智能控制模块，以实现完善的保护功能；还设有存储器20，用于存储智能网关控制器下发的调光数据；还设有编程/调试接口21，用于智能控制模块16的初始化；还设有无线模块22，用于与智能网关控制器2通信；还设有手动调光23，用于未接入智能控制系统时调光。

智能控制模块采用数模集合、灵活多变的控制方式，HID电子镇流器在未接入智能控制系统时，由手动调节外置波段手动调光开关23实现灯光调节，调光信号的采集由简单的模拟电路实现，调光信号的判定、调光周期的设定均由可靠的工业级MCU 芯片17实现，调光功率的变化由工业级MCU芯片 17输出信号给出，最终由可靠的PWM控制芯片调频控制完成，实现高精度、高线性度的调光控制。

谐振控制电路的扫频起点，扫频周期也由可靠的工业级MCU 芯片17实现，扫频起点，扫频周期均可灵活调节。

采样电路所采集的谐振电压，灯管寿终，短路检测均由简单可靠的模拟电路实现，采集信号经处理后送给可靠的工业级MC芯片U 17实现智能HID电子镇流器3的保护，并通过无线通讯模块22实时反馈给智能网关控制器2。

以上依据本发明思想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以进行多样的变更和修改，本项发明技术性范围并不仅局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。