一种基于ZigBee的植物培养灯架均匀照度调节装置的制作方法

本发明涉及到一种基于ZigBee的植物培养灯架均匀照度调节装置，利用ZigBee通信来均匀的调节光照度均匀的装置，属于智能农业生产领域。

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。在植物培养灯架上，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，每层之间都是相通的，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培养灯架每一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。在植物培养灯架上，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，实现植物培养灯架上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。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于ZigBee的植物培养灯架均匀照度调节装置，解决植物培养灯架上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，实现对植物培养灯架上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的植物培养灯架均匀照度调节装置，具有四层栽培层（1），其特征在于，还包括每层栽培层（1）由三块LED灯板（2）组成，每层栽培层（1）上的光照强度检测模块（3）；与光照强度检测模块（3）相连的12个光照传感器（4）；与每个光照传感器（4）相连接的Getdate.ZigBee通信装置（5）和Transmit.ZigBee通信装置（6）；与Transmit.ZigBee通信装置（6）相连接的控制模块（7）和Control.ZigBee通信装置（8）；与Control.ZigBee通信装置（8）相连接的执行模块（9），其中控制模块（7）包括在最顶层栽培层上的主控模块（10）和分控模块（11）。

所述的光照传感器（4）采用HA2003光照传感器，具有测量精度高，体积小巧，耐腐蚀，响应速度快，信号衰减小等优点，用于检测植物生长柜中每层栽培层（1）不同位置植物所受的光照强度。

所述的Getdate.ZigBee通信装置（5）、Transmit.ZigBee通信装置（6）和Control.ZigBee通信装置（8）之间是通过ZigBee网络进行数据传输。

所述的控制模块（7）采用以ARM9TDMI为核心的微处理器，外围配置相应的硬件电路，对光照传感器（4）采集到每层栽培层（1）不同位置植物所受的光照强度进行对比分析并发出控制信号，从而对每个LED灯板（2）上不同区域的LED灯珠的亮度进行调节，实现系统功能。

所述的执行模块（8）采用PWM控制电路，根据Control.ZigBee装置接收到的控制信号，通过PWM波改变施加在每个区域灯珠上的电压大小，从而改变LED灯板（2）不同位置处LED灯珠的亮度。

附图说明

图1是本发明一种基于ZigBee的植物培养灯架均匀照度调节装置的组成框图;

图2是本发明一种基于ZigBee的植物培养灯架均匀照度调节装置的应用示意图；

图中：（1）栽培层；（2）LED灯板；（3）光照强度检测模块；（4）光照传感器；（5）Getdate.ZigBee通信装置；（6）Transmit.ZigBee通信装置；（7）控制模块；（8）Control.ZigBee通信装置；（9）执行模块；（10）主控模块；（11）分控模块。

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。

本发明提供一种基于ZigBee的植物培养灯架均匀照度调节装置，不仅可以使得植物培养灯架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，本发明涉及一种基于ZigBee的植物培养灯架均匀照度调节装置，具有四层栽培层（1），其特征在于，还包括每层栽培层（1）由三块灯板（2）组成，每层栽培层（1）上的光照强度检测模块（3）；与光照强度检测模块（3）相连的12个光照传感器（4）；与每个光照传感器（4）相连接的Getdate.ZigBee通信装置（5）和Transmit.ZigBee通信装置（6）；与Transmit.ZigBee通信装置（6）相连接的控制模块（7）和Control.ZigBee通信装置（8）；与Control.ZigBee通信装置（8）相连接的执行模块（9），其中控制模块（7）包括在最顶层栽培层上的主控模块（10）和分控模块（11）。

如图1、2所示，在植物培养灯架上，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，每层之间都是相通的，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，为了解决这个问题，在植物培养灯架（8）上，每层栽培层安装有3个光照传感器（4），分别安装在每块灯板（2）中间位置，即A、B、C处，检测每块灯板下放中间区域植物所受到的光照强度大小；每一个照度传感器（4）连接一个Getdate.ZigBee通信装置（5）。

如图1、2所示，控制模块（7）和Transmit.ZigBee通信装置（6）通过串口线相连接，5个Getdate.ZigBee通信装置（5）将得到的A、B、C这3个位置处的光照强度大小的信息分别通过ZigBee网络发送到Transmit.ZigBee通信装置（6），控制模块（7）根据采集到每个栽培层（1）的A、B、C处植物所受的光照强度进行对比分析，得出对LED灯板（2）不同位置处LED灯珠的控制信号，Transmit.ZigBee通信装置（6）将控制信号通过ZigBee网络发送给Control.ZigBee通信装置（8）。

在实际应用过程中，大规格的植物培养灯架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，非常具有实用价值。