植物工廠用大規(guī)模led光源控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種大規(guī)模植物工廠LED光源控制器，尤其涉及一種智能化超大規(guī)模LED光源集群控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]植物工廠技術(shù)被認(rèn)為是21世紀(jì)解決糧食安全、人口、資源、環(huán)境問題的重要途徑。植物工廠技術(shù)的突破將會(huì)解決人類發(fā)展面臨的諸多瓶頸，甚至可以實(shí)現(xiàn)在荒漠、戈壁、海島、水面等非可耕地，以及在城市的摩天大樓里進(jìn)行正常生產(chǎn)。利用取之不盡的太陽(yáng)能和其它各種清潔能源，加上一定的種子、水源和礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)，就可源源不斷地為人類生產(chǎn)所需要的農(nóng)產(chǎn)品。
[0003]光是植物工廠最重要的環(huán)境因子之一，然而部分植物工廠采取封閉式培育環(huán)境，所以必須采用人工光源，這使得光能消耗約占植物工廠運(yùn)行費(fèi)用的20%-40%，能耗的問題一直是影響植物工廠推廣普及的重要限制因數(shù)。因此研宄一種有效的節(jié)能型光源對(duì)植物工廠的可持續(xù)發(fā)展是極為關(guān)鍵的。近年來(lái)，由于LED具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)為植物工廠尤其是人工光型植物工廠提供了良好的發(fā)展契機(jī)。眾所周知，不同的植物在不同的生長(zhǎng)階段，所需的光質(zhì)、光強(qiáng)、光周期均為不同，所以植物工廠如何利用LED光源為植物提供各個(gè)生長(zhǎng)階段不同光質(zhì)、光強(qiáng)、光周期成為了難題。一般的植物工廠LED光源控制方式有機(jī)械開關(guān)、可控硅、嵌入式終端等幾種。
[0004]第一種方式是機(jī)械開關(guān)控制，然而這種控制方式不但需要培育人員費(fèi)時(shí)費(fèi)力手動(dòng)操作，而且在時(shí)間段控制和光參數(shù)控制上也難以達(dá)到精準(zhǔn)要求，非常容易照成光照分布不均照成植物生長(zhǎng)參差不齊。
[0005]第二種方式是可控硅控制，這種控制方式需要培育人員手動(dòng)配置光參數(shù)，不僅難以實(shí)現(xiàn)時(shí)間上的自動(dòng)精準(zhǔn)控制，也難以實(shí)現(xiàn)植物工廠內(nèi)光源的集群控制。
[0006]第三種是嵌入式終端控制，但是該控制方式在大規(guī)模和超大規(guī)模LED光源控制方面，以及在遠(yuǎn)程智能化控制等方面也難以滿足要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于針對(duì)目前植物工廠LED光源控制規(guī)模方面的不足，提供一種植物工廠用大規(guī)模LED光源控制器。
[0008]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:一種植物工廠用大規(guī)模LED光源控制器，包括:處理器模塊、SD卡模塊、網(wǎng)絡(luò)控制器模塊、FPGA模塊、IXD模塊和紅外接收模塊；所述的SD卡模塊通過(guò)SD1接口連接處理器模塊，網(wǎng)絡(luò)控制器模塊、FPGA模塊通過(guò)并行總線接口連接處理器模塊，IXD模塊、紅外接收模塊通過(guò)GP1接口連接處理器模塊。
[0009]所述處理器模塊由電阻R1、電容Cl、按鍵S1、排針P2、復(fù)位芯片U1、處理器核心板Pl組成；電阻Rl的一端接復(fù)位芯片Ul的復(fù)位管腳，電阻Rl的另一端接處理器核心板Pl的復(fù)位管腳，電容Cl的一端接+3.3V電源，按鍵SI的一端接復(fù)位芯片Ul的控制管腳，排針P2的第二管腳接處理器核心板Pl的啟動(dòng)管腳，電容Cl的另一端、按鍵SI的另一端、排針P2的第三管腳和復(fù)位芯片Ul的接地管腳均接地；位芯片Ul的電源管腳接+3.3V電源。
[0010]所述SD卡模塊由9個(gè)電阻R2-R15、SD卡槽SDl組成；電阻R2的一端分別接SD卡槽SDl的數(shù)據(jù)I管腳和處理器核心板Pl的數(shù)據(jù)I管腳，電阻R3的一端分別接SD卡槽SDl的數(shù)據(jù)O管腳和處理器核心板Pl的數(shù)據(jù)O管腳，電阻R4的一端分別接SD卡槽SDl的時(shí)鐘管腳和處理器核心板Pl的時(shí)鐘管腳，電阻R5的一端分別接SD卡槽SDl的命令管腳和處理器核心板Pl的命令管腳，電阻R6的一端分別接SD卡槽SDl的數(shù)據(jù)3管腳和處理器核心板Pl的數(shù)據(jù)3管腳，電阻R7的一端分別接SD卡槽SDl的數(shù)據(jù)2管腳和處理器核心板Pl的數(shù)據(jù)2管腳，電阻R8的一端分別接SD卡槽SDl的探測(cè)管腳和處理器核心板Pl的探測(cè)管腳，電阻R9的一端與電阻RlO的一端相接后接入SD卡槽SDl的寫保護(hù)管腳，電阻RlO的另一端接處理器核心板Pl的寫保護(hù)管腳，電阻R2-R9的另一端均接+3.3V電源；SD卡槽SDl的四個(gè)外接引腳和接地弓I腳均接地。
[0011]所述網(wǎng)絡(luò)控制器模塊由5個(gè)電阻Rll-R15、9個(gè)電容C2_C10、2個(gè)排阻PZ1-PZ2、晶振Yl、RJ45接口 CN1、網(wǎng)絡(luò)芯片U2組成；電阻Rll的一端接網(wǎng)絡(luò)芯片U2的帶隙管腳，電阻R12的一端接RJ45接口 CNl的綠色LEDl正極管腳，電阻R13的一端接RJ45接口 CNl的黃色LEDl正極管腳，電阻R14的一端接RJ45接口 CNl的綠色LED2正極管腳，電阻R15的一端接RJ45接口 CNl的黃色LED2正極管腳，電阻R12-R15的另一端均接+3.3V電源，電容C2的一端接網(wǎng)絡(luò)芯片U2的參考電壓管腳，電容C3的一端與晶振Yl的一端相接后接入網(wǎng)絡(luò)芯片U2的晶振輸入管腳，電容C4的一端與晶振Yl的另一端相接后接入網(wǎng)絡(luò)芯片U2的晶振輸出管腳，電容C3和電容C4的另一端均接地，電容C5的一端接排阻PZl的管腳5和管腳6，電容C6的一端接排阻PZl的管腳7和管腳8，電容C7和電容C8的一端均接模擬+1.8V電源，電容C9的一端接排阻PZ2的管腳5和管腳6，電容ClO的一端接排阻PZ2的管腳7和管腳8，電阻Rll的另一端、電容C2、C5-C10的另一端均接模擬地；排阻PZl的管腳4與RJ45接口 CNl的接收管腳相連后接入網(wǎng)絡(luò)芯片U2的第一接收管腳，排阻PZl的管腳3與RJ45接口 CNl的第二接收管腳相連后接入網(wǎng)絡(luò)芯片U2的第二接收管腳，排阻PZl的管腳2與RJ45接口 CNl的第一發(fā)送管腳相連后接入網(wǎng)絡(luò)芯片U2的第一發(fā)送管腳，排阻PZl的管腳I與RJ45接口 CNl的第二發(fā)送管腳相連后接入網(wǎng)絡(luò)芯片U2的第二發(fā)送管腳；排阻PZ2的管腳4與RJ45接口 CNl的第三接收管腳相連后接入網(wǎng)絡(luò)芯片U2的第三接收管腳，排阻PZ2的管腳3與RJ45接口 CNl的第四接收管腳相連后接入網(wǎng)絡(luò)芯片U2的第四接收管腳，排阻PZ2的管腳2與RJ45接口 CNl的第三發(fā)送管腳相連后接入網(wǎng)絡(luò)芯片U2的第三發(fā)送管腳，排阻PZ2的管腳I與RJ45接口 CNl的第四發(fā)送管腳相連后接入網(wǎng)絡(luò)芯片U2的第四發(fā)送管腳；網(wǎng)絡(luò)芯片U2的數(shù)據(jù)管腳分別接入處理器核心板Pl的數(shù)據(jù)管腳，網(wǎng)絡(luò)芯片U2的地址管腳分別接入處理器核心板Pl的地址管腳。
[0012]所述FPGA模塊由5個(gè)電阻R16-R20、電容C11、有源晶振Y2、JTAG插槽CN2、排針P3、FPGA芯片U3組成；有源晶振Y2時(shí)鐘輸出管腳接FPGA芯片U3的差分時(shí)鐘輸入管腳；電阻R16的一端接FPGA芯片U3的配置完成管腳，電阻R17的一端接FPGA芯片U3的狀態(tài)管腳，電阻R16和電阻R17的另一端、電容Cll的一端、有源晶振Y2的電源管腳均接+3.3V電源，電阻R18的一端與JTAG插槽CN2的時(shí)鐘管腳相連后接入FPGA芯片U3的時(shí)鐘管腳，電阻R19的一端與JTAG插槽CN2的模式管腳相連后接入FPGA芯片U3的模式管腳，電阻R20的一端與JTAG插槽CN2的數(shù)據(jù)輸入管腳相連后接入FPGA芯片U3的數(shù)據(jù)輸入管腳，電阻R19和電阻R20的另一端均接+2.5V電源，電阻R18的另一端、電容Cll的另一端、有源晶振Y2的接地管腳均接地；FPGA芯片U3的地址管腳分別接入處理器核心板Pl的地址管腳，F(xiàn)PGA芯片U3的數(shù)據(jù)管腳分別接入處理器核心板Pl的數(shù)據(jù)管腳，F(xiàn)PGA芯片U3的8路LED輸出管腳分別接排針P3的輸入管腳。
[0013]所述IXD模塊由2個(gè)電阻R21、電阻R22、IXD Jl組成；電阻R21的一端與電阻R22的一端相連后接入IXD Jl的驅(qū)動(dòng)電壓管腳，電阻R21的另一端、IXD Jl的電源管腳和背光電源正極管腳均接+3.3V電源，電阻R22的另一端、IXD Jl的接地管腳和背光電源負(fù)極管腳均接地；LCD Jl的控制管腳分別接處理器核心板Pl的控制管腳，LCD Jl的數(shù)據(jù)管腳分別接處理器核心板Pl的液晶數(shù)據(jù)管腳。
[0014]所述紅外接收模塊由電阻R23、電阻R24、電容C12、紅外接收頭U4組成；電阻R23的一端與電容C12的正極相連后接入紅外接收頭U4的電源管腳，電阻R24的一端分別接紅外接收頭U4的信號(hào)輸出管腳和處理器核心板Pl的中斷管腳，電阻R23和電阻R24的另一端均接+3.3V電源，電容C12的負(fù)極、紅外接收頭U4的接地管腳均接地。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明能夠?yàn)榕嘤藛T提供對(duì)植物工廠大規(guī)模LED光源智能化的遠(yuǎn)程集群調(diào)控，幫助植物工廠培育人員在植物不同的生長(zhǎng)階段提供其所需的光質(zhì)、光強(qiáng)、光周期，大大加強(qiáng)了植物對(duì)光源的利用率，提高植