用于植物照明光源配光的led燈光控制裝置和控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及LED電路控制領(lǐng)域，尤其涉及一種用于植物照明光源配光的LED燈光控制裝置和控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]LED植物照明配光系統(tǒng)采用LED (Light Emitting D1de)作為光源。LED已經(jīng)廣泛用于植物照明領(lǐng)域。與傳統(tǒng)的光源相比，LED具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長、體積小、波長固定等顯著優(yōu)點，相較于目前常用熒光燈或高壓鈉燈等人工光源，是一種非常適合的人工光源。隨著大功率LED的光效提升，功率型LED的光效已近達(dá)到1001m/W至1611m/W，使LED作為植物照明光源成為可能。
[0003]LED在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用正逐漸受到世界各國的廣泛關(guān)注。目前，基于LED的植物照明技術(shù)已經(jīng)取得了重大的突破，LED已廣泛用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。但目前市場上大部分研發(fā)方案和產(chǎn)品仍采用補(bǔ)光時間，補(bǔ)光光強(qiáng)、光質(zhì)恒定的補(bǔ)光方式，未考慮不同植物在不同生長階段需光總量的差異，從而造成補(bǔ)光不足或補(bǔ)光過度的現(xiàn)象，仍未能真正意義上解決低能耗精準(zhǔn)化補(bǔ)光的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，特別創(chuàng)新地提出了一種用于植物照明光源配光的LED燈光控制裝置和控制方法。
[0005]為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供了一種用于植物照明光源配光的LED燈光控制裝置，其包括:電源模塊、控制模塊、驅(qū)動模塊和補(bǔ)光模塊；
[0006]電源模塊供電端連接控制模塊電源端，所述電源模塊驅(qū)動供電端連接驅(qū)動模塊電源端，所述驅(qū)動模塊驅(qū)動端連接補(bǔ)光模塊電源端，所述補(bǔ)光模塊控制端連接控制模塊補(bǔ)光控制端，所述控制t吳塊驅(qū)動控制端連接驅(qū)動t吳塊控制端；
[0007]所述驅(qū)動模塊包括紅光驅(qū)動單元和藍(lán)光驅(qū)動單元，所述紅光驅(qū)動單元驅(qū)動補(bǔ)光模塊中紅光補(bǔ)光模塊，所述藍(lán)光驅(qū)動單元驅(qū)動補(bǔ)光模塊中藍(lán)光補(bǔ)光模塊，通過控制模塊分別控制紅光驅(qū)動單元和藍(lán)光驅(qū)動單元，使補(bǔ)光模塊發(fā)出的光的強(qiáng)度和光照時間能夠調(diào)節(jié)，促進(jìn)植物生長。
[0008]所述的用于植物照明光源配光的LED燈光控制裝置，優(yōu)選的，所述控制模塊為STC89C51 芯片。
[0009]所述的用于植物照明光源配光的LED燈光控制裝置，優(yōu)選的，所述驅(qū)動模塊采用MBI1802 芯片。
[0010]本發(fā)明還公開一種用于植物照明光源配光的LED燈光控制方法，其包括如下步驟:
[0011]S1，根據(jù)植物的種類設(shè)置LED燈光照時間和強(qiáng)度，設(shè)置信號發(fā)送到控制模塊進(jìn)行處理；
[0012]S2，所述控制模塊發(fā)送PWM控制信號控制驅(qū)動模塊，通過PWM控制信號對補(bǔ)光模塊進(jìn)行補(bǔ)光，將補(bǔ)光強(qiáng)度照射在植物體上；
[0013]S3，當(dāng)照射強(qiáng)度達(dá)到要求之后，控制每天的照射時間，根據(jù)植物的生長周期判斷照射的天數(shù)，通過控制模塊控制照射天數(shù)，當(dāng)照射天數(shù)和照射強(qiáng)度執(zhí)行完畢之后，根據(jù)植物生長狀態(tài)進(jìn)行補(bǔ)充照射或者停止照射。
[0014]所述的用于植物照明光源配光的LED燈光控制方法，優(yōu)選的，所述S1包括:
[0015]定義控制模塊PWM輸出端口，DR為紅色PWM信號輸出端口，DB為藍(lán)色PWM信號輸出端口 ；
[0016]對控制模塊紅色位寄存器設(shè)置DR = P2~0，P2~0即控制模塊的2腳輸出為0 ;
[0017]對控制模塊藍(lán)色位寄存器設(shè)置DB = P2~l，P2~l即控制模塊的2腳輸出為1 ;
[0018]通過設(shè)置完成之后，通過控制模塊控制驅(qū)動模塊的藍(lán)光補(bǔ)光模塊和紅光補(bǔ)光模塊。
[0019]所述的用于植物照明光源配光的LED燈光控制方法，優(yōu)選的，所述S2包括:
[0020]定義不同植物在不同階段需光量:
[0021]天數(shù)數(shù)組days[]為設(shè)置植物不同生長階段各自的時長；小時數(shù)組h0urS[]為設(shè)置每一個生長階段內(nèi)每一天照射時長；紅光數(shù)組red_illuminat1n[]和藍(lán)光數(shù)組blue_illuminat1n[]分別為設(shè)置每一天內(nèi)紅光照射強(qiáng)度和藍(lán)光照射強(qiáng)度，4個數(shù)組中的數(shù)據(jù)
——對應(yīng)；
[0022]對控制模塊天數(shù)數(shù)組設(shè)置為days [5] = {};
[0023]對控制模塊小時數(shù)組設(shè)置為hours [5] = {};
[0024]對控制模塊單精度紅光數(shù)組設(shè)置為red_illuminat1n[5] = {}；
[0025]對控制模塊單精度藍(lán)光數(shù)組設(shè)置為blue_illuminat1n[5] = {}；
[0026]其中，植物的每個階段照射天數(shù)、每天照射時長和補(bǔ)光照射強(qiáng)度根據(jù)植物不同生長階段合適照射補(bǔ)光時長和強(qiáng)度數(shù)據(jù)填寫。
[0027]所述的用于植物照明光源配光的LED燈光控制方法，優(yōu)選的，所述S2中PWM控制信號還包括:
[0028]對PWM信號進(jìn)行計算，
[0029]設(shè)置紅光補(bǔ)光模塊和藍(lán)光補(bǔ)光模塊LED頻率為50HZ，在20ms為一個周期，經(jīng)過計算把光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為PWM信號；最后紅光數(shù)組red_illuminat1n[];藍(lán)光數(shù)組blue_illuminat1n []表示紅光、藍(lán)光在20ms內(nèi)的照射時長，在PWM信號中為低電平段；
[0030]red_illuminat1n[k] = red_illuminat1n[k]/(340)；
[0031]red_i 1 luminat1n [k] = (red_i 1 luminat 1n [k] *10*20 + 5) /10 ;blue_illuminat1n[k] = blue_illuminat1n[k]/(220)；
[0032]blue_illuminat1n[k] = (blue_illuminat1n[k]*10*20+5)/10 ;其中 k 為照射時長。
[0033]所述的用于植物照明光源配光的LED燈光控制方法，優(yōu)選的，所述S3包括:
[0034]當(dāng)開始執(zhí)行補(bǔ)光照射時裝入初值50ms，在每計時50ms，控制模塊進(jìn)入中斷程序，并重新裝入初值，開始下一次計時；當(dāng)控制模塊進(jìn)入中斷1200次時，表示控制模塊已經(jīng)計時30min。當(dāng)控制模塊計時48個半小時時，表示已計時到一天，系統(tǒng)重新計時；控制模塊設(shè)置一天為48個時間段，均分為30min，由定時器精確計時。
[0035]所述的用于植物照明光源配光的LED燈光控制方法，優(yōu)選的，所述S3包括:
[0036]照射時由第一個階段的第一天開始直到最后一天，接下來開始第二個階段的照射，就這樣一直到最后一個階段的最后一天，執(zhí)行其循環(huán)功能；
[0037]控制模塊設(shè)置在早上9點前和下午5點以后進(jìn)行補(bǔ)光照明；如設(shè)置天數(shù)數(shù)組
days [5] = {15，20，......}，和小時數(shù)組hours [5] = {6，5，......}，第一個階段補(bǔ)光照射15
天，每天照射時長6為小時，均分在早上6:00到9:00和下午5:00到8:00 ;第二個階段補(bǔ)光照射20天，每天照射時長為5小時，均分在早上6:30到9:00和5:00到7:30 ;由于系統(tǒng)設(shè)置為50HZ，所以執(zhí)行一次為20ms，控制紅光、藍(lán)光的亮滅時間而控制其發(fā)光強(qiáng)度；
[0038]設(shè)置j = 1 ；j< =天數(shù)數(shù)組days[i] ； j繼續(xù)累加，i = j ；
[0039]在hh〈18_hours [i]時，補(bǔ)光模塊的補(bǔ)光燈媳滅，其中hh為時間，
[0040]當(dāng)hh> = 18-hours [i]和hh〈18時，補(bǔ)光模塊進(jìn)行補(bǔ)光時間段，
[0041]當(dāng)hh> = 18和hh〈34時，補(bǔ)光模塊的補(bǔ)光燈熄滅，
[0042]當(dāng)hh> = 34和hh〈34+hours [i]時，補(bǔ)光模塊進(jìn)行補(bǔ)光時間段，
[0043]當(dāng)hh> = 34+hours [i]和hh〈48時，補(bǔ)光模塊的補(bǔ)光燈媳滅，
[0044]j++，
[0045]如果j〈=天數(shù)數(shù)組days[i]返回到，
[0046]在hh〈18_hours [i]時，
[0047]如果j>days[i]且 i〈 = 2，執(zhí)行 i++ ;返回到在 hh〈18_hours [i]時，
[0048]否則，結(jié)束。
[0049]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:
[0050]本發(fā)明很好的解決了目前LED植物照明產(chǎn)品未能真正低能耗補(bǔ)光的問題。實現(xiàn)對植物在不同生長階段、不同環(huán)境下的補(bǔ)光光質(zhì)、光照強(qiáng)度和光照時間進(jìn)行按時按需補(bǔ)光，系統(tǒng)具有精確化、智能化、低能耗的特點。
[0051]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0052]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0053]圖1是本發(fā)明的原理圖；
[0054]圖2是本發(fā)明單片機(jī)控制模塊，硬件電路圖；
[0055]圖3是本發(fā)明驅(qū)動電路，硬件電路圖；
[0056]圖4是本發(fā)明電源轉(zhuǎn)換電路，電路圖；
[0057]圖5是本發(fā)明的軟件流程圖。
【具體實施方式】
[0058]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描