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智能型LED植物照明控制系统设计与实现

更新时间：2020-04-12 18:42:52 大小：21M 上传用户：gsy幸运查看TA发布的资源 标签：智能型led单片机虚拟仪器 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

光照是影响植物生长发育的重要环境因素，自然光因地域、气候、环境等因素存在不足现象，所以，为满足植物生长对光照的需求，需要人工光源进行补光。LED作为第四代光源，具有光效高、散热低、光质可控等优点，是人工植物照明光源的最佳选择。为满足不同植物对光照条件的不同需求，需要设计植物照明控制系统，来实现用于植物照明的人工光源光质配比可控。

  本文基于LabVIEW软件和单片机控制技术，采用功能模块化与虚拟仪器结合的设计思想，以植物照明光源光质可控为核心，设计LED植物照明控制系统，并探讨了其实际应用的可行性。主要研究工作包括以下内容:

  首先，分析植物照明光学理论，确定以光合有效辐射和光量子通量密度水平作为光质调节的衡量标准。通过对LED光电性能测试和TracePro光学仿真，选定峰值波长分别为628.8nm、517.1nm、458.4nm的三基色LED作为光源。

  其次，采用LabVIEW软件开发人机交互界面，结合单片机控制和PWM调光技术实现光质调节功能。上位机通过LabVIEW的VISA资源与单片机进行串口通信，结合光照检测模块BH1750FVI的反馈信号，向DC-DC调光驱动发送PWM信号，分别控制流过红、绿、蓝LED的正向电流，实现对光质的调节。

  再次，进行系统测试，结果显示系统具有友好的人机交互界面、调光功能稳定、光源均匀度较高。测试环境为光源高度15cm，受光面0.04m2，光源的均匀度达到56.16％，符合植物照明光源要求;对光照检测模块BH1750FVI与LI-250A光照计测试数据进行线性拟合，得到光照与光量子通量密度间的对应关系，相对误差在5％范围内。

  最后，基于上述植物照明控制系统，研发一款植物生长箱，并选定光质配比进行光环境调节。结果表明本系统光质调节功能稳定，具有可行性。

  上述工作的开展，为研究LED光质水平对植物生长的影响提供实验平台，为植物照明控制系统研发提供一种新的解决方案。

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