基于ZigBee/蓝牙动态多协议技术的植物照明系统研究与设计
发布时间：2020-12-21 15:18
如何高效利用农耕土地资源已成为全球亟待解决的问题,植物照明给农业增产带来了希望。植物照明系统的设计目的不仅要使系统的光源满足植物生长对光照强度和吸收光谱的需求,还要考虑系统安装、维护和使用的便捷性,以便通过计算机、手机等设备能对系统进行高效灵活的管理和控制以满足不同应用场景的要求。另外节能减排和绿色发展是当今倡导的主题,在进行植物照明系统设计时,还需关注环保和能耗,降低系统能源浪费和对环境的危害。本文针对植物照明的要求与发展趋势制定植物照明系统的功能目标和总体框架,重点对系统的光源、调光方案、通信方式、硬件以及软件等方面进行了研究与设计,提出了一种基于ZigBee/蓝牙动态多协议技术的植物照明系统方案。该方案以LED作为光源并采用脉冲宽度调制方式进行调光,保证了系统的节能环保、较高的光谱匹配度和电能有效利用率。通过数学建模和仿真对光源进行设计,得到一个拥有良好光照效果的植物照明光源。系统通过控制中心对灯具进行集中式管理和控制,各节点之间通过ZigBee无线通信技术连接以节省安装和维护的成本;同时控制中心采用ZigBee/蓝牙动态多协议技术并为其设计了串口和以太网接口,可提供包括蓝牙在内...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各光合色素对光谱的吸收图
统需要更加简单和高效的控制方式。) 简易、实时的环境监测。除了光照要求以外，环境因素如光照强度、温湿度度等对植物的健康生长也极其重要，工作人员需要及时的了解环境状况并采取施。因此，为了节省人力成本并减小环境监测系统的复杂度，也为了减少人为系统需要将这些环境参数数字化、集中化，以实现简易、实时的环境监测。) 可拓展的多种控制方式。为适应多种场合的需要，系统最好能支持手机、电脑多种控制终端以及本地和远程的管理和控制。中，前三者构成植物照明系统的主要功能，本文将着重对前三者进行设计实系统总体框架设计据上一节的功能目标设计，系统需具备简单和高效的控制方式，而无线控制技程、集中化的控制并能节省安装、维护成本，正好可满足该功能目标。因此，统控制上设计使用无线通信技术，系统总体结构设计如图 2-2 所示。
粉为固定厚度，所以透过荧光粉的灯光性质发生了称为可控硅调光，这种方式利用了可控硅能改变硅导通时，导通角的变化可引起电压波形的变化内部集成的可调电阻来调节，所以可控硅能通过式只需在电路中添加一个可控硅调光器，安装比这种方式也有其缺陷：在调光时电压易发生波动，压波形的变化可能会对电网产生电磁干扰。脉冲宽度调制(PWM)调光，这种方式利用 LED通过改变每个周期内脉冲的宽度即可改变 LED 亮，通过调节 LED 在一个脉冲周期内通电时间所占电压，从而获得不同的亮度。使用 PWM 调光时脉于视觉残留效应，人眼在调光时感觉不到闪烁。同，不用担心电压波动引起光谱和色温变化的问题。
【参考文献】：
期刊论文
[1]组合光谱LED植物生长光源的优化设计[J]. 温志鹏,马稚昱,韦鸿钰,骆少明. 照明工程学报. 2018(04)
[2]物联网无线通信技术应用探讨[J]. 许杰. 无线互联科技. 2018(14)
[3]LED植物生长灯的开发及应用[J]. 杨光. 中国照明电器. 2017(03)
[4]基于模糊控制的LED植物补光照明系统设计[J]. 陈方园,田洪现. 计算机与现代化. 2017(01)
[5]LED植物照明技术及产业状况分析[J]. 许巧云. 光源与照明. 2016(02)
[6]LED植物照明灯具在植物工厂照明领域的应用及展望[J]. 李钊,蔡婕. 科技视界. 2014(26)
[7]LED植物组培灯具的光照均匀性设计[J]. 方溁,季杭峰,季慧华,田开云,李恒,孟彦龙,孙泉明. 中国照明电器. 2014(02)
[8]基于近场均匀照明的LED阵列的优化设计[J]. 陈新睿,韩敬华,李洪儒,宋敏,胡丽荔,孙年春. 应用光学. 2014(01)
[9]LED植物补光照明系统对拟南芥萌发率的效用探究[J]. 赵启蒙,周小丽,周明琦,刘木清. 照明工程学报. 2012(03)
[10]近朗伯光型LED透镜的光学设计[J]. 夏勋力,余彬海,麦镇强. 光电技术应用. 2010(01)
硕士论文
[1]动态目标光谱LED植物照明系统的研究[D]. 王际同.大连工业大学 2017
[2]红蓝光比例对绿叶蔬菜生理特性及品质的影响[D]. 孙洪助.南京农业大学 2014
本文编号：2930047
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各光合色素对光谱的吸收图
统需要更加简单和高效的控制方式。) 简易、实时的环境监测。除了光照要求以外，环境因素如光照强度、温湿度度等对植物的健康生长也极其重要，工作人员需要及时的了解环境状况并采取施。因此，为了节省人力成本并减小环境监测系统的复杂度，也为了减少人为系统需要将这些环境参数数字化、集中化，以实现简易、实时的环境监测。) 可拓展的多种控制方式。为适应多种场合的需要，系统最好能支持手机、电脑多种控制终端以及本地和远程的管理和控制。中，前三者构成植物照明系统的主要功能，本文将着重对前三者进行设计实系统总体框架设计据上一节的功能目标设计，系统需具备简单和高效的控制方式，而无线控制技程、集中化的控制并能节省安装、维护成本，正好可满足该功能目标。因此，统控制上设计使用无线通信技术，系统总体结构设计如图 2-2 所示。
粉为固定厚度，所以透过荧光粉的灯光性质发生了称为可控硅调光，这种方式利用了可控硅能改变硅导通时，导通角的变化可引起电压波形的变化内部集成的可调电阻来调节，所以可控硅能通过式只需在电路中添加一个可控硅调光器，安装比这种方式也有其缺陷：在调光时电压易发生波动，压波形的变化可能会对电网产生电磁干扰。脉冲宽度调制(PWM)调光，这种方式利用 LED通过改变每个周期内脉冲的宽度即可改变 LED 亮，通过调节 LED 在一个脉冲周期内通电时间所占电压，从而获得不同的亮度。使用 PWM 调光时脉于视觉残留效应，人眼在调光时感觉不到闪烁。同，不用担心电压波动引起光谱和色温变化的问题。
【参考文献】：
期刊论文
[1]组合光谱LED植物生长光源的优化设计[J]. 温志鹏,马稚昱,韦鸿钰,骆少明. 照明工程学报. 2018(04)
[2]物联网无线通信技术应用探讨[J]. 许杰. 无线互联科技. 2018(14)
[3]LED植物生长灯的开发及应用[J]. 杨光. 中国照明电器. 2017(03)
[4]基于模糊控制的LED植物补光照明系统设计[J]. 陈方园,田洪现. 计算机与现代化. 2017(01)
[5]LED植物照明技术及产业状况分析[J]. 许巧云. 光源与照明. 2016(02)
[6]LED植物照明灯具在植物工厂照明领域的应用及展望[J]. 李钊,蔡婕. 科技视界. 2014(26)
[7]LED植物组培灯具的光照均匀性设计[J]. 方溁,季杭峰,季慧华,田开云,李恒,孟彦龙,孙泉明. 中国照明电器. 2014(02)
[8]基于近场均匀照明的LED阵列的优化设计[J]. 陈新睿,韩敬华,李洪儒,宋敏,胡丽荔,孙年春. 应用光学. 2014(01)
[9]LED植物补光照明系统对拟南芥萌发率的效用探究[J]. 赵启蒙,周小丽,周明琦,刘木清. 照明工程学报. 2012(03)
[10]近朗伯光型LED透镜的光学设计[J]. 夏勋力,余彬海,麦镇强. 光电技术应用. 2010(01)
硕士论文
[1]动态目标光谱LED植物照明系统的研究[D]. 王际同.大连工业大学 2017
[2]红蓝光比例对绿叶蔬菜生理特性及品质的影响[D]. 孙洪助.南京农业大学 2014
本文编号：2930047
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