植物工廠用大規模led光源控制器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種大規模植物工廠LED光源控制器，尤其涉及一種智能化超大規模LED光源集群控制器。
【背景技術】
[0002]植物工廠技術被認為是21世紀解決糧食安全、人口、資源、環境問題的重要途徑。植物工廠技術的突破將會解決人類發展面臨的諸多瓶頸，甚至可以實現在荒漠、戈壁、海島、水面等非可耕地，以及在城市的摩天大樓里進行正常生產。利用取之不盡的太陽能和其它各種清潔能源，加上一定的種子、水源和礦質營養，就可源源不斷地為人類生產所需要的農產品。
[0003]光是植物工廠最重要的環境因子之一，然而部分植物工廠采取封閉式培育環境，所以必須采用人工光源，這使得光能消耗約占植物工廠運行費用的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。因此研宄一種有效的節能型光源對植物工廠的可持續發展是極為關鍵的。近年來，由于LED具有節能、環保、壽命長等特點為植物工廠尤其是人工光型植物工廠提供了良好的發展契機。眾所周知，不同的植物在不同的生長階段，所需的光質、光強、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生長階段不同光質、光強、光周期成為了難題。一般的植物工廠LED光源控制方式有機械開關、可控硅、嵌入式終端等幾種。
[0004]第一種方式是機械開關控制，然而這種控制方式不但需要培育人員費時費力手動操作，而且在時間段控制和光參數控制上也難以達到精準要求，非常容易照成光照分布不均照成植物生長參差不齊。
[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配置光參數，不僅難以實現時間上的自動精準控制，也難以實現植物工廠內光源的集群控制。
[0006]第三種是嵌入式終端控制，但是該控制方式在大規模和超大規模LED光源控制方面，以及在遠程智能化控制等方面也難以滿足要求。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在于針對目前植物工廠LED光源控制規模方面的不足，提供一種植物工廠用大規模LED光源控制器。
[0008]本發明的目的是通過以下技術方案來實現的:一種植物工廠用大規模LED光源控制器，包括:處理器模塊、SD卡模塊、網絡控制器模塊、FPGA模塊、IXD模塊和紅外接收模塊；所述的SD卡模塊通過SD1接口連接處理器模塊，網絡控制器模塊、FPGA模塊通過并行總線接口連接處理器模塊，IXD模塊、紅外接收模塊通過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、復位芯片U1、處理器核心板Pl組成；電阻Rl的一端接復位芯片Ul的復位管腳，電阻Rl的另一端接處理器核心板Pl的復位管腳，電容Cl的一端接+3.3V電源，按鍵SI的一端接復位芯片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的數據I管腳和處理器核心板Pl的數據I管腳，電阻R3的一端分別接SD卡槽SDl的數據O管腳和處理器核心板Pl的數據O管腳，電阻R4的一端分別接SD卡槽SDl的時鐘管腳和處理器核心板Pl的時鐘管腳，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的數據3管腳和處理器核心板Pl的數據3管腳，電阻R7的一端分別接SD卡槽SDl的數據2管腳和處理器核心板Pl的數據2管腳，電阻R8的一端分別接SD卡槽SDl的探測管腳和處理器核心板Pl的探測管腳，電阻R9的一端與電阻RlO的一端相接后接入SD卡槽SDl的寫保護管腳，電阻RlO的另一端接處理器核心板Pl的寫保護管腳，電阻R2-R9的另一端均接+3.3V電源；SD卡槽SDl的四個外接引腳和接地弓I腳均接地。
[0011]所述網絡控制器模塊由5個電阻Rll-R15、9個電容C2_C10、2個排阻PZ1-PZ2、晶振Yl、RJ45接口 CN1、網絡芯片U2組成；電阻Rll的一端接網絡芯片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的一端接網絡芯片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絡芯片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絡芯片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絡芯片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絡芯片U2的第二接收管腳，排阻PZl的管腳2與RJ45接口 CNl的第一發送管腳相連后接入網絡芯片U2的第一發送管腳，排阻PZl的管腳I與RJ45接口 CNl的第二發送管腳相連后接入網絡芯片U2的第二發送管腳；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絡芯片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絡芯片U2的第四接收管腳，排阻PZ2的管腳2與RJ45接口 CNl的第三發送管腳相連后接入網絡芯片U2的第三發送管腳，排阻PZ2的管腳I與RJ45接口 CNl的第四發送管腳相連后接入網絡芯片U2的第四發送管腳；網絡芯片U2的數據管腳分別接入處理器核心板Pl的數據管腳，網絡芯片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時鐘輸出管腳接FPGA芯片U3的差分時鐘輸入管腳；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的時鐘管腳相連后接入FPGA芯片U3的時鐘管腳，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的數據輸入管腳相連后接入FPGA芯片U3的數據輸入管腳，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，FPGA芯片U3的數據管腳分別接入處理器核心板Pl的數據管腳，FPGA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的驅動電壓管腳，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的數據管腳分別接處理器核心板Pl的液晶數據管腳。
[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的負極、紅外接收頭U4的接地管腳均接地。
[0015]本發明的有益效果是:本發明能夠為培育人員提供對植物工廠大規模LED光源智能化的遠程集群調控，幫助植物工廠培育人員在植物不同的生長階段提供其所需的光質、光強、光周期，大大加強了植物對光源的利用率，提高植