LED家庭植物工厂控制系统设计

韩丽丽，程 峥，牛萍娟，田海涛，梁立君，刘 雷，罗德智

(1.天津工业大学电气工程与自动化学院，天津 300387；2.天津工业大学电子与信息工程学院，天津 300387；3.天津工业大学大功率半导体照明应用系统教育部工程中心，天津 300387)

引言

图1 系统功能设计Fig.1 Design of system function

近年来，随着植物工厂LED照明研究的深入，新成果不断涌现[1-3]。LED光源具有体积小、寿命长、光色可调等优点，被认为是全人工光型植物工厂的理想光源[4-6]。随着大型植物工厂研究不断深入，家庭植物工厂受到人们越来越多的关注。2010年中国农业科学院推出了一款“低碳·智能·家庭植物工厂”，它包含三层立体栽培空间，所用光源为白光LED[7]。2012年北京某公司研制了一种适合于楼宇、家庭使用的JPWZ-1家庭植物工厂，实现了栽培区的温湿度环境的精准控制[8]。2015年中国农业科学院研制出了两种型号的家庭植物工厂[9]。

目前我国研发的家庭植物工厂控制系统大多选用PLC作为核心控制器，成本较高；在营养液循环过程中，会出现有害微生物和植物自毒物质，依靠现有技术往往净化不彻底；且应用物联网技术衍生出的设备云平台技术的实例很少。以上这些问题有待改进。我们通过对现有的家庭植物工厂控制系统进行分析，结合嵌入式技术、LED光源技术、无线通信技术、设备云平台技术、智能控制技术，设计并开发了一种LED家庭植物工厂控制系统。

1 系统总体设计

1)控制系统功能设计。如图1所示，LED家庭植物工厂控制系统由核心处理器、传感器、LCD人机交互模块、数据存储模块、电源、WIFI通信模块、输出控制模块以及Android APP组成。……