本實(shí)用新型涉及植物組培參數(shù)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種植物組培光照控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著人們生活水平的提高，對蘭花、菊花、牡丹等觀賞類花卉和石斛、人參、川芎等高藥用價值的植物需求越來越大，借助植物組織培養(yǎng)技術(shù)可在短時間內(nèi)獲得大量同品質(zhì)種苗，因其不受外界氣候、地勢、地域和時間等條件的約束，目前已經(jīng)成為遺傳育種、種質(zhì)資源保護(hù)和脫毒快繁的重要手段。植物組織培養(yǎng)不僅受培養(yǎng)基類型、各種植物激素和有機(jī)物質(zhì)在培養(yǎng)基中的含量和比例的影響，而且光照、溫度、濕度、二氧化碳濃度、植株密度、培養(yǎng)容器中空氣的流速等環(huán)境因子都影響種苗的生長發(fā)育和有機(jī)物積累。

植物的光合作用隨著光照強(qiáng)度的增加而提高，當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到峰值后，凈光合速率反而下降，光強(qiáng)起到抑制作用，這個臨界值就是光合作用的光飽和點(diǎn)。當(dāng)超過光飽和點(diǎn)后，光合作用的效率就會下降，并造成光器官的不可逆損傷。光照時間是影響植物培育的又一大因素，它不僅影響光合作用發(fā)生的時間，而且對植物器官形成、果實(shí)積累等形態(tài)有影響。不同植物對光照時間的需求不同，分長日照和短日照，同種植物在不同培育階段的光需求也不同。因此，光照強(qiáng)度和光照時間都在植物組培過程中起著巨大作用。目前，現(xiàn)有的組培都由LED燈提供光照，通過調(diào)整LED燈的亮度從而來對光照強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整，但現(xiàn)有的調(diào)整基本都是靠人工手動調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)不精確。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種植物組培光照控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能自動完成對植物組培過程中光照強(qiáng)度的調(diào)節(jié)，提高植物的培養(yǎng)效率。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：一種植物組培光照控制系統(tǒng)，包括PC機(jī)、ZigBee協(xié)調(diào)器、ZigBee無線通信模塊、中央處理器、光照度檢測模塊、信號放大模塊、LED照明組件和電源模塊，所述光照度檢測模塊與中央處理器連接用于檢測植物組培中的光照強(qiáng)度，所述信號放大模塊與中央處理器連接用于調(diào)整LED照明組件的光照亮度，所述PC機(jī)通過ZigBee協(xié)調(diào)器與ZigBee無線通信模塊連接，所述ZigBee無線通信模塊與中央處理器連接，所述電源模塊用于為系統(tǒng)提供電源。

如上所述的一種植物組培光照控制系統(tǒng)，進(jìn)一步說明為，所述中央處理器采用STM8S105K4芯片及其外圍電路組成的最小系統(tǒng)。

如上所述的一種植物組培光照控制系統(tǒng)，進(jìn)一步說明為，所述光照度檢測模塊包括硅光電池D1、定值電阻R1、定值電阻R2、定值電阻R3、定值電阻R4、可調(diào)電阻R5和運(yùn)算放大器U1，所述硅光電池D1的正極通過定值電阻R1與運(yùn)算放大器U1的反相輸入端連接，所述硅光電池D1的負(fù)極接地，所述定值電阻R2并聯(lián)在硅光電池D1的兩端，所述運(yùn)算放大器U1的同相輸入端通過定值電阻R3接地，所述運(yùn)算放大器U1的輸出端通過可調(diào)電阻R5和定值電阻R4后與運(yùn)算放大器U1的同相輸入端連接。

如上所述的一種植物組培光照控制系統(tǒng)，進(jìn)一步說明為，所述電源模塊包括電源和電壓轉(zhuǎn)換模塊，所述電壓轉(zhuǎn)換模塊用于將電源電壓轉(zhuǎn)化為若干不同數(shù)值的電壓。

如上所述的一種植物組培光照控制系統(tǒng)，進(jìn)一步說明為，還包括溫度傳感器，所述溫度傳感器與中央處理器連接用于檢測植物組培中的溫度。

本實(shí)用新型的有益效果是：通過ZigBee協(xié)調(diào)器和ZigBee無線通信模塊實(shí)現(xiàn)了中央處理器和PC機(jī)之間的信息傳遞，從而可以在遠(yuǎn)端通過PC機(jī)對植物組培中的光照強(qiáng)度進(jìn)行控制，保證植物在組培過程中的培養(yǎng)效率，操作方便，自動化程度高，光照強(qiáng)度控制準(zhǔn)確，同時該系統(tǒng)功耗低，成本低廉，具有很好的實(shí)用性。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為光照度檢測模塊電路圖。

圖3為電壓轉(zhuǎn)換模塊電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型實(shí)施方式做進(jìn)一步的闡述。

如圖1所示，本實(shí)用新型提供的一種植物組培光照控制系統(tǒng)，包括PC機(jī)、ZigBee協(xié)調(diào)器、ZigBee無線通信模塊、中央處理器、光照度檢測模塊、信號放大模塊、LED照明組件和電源模塊。

所述光照度檢測模塊與中央處理器連接用于檢測植物組培中的光照強(qiáng)度，作為優(yōu)選，所述中央處理器采用STM8S105K4芯片及其外圍電路組成的最小系統(tǒng)。所述光照度檢測模塊為光照度檢測電路，通過光電探測器件感知光信息變化，從而轉(zhuǎn)換為電壓或電流信號。作為優(yōu)選，如圖2所示，所述光照度檢測模塊包括硅光電池D1、定值電阻R1、定值電阻R2、定值電阻R3、定值電阻R4、可調(diào)電阻R5和運(yùn)算放大器U1，所述硅光電池D1的正極通過定值電阻R1與運(yùn)算放大器U1的反相輸入端連接，所述硅光電池D1的負(fù)極接地，所述定值電阻R2并聯(lián)在硅光電池D1的兩端，所述運(yùn)算放大器U1的同相輸入端通過定值電阻R3接地，所述運(yùn)算放大器U1的輸出端通過可調(diào)電阻R5和定值電阻R4后與運(yùn)算放大器U1的同相輸入端連接。所述光照度檢測模塊主要由硅光電池D1和運(yùn)算放大器U1組成，通過硅光電池D1感受光照強(qiáng)度，從而引起電壓電流的變化，在經(jīng)運(yùn)算放大器輸出后傳輸給中央處理器，如果所采用的中央處理器自帶有A/D轉(zhuǎn)換模塊，因此經(jīng)運(yùn)算放大器產(chǎn)生的信號可直接接入中央處理器的管腳中，如果中央處理器沒有自帶A/D轉(zhuǎn)換模塊，在運(yùn)算放大器的輸出端添加一A/D轉(zhuǎn)換模塊即可，結(jié)構(gòu)簡單。所述運(yùn)算放大器可以選用LM324芯片，該芯片的管腳接線如圖所示。該光照度檢測模塊結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉。

所述信號放大模塊與中央處理器連接用于調(diào)整LED照明組件的光照亮度，即通過調(diào)整LED照明組件的光照亮度來對植物組培的光照強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，由于中央處理器輸出的信號較弱，帶載能力小，不能直接驅(qū)動LED照明組件進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)，所以需要設(shè)置信號放大模塊，所述信號放大模塊對中央處理器的輸出進(jìn)行放大，所述信號放大模塊為現(xiàn)有技術(shù)，這里不做具體闡述。例如，所述信號放大模塊可以選用由場效應(yīng)管組成的放大電路，所述場效應(yīng)管可以選用N溝道增強(qiáng)型場效應(yīng)管LN2306。

所述PC機(jī)通過ZigBee協(xié)調(diào)器與ZigBee無線通信模塊連接，所述ZigBee無線通信模塊與中央處理器連接，即通過ZigBee協(xié)調(diào)器和ZigBee無線通信模塊實(shí)現(xiàn)了中央處理器和PC機(jī)之間的信息傳遞，從而可以在遠(yuǎn)端通過PC機(jī)對植物組培中的光照強(qiáng)度進(jìn)行控制，所述ZigBee協(xié)調(diào)器和ZigBee無線通信模塊均為現(xiàn)有技術(shù)，這里不做具體闡述。ZigBee功耗低、成本低和可靠性高，非常適合本系統(tǒng)使用。

所述電源模塊用于為系統(tǒng)提供電源。所述電源模塊包括電源和電壓轉(zhuǎn)換模塊，所述電壓轉(zhuǎn)換模塊用于將電源電壓轉(zhuǎn)化為若干不同數(shù)值的電壓，保證各個設(shè)備的正常使用。例如，電壓轉(zhuǎn)換模塊包括HT7533芯片及外圍電路組成，從而將12V電壓轉(zhuǎn)化為3.3V的穩(wěn)定電壓，從而保證工作電壓為3.3V的設(shè)備正常使用，具體電路圖如圖3所示。當(dāng)然該電壓轉(zhuǎn)換模塊還包括其他轉(zhuǎn)換芯片，這里不一一進(jìn)行闡述。

作為優(yōu)選，本系統(tǒng)還設(shè)有溫度傳感器，所述溫度傳感器與中央處理器連接用于檢測植物組培中的溫度，從而對植物組培過程中的溫度有所了解，方便及時作出調(diào)整。所述溫度傳感器為現(xiàn)有技術(shù)，這里不做具體闡述。

本實(shí)用新型的工作原理為：通過PC機(jī)輸入需要調(diào)整的光照強(qiáng)度，通過ZigBee協(xié)調(diào)器與ZigBee無線通信模塊傳輸給中央處理器，所述中央處理器通過光照度檢測模塊檢測當(dāng)前的實(shí)時光照強(qiáng)度，將當(dāng)前檢測的光照強(qiáng)度和傳輸過來所要達(dá)到的光照強(qiáng)度進(jìn)行對比處理，從而不斷調(diào)節(jié)LED照明組件的亮度，直到現(xiàn)場亮度符合要求為止，從而保證植物在組培過程中的光照需求，該系統(tǒng)操作方便，自動化程度高，光照強(qiáng)度控制準(zhǔn)確，同時該系統(tǒng)功耗低，成本低廉。

本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)例，在本實(shí)用新型的權(quán)利要求書所限定的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員不經(jīng)創(chuàng)造性勞動即可做出的各種變形或修改均受本專利的保護(hù)。