角度可调式草莓种植架光照控制器
技术领域
本发明涉及一种智能种植控制装置，尤其涉及一种角度可调式草莓种植架光照控制器。
背景技术
草莓在生长过程中，光照是非常重要的因素，它将直接影响草莓的糖度和果实质量，而由于草莓多种植在温度大棚内，因此光照强度会受到很大的影响，传统的方式主要是通过调节遮光膜或遮光玻璃的遮挡程度来使更多的光照投射到温室大棚内部，但是由于光照强度位置会随时间实时进行变化，因此传统的调节方式会大大减少草莓接受光照量。
发明内容
本发明的目的：提供一种智能检测光照强度位置并实时动态调节位置的角度可调式草莓种植架光照控制器。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种角度可调式草莓种植架光照控制器，包括单步旋转中心座、旋转驱动电路、光照强度旋转检测器、零点位置对光管、光强调节数控器和射频通讯转发器，所述的单步旋转中心座安装在整个草莓种植架下方并且与旋转驱动电路相连接，所述的光照强度旋转检测器通过吊杆悬挂在温室中部，所述的零点位置对光管竖直安装在温室内部，所述的光强调节数控器通过数据线分别与旋转驱动电路和射频通讯转发器相连接。
上述的角度可调式草莓种植架光照控制器，其中，所述的旋转驱动电路内部采用了集成步进电机驱动器TMC2100，所述的旋转驱动电路通过DIR、STEP控制电路与光强调节数控器连接，通过OA+和OB+与单步旋转中心座相连接。
上述的角度可调式草莓种植架光照控制器，其中，所述的光照强度旋转检测器包括了环境光数字转换TSL45315芯片、CC1350射频单片机、红外输出管和步进电机模块，所述的环境光数字转换TSL45315芯片通过SDA/SCL双线接口连接到CC1350射频单片机，红外输出管通过GPIO接口连接到CC1350射频单片机，所述的步进电机模块内部集成步进电机驱动器TMC2100。
上述的角度可调式草莓种植架光照控制器，其中，所述的光强调节数控器包括了51内核的单片机C8051F360DK模块和一个红外输出管。
上述的角度可调式草莓种植架光照控制器，其中，所述的射频通讯转发器采用了CC1120窄带系统射频收发芯片及数字接口组成的射频转发器。
本发明通过光照强度旋转检测器来定期检测光照强度最大位置，从而辅助单步旋转中心座将草莓种植架动态调节到光照强度最大位置，以实现草莓生长的最佳光照状态。
附图说明
图1是本发明角度可调式草莓种植架光照控制器的立体图。
图2是本发明角度可调式草莓种植架光照控制器的原理图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明的实施例。
请参见图1和图2所示，一种角度可调式草莓种植架光照控制器，包括单步旋转中心座1、旋转驱动电路2、光照强度旋转检测器3、零点位置对光管4、光强调节数控器5和射频通讯转发器6，所述的单步旋转中心座1安装在整个草莓种植架下方并且与旋转驱动电路2相连接，所述的光照强度旋转检测器3通过吊杆7悬挂在温室中部，所述的零点位置对光管4竖直安装在温室内部，所述的光强调节数控器5通过数据线分别与旋转驱动电路2和射频通讯转发器6相连接。
优选地，所述的旋转驱动电路2内部采用了集成步进电机驱动器TMC2100，所述的旋转驱动电路2通过DIR、STEP控制电路与光强调节数控器5连接，通过OA+和OB+与单步旋转中心座1相连接。所述的单步旋转中心座1为一个步进电机驱动的旋转底座。
优选地，所述的光照强度旋转检测器3包括了环境光数字转换TSL45315芯片8、CC1350射频单片机9、红外输出管10和步进电机模块12，所述的环境光数字转换TSL45315芯片8通过SDA/SCL双线接口连接到CC1350射频单片机9，红外输出管10通过GPIO接口连接到CC1350射频单片机9，所述的步进电机模块12内部集成步进电机驱动器TMC2100。所述的红外输出管10根据是否接收到红外信号会对应输出高逻辑电平信号和低逻辑电平信号，所述的环境光数字转换TSL45315芯片8与红外输出管10设置在同一个角度位置。
优选地，所述的光强调节数控器5包括了51内核的单片机C8051F360DK模块11和一个红外输出管10。
优选地，所述的射频通讯转发器6采用了CC1120窄带系统射频收发芯片及数字接口组成的射频转发器。
所述的零点位置对光管4竖直安装在温室内部，通过上方安装的两个红外发射筒13来标定单步旋转中心座1和光照强度旋转检测器3的初始零点位置，当管理人员通过设置在远端的控制计算机向射频通讯转发器6和光照强度旋转检测器3中的CC1350射频单片机9的无线网络地址无线发送调零命令时，所述的射频通讯转发器6和CC1350射频单片机9能够通过RF收发电路无线接收到该调零命令，射频通讯转发器6接收到该调零命令后，会通过兼容SPI协议数字接口将调零命令传输到光强调节数控器5中的51内核的单片机C8051F360DK模块11中，单片机C8051F360DK模块11接收到该调零命令会通过两路GPIO接口分别发送高电平信号和连续脉冲信号到旋转驱动电路2的DIR接口和STEP接口，从而控制旋转驱动电路2驱动单步旋转中心座1连续旋转，由于单步旋转中心座1的旋转轴固定在地面上，因此当整个单步旋转中心座1旋转时，单步旋转中心座1上光强调节数控器5中的红外输出管10会跟随单步旋转中心座1同步旋转，并且单片机C8051F360DK模块11会通过GPIO接口实时采集光强调节数控器5上的红外输出管10输出的电平信号，当单片机C8051F360DK模块11采集到红外输出管10输出的高电平信号时，代表整个单步旋转中心座1旋转到了与零点位置对光管4对应的零点位置，于是单片机C8051F360DK模块11会通过两路GPIO接口同时发送低电平信号到旋转驱动电路2的DIR接口和STEP接口，从而控制旋转驱动电路2驱动单步旋转中心座1停止旋转。CC1350射频单片机9接收到该调零命令后，也会通过两路GPIO接口分别发送高电平信号和连续脉冲信号到步进电机模块12的DIR接口和STEP接口，从而控制步进电机模块12连续旋转，由于步进电机模块12的旋转轴固定在吊杆7上，因此当步进电机模块12连续旋转时，光照强度旋转检测器3上的所有设备都会跟随步进电机模块12同步旋转，同步地，CC1350射频单片机9会通过GPIO接口实时采集光照强度旋转检测器3上的红外输出管10输出的开关量信号，当CC1350射频单片机9采集到红外输出管10输出的高电平信号时，代表整个光照强度旋转检测器3旋转到了与零点位置对光管4对应的零点位置，于是CC1350射频单片机9会通过两路GPIO接口同时发送低电平信号到步进电机模块12的DIR接口和STEP接口，从而控制步进电机模块12停止旋转，通过以上的操作，能够完成单步旋转中心座1和光照强度旋转检测器3的位置调零操作。
调零操作完成，管理人员通过设置在远端的控制计算机向射频通讯转发器6和光照强度旋转检测器3中的CC1350射频单片机9的无线网络地址无线发送光照强度调节命令，CC1350射频单片机9射频接收到该光照强度调节命令后，会通过两路GPIO接口分别发送高电平信号和单脉冲信号到步进电机模块12的DIR接口和STEP接口，从而控制整个光照强度旋转检测器3按照单步一度角进行单步旋转，并且每旋转一度角，CC1350射频单片机9就会通过I2C数字接口采集环境光数字转换TSL45315芯片8所检测的当前旋转角度位置的光照强度数值，并且将当前旋转角度数值与对应光照强度数值进行关联绑定，于是当CC1350射频单片机9控制整个光照强度旋转检测器3旋转360度一圈时，CC1350射频单片机9就能够检测出温室环境内哪个角度位置的光照强度数值最大，并且通过内部的RF收发电路将光照强度数值最大的角度位置数据无线发送到射频通讯转发器6所在的无线网络地址，射频通讯转发器6无线接收到该数据后，会通过兼容SPI协议数字接口传输到单片机C8051F360DK模块11中，单片机C8051F360DK模块11根据该光照强度最大的旋转角度数值，对应换算成特定脉冲数值，并且通过两路GPIO接口分别发送该特定脉冲数值的脉冲信号和高电平信号到旋转驱动电路2的STEP接口和DIR接口，从而通过旋转驱动电路2驱动单步旋转中心座1旋转与特定脉冲数值对应的角度数值，而该角度数值对应的位置就是光照强度旋转检测器3所检测的温室环境内的当前时段的最大光照强度的角度位置，因此就能够实现单步旋转中心座1上的草莓种植架上的草莓能够接受到最大的光照强度。并且CC1350射频单片机9会每隔1分钟控制步进电机模块12单步旋转360度以实现光照强度旋转检测器3对整个360度旋转范围重新进行一次光照强度检测，以确定新的光照强度最大的角度位置，从而调节控制单步旋转中心座1同步跟随旋转到该光照强度最大的新的角度位置，以便于保持单步旋转中心座1上的草莓种植架上的草莓时刻接收最大的光照强度照射。
本发明的工作时间是处于白天光照强度较大的时间范围，而在夜间及光照强度较低的阴天，管理人员可以通过远程无线命令关闭整个装置的检测操作。
本发明通过光照强度旋转检测器来定期检测光照强度最大位置，从而辅助单步旋转中心座将草莓种植架动态调节到光照强度最大位置，以实现草莓生长的最佳光照状态。
