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[GD32F350作品提交] 智能植物生长LED光照控制系统

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一粒金砂(中级)

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发表于 2018-10-10 16:36:37 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 qi777ji 于 2018-10-12 16:27 编辑

   作品简介:         首先非常感谢EEWORLD和兆易创新的活动!光照是植物光合作用、生长发育不可缺少的重要环境因素,但光照受天气、季节影响很大,而研究表明人工光源可以作为植物光合作用的光源来使用,能为植物提供不间断的光照,不受天气影响。但传统人工光照光源通常采用荧光灯、高压钠灯和金属卤素灯等,但这些光源寿命短、效率低,其电气特性决定了这些光源的光强难以调节、调光效果差,应用度不高。LED光源体积小、重量轻、寿命长、发光效率高、波长类型丰富、高安全可靠和无环境污染。不同波长的LED组合可以很好的与植物光合作用需要的光谱相匹配,促进了植物生长,减短了植物开花结果的时间,提高了产量,使用LED植物生长光源更加具有环保节能的作用。
    为了高效的利用LED光源体对植物生长的促进作用,植物生长LED光照系统的设计开发可以很好实现这个目标。采用兆易创新GigaDevice公司基于ARM®Cortex™-M4处理器的32位微控制器GD32F350为控制核心的GD32 Colibri-F350RB 开发板为系统的主控制器,在此基础上编制完全原创的控制程序。利用PID自动控制技术编制相关算法,在GD32F350的程序中编写使用PID算法程序为核心的控制程序,采用PWM方式进行光照调节,利用上位机监控软件、传感器、GD32 Colibri-F350RB 开发板为系统的主控制器和LED驱动器等组成的植物生长LED光照控制系统,可以实现对植物光照环境进行实时监控和自动智能调节,极大提高了生产效率,解决了温室植物对光照环境的需求。
     

系统框图

系统框图
系统框图:

系统上位机检测控制软件,利用RS232串口与主控制器通信,可以实时控制主控制器和接收主控制器发送来的数据 ...

系统上位机检测控制软件,利用RS232串口与主控制器通信,可以实时控制主控制器和接收主控制器发送来的数据  ...

代码编译结果:
file:///C:/Users/lenovo/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.png

代码编译

代码编译


系统上位机检测控制软件,利用RS232串口与主控制器通信,可以实时控制主控制器和接收主控制器发送来的数据,包括串口数据收发控制、PID控制参数设置、各阈值设定、调光、记录数据、设置光照度等功能。系统硬件组成:

系统硬件组成

系统硬件组成



整个系统的硬件主要组成有GD32 Colibri-F350RB 开发板为系统的主控制器、XY-30光照传感器、LED驱动控制器、特殊波长的 LED光源、12V电源等。
上位机监控软件

上位机控制软见

上位机控制软见
演示系统在扰动下光照度控制过程记录,GD32F350以PID算法为控制程序的核心,进行自动控制调节,为演示过程拍摄故将系统的响应人为的设置了延时和限幅处理使拍摄更清楚,所以实际使用中各PID参数可以任意整定,响应速度可以很快!
光照波长配比调节1

光照波长配比调节1

光照波长配比调节1
光照波长配比调节2

光照波长配比调节2

光照波长配比调节2

光照波长配比调节3

光照波长配比调节3

光照波长配比调节3

演示系统在扰动下光照度控制过程记录1

演示系统在扰动下光照度控制过程记录1

演示系统在扰动下光照度控制过程记录1

演示系统在扰动下光照度控制过程记录2

演示系统在扰动下光照度控制过程记录2

演示系统在扰动下光照度控制过程记录2

项目演示视频兆易创新GD32F350设计大赛参赛项目演示 - 兆易创新GD32F350设计大赛活动 - (显示视频审核中,网站管理员估计要看一下审核!)
EEWORLD大学堂  http://training.eeworld.com.cn/c ... view=1#lesson/16122
上面演示过程视频中,(为演示过程拍摄故将系统的响应人为的设置了延时和限幅处理使拍摄更清楚,所以实际使用中各PID参数可以任意整定,响应速度可以很快!),系统在PID的控制下进行自动调节,保持系统稳定。
视频展示了整个系统硬件和软件,程序的编译和下载过程,上位机控制程序,上位机同GD32F350连接通信过程。上位机手动采集光GD32F350初始照数据10283LUX;接下来为控制器在各情况下根据上位机设定值自动调节测试,上位机设定照度值1000LUX指令系统自动调节到设定值的过程;上位机设定照度值4000LUX指令系统自动从1000LUX调节到设定值的过程;上位机设定照度值3300LUX指令系统自动从4000LUX调节到设定值的过程;上位机设定照度值3300LUX指令系统自动从8300LUX调节到设定值的过程;上位机设定照度值8300LUX指令系统自动从4000LUX调节到设定值的过程(中间加入人为突发扰动测试,手挡住光照传感器、打开/关闭办公室照明灯模拟光线突然变强测试系统响应等一列突发扰动测试);及上位机控制主控制器调节光照和光线波长配比测试,实现了项目所要求的相关功能,整个项目顺利完成!
完整代码如下,
qi777jiGD32F350DX.rar (5.11 MB, 下载次数: 6)


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 楼主| 发表于 2018-10-12 16:30:08 | 显示全部楼层
经验分享如下:
GD32-colibri-F350RX收到开箱
http://bbs.eeworld.com.cn/forum. ... d=869648&extra=
经验分享第2步工程文件建立
http://bbs.eeworld.com.cn/forum. ... d=974753&extra=
[经验分享] 第3步工程文件相关修改
http://bbs.eeworld.com.cn/forum. ... d=974754&extra=
[经验分享] 第4步呼吸灯按键功能实现
http://bbs.eeworld.com.cn/forum. ... d=974757&extra=


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