基于STM32的植物补光调控系统设计

文章摘要：光照是植物生长和发育的重要环境因子之一,在植物组织培养过程中,为了更好地利用LED光源对组培室内植物进行补光,节约能源和提高补光效率,设计了一种基于STM32的植物补光调控系统;系统采用STM32作为微控制器,设计植物补光总控中心和补光调控节点电路,补光总控中心通过RS485通信模块与安装在组培室内的多个补光调控节点进行指令和数据的通信,补光调控节点根据补光总控中心的任务指令和补光参数,协调补光调控节点的各个电路模块之间相互工作,实现按时、按量对组培室内的植物进行补光;经过实验测试结果表明,该系统环保、易操作且性能稳定可靠,能够实现补光的同时节约能源,进而减少了组培室的育苗成本,为在植物组培室内实现植物的补光提供参考。

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论文基本信息

• 标题：基于STM32的植物补光调控系统设计

• 期刊：计算机测量与控制，2021年第29卷第2期

• 作者：易艺、窦文淼（桂林电子科技大学信息科技学院）；莫燕兰、袁颂岳（桂林亦元生现代生物技术有限公司）

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研究背景与问题

• 核心问题：植物组织培养中，光照是影响生长的关键因素，但传统补光方式存在能源浪费、效率低的问题。

• 目标：设计一套智能补光系统，实现精准调控光照，同时降低能耗和育苗成本。

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技术方案与实现

1. 硬件架构

   • 主控芯片：STM32微控制器（高性能、低功耗，适合嵌入式控制）。

   • 系统组成：

     • 总控中心：负责任务调度与参数下发。

     • 补光调控节点：部署在组培室内，接收指令并控制LED光源。

   • 通信方式：RS485总线（抗干扰强，适合多节点远距离通信）。

2. 功能设计

   • 闭环控制技术：根据实时光照反馈动态调整LED亮度，避免过度补光。

   • 节能策略：按需定时、定量补光，减少无效能耗。

   • 多节点协同：支持多个调控节点统一管理，适应大面积组培室需求。

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实验结果与优势

• 测试结果：

  • 系统运行稳定可靠，补光精度高（按设定参数精准执行）。

  • 显著降低能耗，减少组培室育苗成本。

• 核心优势：

• 环保节能：优化光能利用效率，减少电力浪费。

• 易操作性：总控中心界面友好，参数配置简便。

• 扩展性：模块化设计，可灵活增减调控节点。

     

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