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澳门新萄京最大平台点亮八个LED灯

2019-07-15 13:10

  近十多年来,得益于蓝光LED的出现与红蓝LED组合光源的研制成功,以及基于网络的智能控制技术的应用,植物工厂人工光源能耗明显降低,栽培层间距进一步缩短,能效比大有了幅度提升。与此同时,智能控制器、传感器以及物联网技术的应用也为植物工厂智能化管控提供了可能。

设计定义:

  我们可以看到,在这一时期内,全国多个国家加快了对植物工厂的产业化步伐与研发力度。自2009年开始,日本就提出大力发展植物工厂、振兴现代农业计划。同年,韩国政府也开始支持科研机构与企业共同进行人工光植物工厂的研发。

二选一多路器

  美国则一方面通过植物工厂的研究为空间站和星球探索提供食物保障,另一方面提出了“摩天大楼农业”的构想,将从空间上突破植物资源瓶颈……

两个输入IO,a、b。可以是高电平,

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输入按键按下时,LED灯与a端口状态保持一致,

  LED植物工厂:

按键释放时,LED灯与b端口状态保持一致

  事实上,中国从上世纪90年代已开始植物工厂研发工作,2002年成功研发了自然光植物工厂,2005年研制出LED植物工厂实验系统,并在2010年上海世博会首次展出家庭LED植物工厂。2013年国家正式将“智能化植物工厂生产技术研究”项目列入“863”计划,目前拥有不同规模的人工光植物工厂约100座。

设计输入:创建一个project

  植物工厂逐渐火热发展势头,也吸引了众多LED照明行业中人的注意,再加上今年国家主席习近平在参观国家“十二五”科技创新成就展上,对中国农业科学院自主研发的智能LED植物工厂显现出了一定的关注度,尤其让有意投身这一行业的人士欢喜雀跃,对其未来的发展更平添了诸多信心。

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  LED灯点亮高值农业“钱”景

编写功能代码

  运用科技协助高经济作物是农业新趋势,尤其是将LED光源应用在植物成长方面,更是近年来的重大突破。台湾地区工研院发现以LED灯取代白炽灯作为农作物的夜间照明,可以解决光照不足所造成的产量问题,也能够达到节能省电的效益,增加农民收益。

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  LED“智慧温室”

module LED(a,b,key_in,led_out);
input a;//输入端口a,b;
input b;

  台工研院发展“智慧温室”,运用智慧LED光照调控技术种植有机芦笋,并导入种植环境自动化监控系统,可以每日自动量测室内的光照度、空气及土壤温度、湿度、电导度等资料,并透过相关数据分析调控LED灯具的光量输出,创造最佳的芦笋种植光环境。

input key_in;//按键输入,实现输入通道的选择

  目前已证实透过LED光照,质量总和效益可提升32%。未来可将此示范场域软硬体技术与生产管理模式完整复制,扩大运用到其他农作物生产、植物工厂、简易温室大棚等场域。

output led_out;//led控制端口

  LED光照缩短种植到开花结果所需的天数

assign led_out=(key_in==0)?a:b;//当key_in==0,led_out=a;

  同时,台工研院也与新竹香山草莓园合作,利用LED光照可以缩短种植到开花结果所需的天数,已至少可缩短10到15天,提早收成上市增加产期数,还能控制草莓植株成长形态、产量、品质,以及抑制病虫害的发生,LED光照技术的加值效益,也让草莓种植成为高值化农业之一。

endmodule

  在台工研院协助下,彰化县溪湖镇种植葡萄的农友王礼深,也将LED夜间灯照装置运用于葡萄园。由于台湾地区葡萄园以架棚种植,葡萄树在棚上开枝、散叶、结果,因此LED灯必须由下往上照射,才能发挥最大经济效益;经过不断修改LED灯的设计与布建位置,最终成功研发出可取代白炽灯的模组,可以为农友节约相当可观的电费哟。

 

  台湾的LED定制补光

编写testbench 

  目前台湾工研院的智慧化LED光照调控技术已经在台湾地区大规模的试验了,其中,台湾地区南投、新竹、彰化的茭白笋、芦笋、草莓与葡萄等农地获得采用,并且展现出了不错的种植成果。LED光源可选特定波长调整光量及光质,符合植物所需的光波,作为调控农作物产期、产量及品质,且台湾地区LED光电产业具有完整的供应链与客制化设计能力,农业先进种植技术尤其独步全球,若结合两者优势,将可创造出拥有世界竞争力的高附加价值LED光应用以及高品质农产品(000061)。运用一盏盏的LED灯,台工研院替农友点亮高价值经济作物之路,也让台湾地区的有机农业更加剔透明亮。

`timescale 1ns/1ps

module LED_tb;

reg signal_a;
reg signal_b;
reg signal_c;

//激励信号定义,对应连接到待测试模块的输入输出
wire led;

//待检测信号定义,对应连接到待测试模块的输出端口
LED u0(

.a(signal_a),

.b(signal_澳门新萄京最大平台,b),

.key_in(signal_c),

.led_out(led));

//例化待测试模块

initial
begin

signal_a=0;signal_b=0;signal_c=0;

#100//延时100ms

signal_a=0;signal_b=0;signal_c=1;
#100

signal_a=0;signal_b=1;signal_c=0;
#100

signal_a=0;signal_b=1;signal_c=1;
#100

signal_a=1;signal_b=0;signal_c=0;
#100

signal_a=1;signal_b=0;signal_c=1;
#100

signal_a=1;signal_b=1;signal_c=0;
#100

signal_a=1;signal_b=1;signal_c=1;
$stop;

//产生激励
end
endmodule

 

 

设置脚本

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前仿

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前仿结果

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后仿结果

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 会发现在后仿的波形中会产生脉冲波形

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 还存在逻辑的延迟

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这些问题在后面的学习中,现在重点学习流程。

 

假设这些问题都是可以接受的,现在回到quartus II中对IO进行分配,将设计对应到具体的电路板。

这里查阅DE1-SOC开发板的硬件引脚文档,可以查到键盘和LED灯的接口。

(友晶DE-SOC相关资料可以在 上下载

相应的管脚分配图可以在DE1-SOC_V.1.2.0_SystemCDSchematic文件夹下找到。)

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从图中可以看出可以选择LED为V16等四个灯,KEY为AA14等案件,a,b信号输入选择AC12,AD12等SW拨码开关

 

下面选择引脚分配

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 设置好后的引脚分配图,设置好后点击关闭即可。

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 全编译后,点点击programer澳门新萄京最大平台 14键即可打开下载界面。点击Hardware Setup

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 选择DE-soc后close(第一次用开发板的可能没有这个选项,这个在最后的附录中将进行补充)

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然后点击autodetect,选择FPGA设置,FPGA和HPS装置会出现在JTAG chain里面

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 选定器件后右键,选择Change file

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 选定软件程序生成的output file 下的.sof文件,最后点击start即可成功烧写到开发板中。

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 实物测试方法

把SW1拨到靠灯一端,SW5在另一端,按下KEY0后LED灯会亮,不按下会熄灭,效果如下图所示。

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到这里,整个项目的基本开发流程就基本能够理解了。

附录:

第一次插上DE1-soc系统因为没有驱动,会检测不到开发板,打开系统的设备管理器会发现有个无法检测的设备。

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双击它后选择驱动导入-----》然后自己从quartus-----》安装路径quartusdrivers\usb-blaster-ii中导入即可添加设备驱动。

 

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