本發(fā)明涉及一種適用于商業(yè)和/或家庭應用的新型可控電力及照明配置。本發(fā)明特別涉及一種用于配置和自動控制發(fā)光二極管(led)光源，可選地以及基于非二極管的設備的方法，其由分配在母線上的低壓交流(ac)電力供電。此外，該新型電力和照明布置適用于以均勻、安全的方式在家庭或商業(yè)生長系統(tǒng)中極為靠近生物體，特別是能夠生長的生物體，比如植物。

本發(fā)明還涉及用于照明裝置的可控電力和照明配置，包括發(fā)光二極管(led)光源和非照明設備，其以均勻和安全的方式分配電力和光。

本發(fā)明還涉及一種方法，該方法允許根據特定家用系統(tǒng)或商業(yè)系統(tǒng)的需要，在1m²至超過10000m²的大表面積內單獨控制單個照明設備、照明設備組或照明設備陣列、以及非照明設備。

本發(fā)明還涉及一種方法，用于在商業(yè)或家用應用中控制各個led光源(leds)的波長、亮度和光周期。

本發(fā)明還涉及在商業(yè)系統(tǒng)和/或家用系統(tǒng)中提供led照明，如果有的話，和基于非led的設備的自動化控制、數字采集和報告，以及為了實時監(jiān)控和管理設備特定特征，使用與系統(tǒng)中預設條件相關聯的反饋回路和進化算法。

本發(fā)明還涉及在商業(yè)或家庭應用中，包括商業(yè)或家庭生長系統(tǒng)中使用的，提供12-50v交流電led照明的裝置，同時確保使用者安全且符合健康和安全電氣標準而無需防水。

本發(fā)明還涉及一種方法，其允許在生長環(huán)境的1m²至超過10,000m²的大表面積中單獨控制商業(yè)或家庭生長系統(tǒng)中的led光源的波長、亮度和光周期，以提供輔助燈光或生長室或多層生長中的唯一光源。

本發(fā)明還涉及商業(yè)或家庭生長系統(tǒng)中l(wèi)ed光源的間隔，以實現靠近、間隔合適、緊鄰生長材料例如植物的最佳均勻性。

本發(fā)明還涉及安全調節(jié)在商業(yè)或家庭生長系統(tǒng)中生長材料和照明配置之間的距離，如植物和led光源之間。

本發(fā)明還涉及提供自動化控制、數字采集和報告，以及實時監(jiān)控和管理波長、輻射強度、光周期和其他生長參數，以及與生長參數和其他條件相關聯的反饋回路和進化算法的使用。

背景技術：

已知發(fā)光二極管照明技術在商業(yè)應用，例如之前使用低效率/高成本氙氣燈(hid)鈉燈的街道照明中，傳送提高的電力效率，同時相關成本降低。led設備所需特征之一即能夠根據定制的商業(yè)或家庭系統(tǒng)的特定需求獨立控制各個波長，調節(jié)亮度和光周期。

使用led將光周期從毫秒調節(jié)到小時在技術上是可能的。led照明設備制造商已經使用傳統(tǒng)印刷電路板(pcb)設計了緊湊型led照明陣列，通常包括100個大功率led。這些是防水的，并由高壓通常為240v交流電供電。

由于超過50％供應至這種led陣列的電力通常轉換為熱能而不是輻射功率，這些緊湊型led照明陣列經常使用風扇空冷。鑒于家庭和商業(yè)消費者對與能耗浪費相關的環(huán)境成本的認識不斷增加，市售led陣列具有的相對低效率的能源轉換在某些情況下可成為其使用的阻礙。

因此，需要提供一種用于這種led照明陣列的電力系統(tǒng)，其將超過50％的所供電力轉換為輻射功率而不是熱能。

從商業(yè)角度來看，如果這樣的led陣列能在更節(jié)能的基礎上，并以經濟的方式運行，同時能夠遠程控制其波長、輻射強度和光周期，這顯然是非常有益的。

市售led光源使用直流電(dc)供能，這意味著它們通常置于極為靠近ac/dc逆變器處，通常為230v交流-24v直流。在低壓直流時，在短距離內有明顯的電壓下降，這意味著為了系統(tǒng)的效率，ac/dc逆變器必須置于與led光源距離小于5m的間距內，通常為大約2m。

使用基于led的照明設備為大規(guī)模商業(yè)或工業(yè)應用，或者需要大量led光源的高強度照明系統(tǒng)提供照明的特有缺陷是，無論是單個led光源之間還是led光源組之間必要的間隔意味著ac/dc逆變器之間的距離需要增加，因為這種布置通常意味著直流電壓下降的風險增加。

到目前為止，為了解決商業(yè)應用中電壓下降問題所做的努力已經提供了改進的照明系統(tǒng)，該照明系統(tǒng)利用與數量增加而尺寸較小的ac/dc逆變器相關聯的led光源，特別是led燈帶，也稱為燈條。除了上文中指出的led成本和額外的逆變器成本以外，這種改進的系統(tǒng)連接多個逆變器所需的高壓交流接線數量遠遠高于使用單一大型ac/dc逆變器所需。這在所有接線和逆變器必須是防水的大規(guī)模商業(yè)系統(tǒng)中尤其昂貴。此外，這種系統(tǒng)的復雜度意味著，如果發(fā)生任何故障，在這種改進的系統(tǒng)中控制led照明所需的措施，以及測量產生的波長、亮度和光周期將變得不切實際并具有潛在危險。

因此，需要提供一種用于向基于led的照明陣列提供電力和照明的系統(tǒng)，其克服了目前系統(tǒng)中電壓下降的限制，并能夠以均勻的方式傳遞輻射能分配，同時相對于目前可用的傳統(tǒng)緊湊型或帶式led照明陣列具有更好的功率轉換。

技術實現要素：

本發(fā)明包括適用于商業(yè)和/或家庭應用的新型改良的電力和照明配置。本發(fā)明特別涉及一種可控制的系統(tǒng)，用于為商業(yè)和/或家庭應用提供電力和照明，其中系統(tǒng)包括一個或多個led照明陣列，可選地以及一個或多個非led設備，其中照明和設備由分配至母線的低壓電力供電。

根據第一方面，本發(fā)明提供了適合商業(yè)或家庭使用的改進的可控制電力和照明系統(tǒng)，其中照明為包括led光源的led陣列，其中陣列由交流低壓電力供應供能，并且

(i)其中分配至陣列的低壓交流電力連接至位于外部或內部的主變壓器；

(ii)其中低壓交流電源由母線分配；

(iii)其中，供至每個led光源，或led光源組的低壓交流電在與每個led光源，或led光源組相關聯的ac/dc整流器轉換為低壓直流電。

(iv)其中，系統(tǒng)包括自動控制led陣列整體輸出、或者陣列中單個led光源或led光源組輸出的裝置；可選地，

(v)其中母線用于為系統(tǒng)內的一個或多個基于非led的設備供電。

根據另一方面，本發(fā)明提供一種適合商業(yè)或家庭使用的新型電力和照明系統(tǒng)，其包括帶有l(wèi)ed光源的led陣列，其中l(wèi)ed陣列由交流低壓電力供應供電，并且

(i)其中分配至陣列的該低壓交流電力聯接至外部主變壓器；

(ii)其中該低壓交流電力由鋁管母線分配；

(iii)其中供至每個led光源或led光源組的低壓交流電在與每個led光源、或led光源組相關聯的ac/dc整流器轉換為低壓直流電，

(iv)其中該系統(tǒng)包括自動控制led陣列整體輸出、或者陣列中單個led光源或led光源組輸出的裝置；并且，

(v)其中l(wèi)ed照明包括一個或多個led聚光燈、一個或多個led泛光燈、一個或多個led條形燈、包括一個或多個單獨的led光源的燈帶、或者led聚光燈、led泛光燈、led條形燈或者包含led的燈帶的任意組合。

根據另一方面，本發(fā)明提供一種如本文所定義的新型電力和照明系統(tǒng)，其中通過母線提供的電力線技術為照明系統(tǒng)提供控制系統(tǒng)，其中控制系統(tǒng)通過使用一個或多個led專用注冊芯片，與每個單獨led光源、或者一個或多個led的光源組、或者一個或多個led光源的陣列通信，以提供遠程控制監(jiān)控系統(tǒng)，其中系統(tǒng)中電壓下降的自動修正由本地逆變器控制，該本地逆變器與陣列中的每個led、led組相關聯。

另一方面提供一種上文定義的新型電力和照明系統(tǒng)，其具有基于網絡遠程控制的特征和裝置，用于提供高峰期主電力供應和非高峰期主電力供應之間的電源混配，也用于提供主電力供應和其他可再生電力供應，例如太陽能之間的電源混配。

根據另外的方面，本發(fā)明提供一種如上文定義的適合商業(yè)和家庭使用的新型電力和照明系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)額外包括一個或多個以下獨立特征、以及這些特征的任意組合：照明設備包括led燈帶；照明設備包括led聚光燈；照明設備包括led泛光燈；照明設備包括led聚光燈、led泛光燈和/或led燈帶的組合；電力線和陣列注冊的結合使得能夠對系統(tǒng)進行無線遠程控制和監(jiān)控；系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)中的反饋回路，使得能夠在建筑內實時調整led。

根據另一方面，本發(fā)明提供一種如上文定義的適合商業(yè)或家庭使用的新型電力和照明系統(tǒng)，其中電力和照明系統(tǒng)中的每個單獨的led光源和/或非led設備、或光源組和/或非led裝置、或光源陣列和/或非led設備能夠單獨注冊，以便通過網絡最終控制，通過電力線通信芯片實現此種控制，并且所有數據經由云網絡采集。

根據另一方面，本發(fā)明提供一種改進的led陣列，其與用于生長系統(tǒng)的本申請電力和照明系統(tǒng)一起使用，該生長系統(tǒng)包括一系列平行設置的鋁帶，其中各個led光源能夠沿各個單獨的帶的長度以任意間距隔開，其中各個單獨的帶與各個單獨相鄰帶的隔開的間距相似，其中l(wèi)ed陣列提供的整個led圖案接近均勻網格，并且其中l(wèi)ed燈帶由交流低壓電力供應供電。

還提供了適用于商業(yè)或家庭用途的電力和照明系統(tǒng)，其包括含有l(wèi)ed光源的led陣列，其中陣列由交流低壓電力供應供電，

(i)其中分配到陣列的低壓交流電聯接至外部變壓器；

(ii)其中低壓交流電由母線配電；

(iii)其中供應至各個燈帶的低壓交流電在關聯至各個燈帶的ac/dc逆變器處轉換為低壓直流電；并且

(iv)其中系統(tǒng)包括自動控制led陣列整體輸出、或者陣列中單個led光源或led光源組輸出的裝置。

本發(fā)明的這些方面和其它方面在下文中進行描述。

具體描述

發(fā)明優(yōu)點

申請人發(fā)現，通過使用本申請的電力和照明系統(tǒng)，其包括使用鋁母線和低電壓(<50vac)向一個或多個led陣列，可選地以及一個或多個基于非led的設備供電，使得在照明和/或電力成本方面具有前所未有的效率。

特別地，申請人發(fā)現，在商業(yè)和/或家庭應用的建筑內，處于低壓交流的母線能夠有利地用于向一個或多個led陣列中的led光源單獨地或成組地供電，并且可選地，向一個或多個基于非led的設備供電。

申請人還發(fā)現，通過母線提供的本文中也被稱為電力線技術的“電力線”技術，為照明系統(tǒng)提供理想的控制系統(tǒng)，其中通過使用一個或多個led專用注冊芯片來識別和控制單個光源或光源組，使控制系統(tǒng)與一個或多個led光源或一個或多個led光源陣列中的各個單獨的led光源/光源組通信，以提供遠程控制監(jiān)控系統(tǒng)，并且其中系統(tǒng)中電壓下降的自動修正由關聯至各個陣列的本地逆變器控制。

有利地，使用目前改進的電力和照明系統(tǒng)消除了在使用本申請電力和照明系統(tǒng)的商業(yè)或家庭環(huán)境附近，對任何高壓交流電力供應的需求，并且理想地，將任何高壓交流電移至遠處或外部位置。

由本文中電力和照明系統(tǒng)提供的理想照明靈活性，連同通過使用母線和的低壓(<50vac)用于配電、照明和/或電力成本成果方面前所未有的效率，以及有吸引力的控制系統(tǒng)的組合意味著本申請的電力和照明系統(tǒng)在商業(yè)和非商業(yè)/家庭應用中具有多種應用。

特別地，申請人發(fā)現，在商業(yè)和/或家庭應用建筑中，通有低壓交流電的鋁母線能夠用于向一個或多個led陣列中的led光源單個或成組供電，其中，由母線提供的“電力線”技術為照明系統(tǒng)提供控制系統(tǒng)，其中通過使用一個或多個用于識別的注冊芯片，使控制系統(tǒng)與各個單獨的led光源/光源組/光源陣列通信。

申請人還認識到，本文詳細描述的低壓交流母線的新用途對于在家庭和/或商業(yè)應用中向非照明特定設備提供電力是有用的。

有利的是，電力線技術與每個陣列上的注冊芯片相結合，對本文中的照明或電力和照明系統(tǒng)的組合進行全面的遠程控制和監(jiān)控。這樣的遠程控制不僅在維護電力使用方面具有優(yōu)勢，還可以建立可控的家庭和/或商業(yè)系統(tǒng)，這些系統(tǒng)可以根據用戶的特殊需要，進行定制/預編程從而在特定的時間段(分鐘、小時、天、周、月)內改變。

本文中，用于商業(yè)和/或家庭應用的電力和照明系統(tǒng)的基于互聯網遠程控制特征的進一步的優(yōu)勢是，能夠在高峰期主電力供應和非高峰期峰主電力供應之間，以及主電力供應，和或者可再生電力供應例如太陽能之間，有效執(zhí)行電源混配。

然而系統(tǒng)內led的總數量和其在系統(tǒng)內的布置將依賴于特定商業(yè)和/或家庭應用的需求，有利地，本系統(tǒng)與電力線技術的結合能夠管理和控制具有100,000或更多單個led的系統(tǒng)。本系統(tǒng)提供有關本文定義的任何led光源彼此間距的自由度以及陣列內的一個或多個led組彼此相對定位自由度。

照明反饋回路的優(yōu)點是系統(tǒng)能夠對外部(非led陣列相關聯的)光照水平反應，例如光傳感器，以及能夠對照明需求反應，例如運動傳感器，以在持續(xù)的基礎上提供優(yōu)化效率。

非led設備的反饋回路的優(yōu)點是系統(tǒng)能夠對局部環(huán)境因素反應，例如運動傳感器，以向非照明設備例如個人計算機、屏幕和類似的低活動度區(qū)域按需有效提供電力。

能夠根據要控制的特定系統(tǒng)的需要，通過使用電力線技術，或者使用無線連接至本地個人計算機，或者通過遠程網絡，或者通過使用電力線和無線技術的結合，對本系統(tǒng)中使用的led光源和基于非led的設備進行獨立控制。為了實現這種控制，在系統(tǒng)中使用的每個led光源、led燈具或者基于非led的裝置配有能夠分別識別和控制的注冊芯片。

有利地，本系統(tǒng)首次提供一種對復雜的電力和照明系統(tǒng)有效的“即插即用”系統(tǒng)，該“即插即用”系統(tǒng)可以由用戶根據要安裝的理想商業(yè)或家庭系統(tǒng)設計和改變，然后單獨的led或led組，以及一個或多個非照明設備可以如下文詳述地進行注冊和例行校正。

在下文中，在商業(yè)和家庭應用中提供電力和照明的本系統(tǒng)所使用的示范性配置由附圖示出，并進行討論。

定義

為了避免疑義，通過本申請電力和照明系統(tǒng)控制的光源和設備包括：如下文定義的led，其中所述led可單獨地，以一組或多組，或作為一個或多個獨立可控的陣列，進行獨立控制；以及如本文所定義的非照明/非led特定設備，其中所述非照明/非led特定裝置可單獨地或以一組或多組進行獨立控制。

本文定義的led燈帶為線狀帶，其包括一個或多個相互之間等間隔布置、并通過合適的接線相互連接的led。為了在下文的特定應用例如生長系統(tǒng)中使用，這樣的led燈帶與合適的t形托存帶共同設置并附著在其上，使得在這樣的系統(tǒng)中能夠易于使用?；诒疚亩x的led燈帶的條型led陣列是指一個或多個相連接的條型led陣列，該條形led陣列受常用控制手段控制。本文定義的條型led陣列是指一個或多個單獨的led燈帶或單獨led燈帶的組。

可通過本申請電力和照明系統(tǒng)控制的基于非led的設備，是任何適用于家庭和/或商業(yè)應用的非照明特定設備。為避免疑義，通過目前提出的系統(tǒng)，并經由設備特定注冊芯片和本地設備特定的逆變器/控制器接入系統(tǒng)，該逆變器/控制器用合適的插頭并入設備中，可對任何低電壓兼容設備進行供電。例如，在示例性的家用或商業(yè)系統(tǒng)中，可使用本系統(tǒng)為一個或多個設備，比如筆記本電腦、個人計算機(pc)、打印機、掃描儀、聽寫機、電話應答機、充電器，包括移動電話充電器、平板電腦充電器、移動游戲設備充電器、照相機和視頻充電器；電視機、監(jiān)視器、剃須刀、剪發(fā)器、收音機、煙霧報警器/檢測器、co2報警器/檢測器、安全報警器和傳感器等供電。包括家用環(huán)繞聲系統(tǒng)或整個房屋系統(tǒng)以及大型商用音響系統(tǒng)的音響系統(tǒng)也是通過本申請母線配置以及電力線路或本地/中繼無線技術進行配電及其遠程控制管理的合適配置。

本文所定義的家庭應用是指家庭建筑，其包括住宅和與住宅相關聯的附屬建筑物，比如并包括棚屋、車庫、外屋、花園房和家庭溫室等。

本文所定義的商業(yè)應用包括：工業(yè)建筑；商業(yè)建筑；適用或適合于促進生物體生長的場所，包括如下文詳細描述的溫室等；主要包括辦公室/用于伏案工作的空間的建筑；適合物料處理和/或存儲的建筑和/或倉庫；適合備貨的工廠或生產建筑；研究設施；醫(yī)院；機場航站樓；等等。本領域技術人員應當理解，任何需要電力和/或照明效率的建筑都能夠根據特定建筑的需求全部或部分適用本系統(tǒng)。

其它的商業(yè)應用包括：街道照明；泛光照明；公園和公共空間照明；停車場照明。

本文定義的遠程位置是指盡管在建筑的內部，但相對于照明系統(tǒng)例如機房，或者諸如此類，位于遠程位置的任何位置。

下文描述了本系統(tǒng)的特征，特別是家庭和/或商業(yè)應用的可控電力和照明系統(tǒng)的特征，該特征包括使用一根或多根母線的母線組件來將由一個或多個降壓器提供的低壓交流電力分配至電力和照明系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括led光源、可選地以及一個或多個基于非led的設備，其利用電力線技術來傳送通信網關。

母線

用于本系統(tǒng)的母線使用彼此共同運行的正母線和中性母線。本系統(tǒng)可以使用彼此平行、彼此不平行、或者母線以同心布置的方式設置而運行的正母線和中性母線的布置。在下文中，附圖示出了一段示例性的平行正母線和中性母線設置，并對其進行討論。如下文中關于一個布置中的特定led照明陣列所詳述地，通過任何合適的裝置，特別是通過從母線到每個燈帶的夾子，可實現從母線到本地整流器的+/-電連接，該本地整流器與各個包括led的t形燈帶相關聯。

相對于當前市售系統(tǒng)，母線布置的優(yōu)點包括：使用變壓器來實現交流電壓下降以及本地整流/本地電壓修正，來提供可用的低壓電力和照明系統(tǒng)；效率在90％到94％之間；自我調節(jié)系統(tǒng)控制手段；提供自動電壓校正；通過使用電力線技術能夠控制包括超過100,000個led的陣列；通過銅線提供的更高效的接線系統(tǒng)，只需要最終接線；提供“即插即用”led陣列；系統(tǒng)內使用至本地傳感器的無線連接，作為陣列內管理和遠程控制特征的一部分；以及能夠在長距離內以低壓交流電壓承受大電流。

進一步地，由于相比目前24/7監(jiān)控系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的運行成本具有前所未有的效率，并且建立的資本密集性更低，通常在便宜30％的范圍內，本申請生長系統(tǒng)系統(tǒng)首次提供用于緊鄰生物體的可靠、高效、可控并敏銳的led陣列。

在使用本系統(tǒng)的商業(yè)和/或家庭應用中，電力最初從變壓器供至包括一根或多根主母線的主母線系統(tǒng)，之后供至一根或多根二級母線，并且可選地提供至一根或多根三級母線。為避免疑義，并且如上所述，本文使用的母線能夠應用多種設置，其中正母線和中性母線相互平行、相互不平行、或者其中母線以同心布置的方式設置。申請人已發(fā)現，為了有效的系統(tǒng)設計，應用相互平行運行的正母線和中性母線的母線組件是特別有用的。在下文中，這個特征在附圖中示出，并進行討論。

在這樣的系統(tǒng)中，包括一跟或多跟母線的母線系統(tǒng)是指彼此平行運行的一根或多根正母線和中性母線，其中母線相互連接，或者接入例如二級母線，或者其中母線中的一根或其它成形或彎曲以便適合置于商業(yè)或家庭地點，然后所述母線在這種接入處、彎曲處或其他成形部分可以彼此不平行。

因此本申請?zhí)峁┮环N用于如上文定義的商業(yè)和/家庭應用的電力和照明系統(tǒng)，其中電力經由包括主母線系統(tǒng)的母線組件分配，該主母線系統(tǒng)包括一根或多根主母線，并且之后分配至一根或多根二級母線，可選地以及一根或多根三級母線。

任何由導電材料特別是金屬，比如鋁、銅或黃銅所制成的適合的母線，也被稱為匯流排、匯流條或者匯流板，可以用于本申請母線組件。本文中，用于商業(yè)和/或家庭布置的母線包括：管形母線、鋁制管形母線、銅制管形母線及其組合。本系統(tǒng)可根據特定電力和照明系統(tǒng)的需求，對主母線、二級母線和三級母線布置中的每一個使用不同母線，或者對每一個使用相同的材料、或者適合的母線材料的任何其它組合。

因此，根據另一方面，本發(fā)明還包括一種本文中定義的系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有由al或cu或者其混合物制成的導電母線。為避免疑義，包括這些系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有主母線、二級母線，可選地以及三級母線，其中主母線、二級母線，可選地以及三級母線組件中的每一個獨立包括al或cu母線。

盡管可使用任何合適形狀的這種母線，包括管形的、正方形的或者理想的其它形狀，申請人發(fā)現，為了最佳結果，優(yōu)選管形或者大體上管形的母線。管形母線本質上橫截面為圓形并且內部中空。具有任意壁厚和/或直徑的管形或者基本管形母線適用于本文。除非另有說明，其中下文使用的術語管形是指管形和/或者基本管形。母線的外表面可以是固體，或者可包括孔或者凹坑或者凹痕。各種不同母線形狀在本文的附圖中示出，并進行討論。

為避免疑義，合適母線的選擇，特別是母線的壁厚和/或直徑，將依賴于使用該母線的商業(yè)和/或家庭電力和照明系統(tǒng)的特定部分的需求，包括下列角度：在所需處為led陣列或多個陣列提供必要的支撐等級，或者是為了提供由母線系統(tǒng)提供和分配的特定功率載荷每米的最佳成本。正因如此，本文中使用的包括al和/或cu母線的金屬母線可設計成具有大直徑和小壁厚或小直徑和較大壁厚，以實現對于每個功率負載(電流)每米的最佳成本。用于母線組件或母線組件的任何部分中的al和/或cu母線的選擇將取決于特定系統(tǒng)的要求，而cu是特別有效的導體，al較輕且性價比更高，能夠提供更多的設計靈活性。

不希望受到任何特定理論的束縛，本文提出了本文優(yōu)選使用具有大直徑和小壁厚的金屬母線，特別是al和/或cu母線，特別是用于本文母線組件中的管形或基本上管形的al和/或cu母線，因為與具有小直徑和較大壁厚的母線相比，使用具有交流電(ac)的這種母線具有理想的集膚效應特性。本申請?zhí)岢?，比起具有較大壁厚和較小直徑的母線，使用優(yōu)選的母線分配低壓交流電力在母線的外表面和母線的集膚深度之間獲得更高的電流密度。可以使用任何合適直徑和寬度的市售管形母線。用作本文電力和照明系統(tǒng)中的主母線或主要母線的示例性母線是管形鋁母線。用于本文的合適的鋁母線是市售的中空管形鋁母線，包括可從alcomet公司獲得的外徑范圍為25mm至250mm的管形鋁母線。

市售的銅制管形母線或者大體上管形的母線可應用于本系統(tǒng)，無論是中空管形銅母線還是基本管形的銅母線。可選地，銅接線能夠連接至本申請母線組件，并特別適合用作本系統(tǒng)的虛擬三級母線。本申請母線組件、管和/或接線中銅母線的使用，有利地使得能夠輕易將led光源定位在其所選擇地點。為了避免疑義，如下文中所討論，其中使用銅線的系統(tǒng)中的這些點距離非常小并且電流非常低，并且接線僅將電力分配在第三級，即直接分配至led光源或諸如此類。

為避免疑義，例如通過使用下文詳述的t型帶，pcb直接連接至母線，對于使用本電力和照明系統(tǒng)來控制led陣列，使用銅線來實現各個led的連接不是必要的。

在許多商業(yè)和/或家庭建筑中，主母線通常具有垂直或者基本垂直的設置，并可位于外部、內部或中心。該特征在下文的附圖中示出。通過二級母線系統(tǒng)，該二級母線系統(tǒng)包括在建筑物每個樓層或每層上水平或基本上水平設置的一系列二級母線，可選地或者接線，電力可以從這些主母線分配到整個系統(tǒng)中的照明陣列。三級電力供應系統(tǒng)包括在建筑物每個樓層或每層上水平或基本上水平設置的一系列三級母線，可選地或者低壓交流銅線。

很容易理解，本系統(tǒng)為家用和/或商業(yè)應用的母線組件提供了理想的設計靈活性，并且主母線、二級母線和三級母線系統(tǒng)的相對設置能夠內置定制的經濟、有效并可控的電力和照明系統(tǒng)。通常，母線的尺寸(直徑)在主系統(tǒng)和次系統(tǒng)之間減小，并且在二級系統(tǒng)和三級系統(tǒng)之間再次減小。該特征在附圖中進一步示出并進行討論。

通常，led照明的電力由二級母線裝置進行分配，照此，在大多數情況下，這種裝置將朝向房間、辦公室、倉庫或家庭和/或商業(yè)建筑的其他部分的天花板或屋頂進行設置，盡管該系統(tǒng)確實能夠從連接到墻壁的母線，或者從另外角度提供照明的其它結構而非簡單朝下的裝置，提供照明。在系統(tǒng)需要的情況下，二級母線裝置可以聯接至三級母線裝置以進一步向照明分配電力。

三級母線，可選地或低電壓銅線將來自二級母線的電力分配至如上文所詳述的led、以及也在上文定義的非led設備(如果有的話)。再次重申，對于非led設備，本系統(tǒng)提供的設計自由度允許這些母線根據建筑用戶的定制需求來設置，但是最常見地，將向非led設備配電的三級母線設置于位于或靠近該系統(tǒng)所應用的商業(yè)和/或家庭建筑的每層地板上。對于某些房間，比如廚房，有利地，三級系統(tǒng)可以位于工作臺/廚房單元高度之上。

根據另一方面，如上詳述的電力和照明系統(tǒng)可另外包括包覆的母線組件，其中每個主母線和二級母線的包覆的正母線和中性母線部件彼此平行、彼此不平行或彼此同心設置而運行，并且其中主母線基本垂直設置，并且其中二級母線基本水平設置。

用于本文的合適的母線包括已包覆母線，更特別地是塑料包覆的母線。可以使用適合于在母線上使用的任何合適的市售塑料涂層材料，特別是適用于al或cu母線的涂層。為了電絕緣和隔熱，可用任何合適的市售絕緣材料，例如熱收縮涂層，對用于本系統(tǒng)的母線進行保護。適用于本文使用的熱收縮母線管包括來自瑞侃公司(raychem)的bbit熱收縮母線管。在本文的附圖中示出了已包覆母線的一部分。

在主變壓器位于外部并且主母線系統(tǒng)完全或部分位于外部的系統(tǒng)中，可選地，主母線進一步包覆有合適的隔熱/防環(huán)境影響的涂層?？梢允褂眠m合于在母線上使用的任何合適的市售防熱和/或防環(huán)境影響材料，特別是適用于al或cu母線的防熱和/或防環(huán)境影響材料。

在本電力和照明系統(tǒng)中使用的母線組件中，當一個母線系統(tǒng)要連接到另一母線系統(tǒng)時，例如從二級母線連接到主母線，通過在主母線的期望的連接點處剝去塑料暴露金屬，并連接到二級母線相應暴露的金屬面，而實現該連接。當要進行電連接時，例如對于低壓接線(連接到led光源，led條形燈或包括一個或多個led光源的燈帶)連接至二級、或三級母線的最終布線，可以將連接點鉆入二級或三級母線。為了避免疑義，當主母線系統(tǒng)完全或部分位于外部時，可如上文所設計實現至次級系統(tǒng)的連接。

電力線通信功能

如上文所詳述，本發(fā)明提供可控的電力和照明系統(tǒng)，其包括具有通信功能的led陣列。

電力線技術能夠在現有交流電源波形之上包括通信功能。因此，除了本文詳細描述的用于led和非led設備的電力和照明系統(tǒng)的優(yōu)點和益處之外，另一方面本發(fā)明還提供了一種如本文詳細描述的具有通信功能的電力和照明系統(tǒng)。

電力線技術，也被稱為電力線通信(plc)、電力線載波、電力線數字用戶線路(pdsl)、電源通信、電力線電訊或者電力線網絡(pln)。為避免疑義，根據本文的一個或多個方面，本系統(tǒng)通過低壓交流母線組件基礎上的plc提供通信技術。在本電力和照明系統(tǒng)中，電力線技術和母線的組合提供同時在母線組件上傳輸數據的裝置、以及低壓交流電源的配電裝置。

除了本電力和照明系統(tǒng)提供的理想的可控的、低成本、高效率的優(yōu)點之外，電力線技術的利用能夠構建這種獨特的識別信息的系統(tǒng)，并降低安裝和運行的效率成本。因此，根據優(yōu)選的方面，提供了用于商業(yè)和/或家用的可控電源和照明裝置，該裝置包括含led電源的led陣列，其中該陣列由交流低壓電力供應供電，并且

(i)其中分配到陣列的低壓交流電聯接至主變壓器，該主變壓器可置于外部或內部；

(ii)其中低壓交流電由母線分配；其中供電至各個led光源或led光源組的低壓交流電在ac/dc整流器轉換為低壓直流電，該ac/dc整流器關聯至各個led光源或led光源組；

(iii)其中系統(tǒng)包括用于自動控制led陣列整體輸出、或者單個led光源輸出、或者led光源組輸出的裝置；

(iv)其中母線適用于向系統(tǒng)中一個或多個基于非led的設備供電；

(v)并且其中系統(tǒng)還包括結合通信的電力線技術、陣列內的注冊設備、以及基于非led的設備，并且其中系統(tǒng)能夠被遠程監(jiān)控和控制。

相比目前的市售系統(tǒng)，還包括電力線技術的本可控電力和/或照明系統(tǒng)的優(yōu)點包括：使用變壓器實現交流電壓降低與本地整流/本地電壓校正相結合，以提供可用的低壓電力和照明系統(tǒng)；效率在90％到94％之間；自我調節(jié)系統(tǒng)控制裝置；提供自動電壓校正；通過使用電力線技術能夠控制包括超過100,000個led的陣列；更高效的接線系統(tǒng)，只需要最終布線，并由銅線提供；提供“即插即用”led陣列；以及作為陣列中管理和遠程控制特征的一部分，至系統(tǒng)內部的本地傳感器的無線鏈接的潛在使用。

電力線技術和無線技術(wi-fi)的結合的潛在使用在下文進行討論。

此外，由于相比當前24/7監(jiān)控系統(tǒng)，包括母線、降壓交流變壓器、低壓交流電力分配和本文中詳述的電力線技術的這種可控系統(tǒng)在運行成本上具有前所未有的效率，而且建立的資本密集性更低，通常在便宜30％的范圍內，所以本發(fā)明的電力和/或照明系統(tǒng)通過可靠、高效、敏銳和可遠程控制的系統(tǒng)，首次提供一種裝置，其在商業(yè)和/或家庭應用中提供定制的led照明，并向非led設備(如果存在)供電。

根據另一方面，本發(fā)明的電力和照明系統(tǒng)提供一種裝置，其在1平方米至10,000平方米的大區(qū)域內，獨立控制在本系統(tǒng)中使用的一個或多個led陣列內的每個led光源或led光源組的波長、強度和光周期。通過在安裝時，或此后定期地注冊led或led組，整個系統(tǒng)、系統(tǒng)內的單獨的led光源、led光源組、led燈帶或者led燈帶組、或一個或多個led陣列在一定范圍輸入電流基礎上的輻射功率是已知的。

每個注冊的led可以根據需要使用光譜儀進行重新校準。該過程允許由本系統(tǒng)的照明方面提供的待測量的輻射功率的可重復性和數據記錄，并且在整個系統(tǒng)中，或在系統(tǒng)的單獨的地區(qū)、部分、辦公室、地板、工廠線或其他這種預定部分內，首次實時提供傳送給用戶的輻射功率信息，其中系統(tǒng)內的這些單獨區(qū)域與本文中之前定義并在本電力和照明系統(tǒng)中使用一個或多個led陣列內的相應led或led組相匹配。

因此，根據又一方面，本發(fā)明提供一種控制系統(tǒng)，用于在如本文中所定義的系統(tǒng)中的led照明設備和非照明/基于非led的設備，其中控制系統(tǒng)包括用于輻射功率測量的數據記錄的裝置，并且其中該非照明/基于非led的設備的控制系統(tǒng)包括用于電力消耗測量的數據記錄的裝置。

用于本文所定義的led光源和基于非led的設備的電力和照明系統(tǒng)的本控制系統(tǒng)使用智能軟件來管理數據，該數據從各種來源捕獲并中繼到控制系統(tǒng)，該來源包括：照明注冊芯片；整流器控制裝置；電力線通信芯片；無線技術；本地電腦；其他數據捕獲裝置；或其混合物和組合，以便為整個系統(tǒng)提供定制的監(jiān)測和控制。

在用于本可控電力和照明系統(tǒng)的照明陣列、或基于非led的設備、或基于非led的設備組、或led與基于非led的設備的組合內，每個led光源、光源組、led條形燈、led條形燈組、包括一個或多個led光源的燈帶、或包括一個或多個led光源的燈帶組能夠使用本文詳述的電力線技術獨立地進行控制，或者系統(tǒng)的需求要求可以通過電力線和無線技術的組合、，或者通過使用無線鏈接連到本地pc的獨立無線技術、或者通過互聯網遠程，來實現這種功能控制。

為了實現這種控制，陣列內的每個led光源或led光源組、或每個基于非led的設備或這種設備組裝配有可以被分別識別和控制的注冊芯片。

如下文所詳述，申請人還發(fā)現，除了電力線技術之外，本發(fā)明的可控電力和照明系統(tǒng)包括通過母線分配到一個或多個led陣列和一個或多個基于非led的設備(如果存在)的低壓交流電，其中具有本地注冊芯片的陣列或多個陣列和/或設備與本地/中繼器無線技術高度兼容。對于本文中需要能夠提供相當大/強大的無線信號強度的電力和照明系統(tǒng)，例如在需要互聯網接入的應用中，或者需要在系統(tǒng)內使用的智能設備可便攜，有利地可使用本地/中繼器無線技術。

變壓器

適用于本系統(tǒng)的變壓器為有效值(rms)為240-50v的交流變壓器。應當理解的是，這種變壓器的尺寸可以設計為供于單個建筑物或一系列建筑物、或單個建筑物內的一系列區(qū)段，以提供數千平方米的能力。為了安全起見，這種變壓器通常位于外部。為了優(yōu)化系統(tǒng)效率，優(yōu)選更大的變壓器，因此，當設計用于商業(yè)或家庭應用的新的電力和照明系統(tǒng)時，應考慮當前和未來的能力，以確保系統(tǒng)被設計為提供初始和持續(xù)的效率。通常，較大的變壓器提供更高的效率，通常在95-99％或更高的范圍內。

本申請電力和照明系統(tǒng)為商業(yè)和/或家用應用提供led照明，其中l(wèi)ed照明裝置相對于傳統(tǒng)系統(tǒng)具有電效率和輻射效率的優(yōu)點，以及相對于如果存在的基于非led的設備，具有功率上的優(yōu)點。

本系統(tǒng)能夠提供的電效率為下列范圍：結合輻射效率(電光轉化效率)大于約80％；大于約85％；大于約87％；對于與系統(tǒng)電連接的led和基于非led的設備，在以下范圍：大于約30％；大于約35％；大于約40％；大于約43％。

結合與各個led光源、或led光源組、或與每個基于非led的設備(如果存在)相關聯的本地整流器/本地電壓校正裝置(兩步式)，本系統(tǒng)對24/50v交流變壓器采用240v交流電，大規(guī)模地該交流變壓器的效率可高達99％?？梢赃x擇這樣的整流器以達到最佳的效率水平，并且理想地在效率約95％的范圍內。通過使用具有95％效率的本控制系統(tǒng)，本系統(tǒng)能夠在87％(99％×95％×95％)的范圍內提供電效率，其對應于約43％的電光轉化效率(50％×87％)，在一實施例中其中l(wèi)ed的輻射效率為50％。

因此，根據另一個方面，本發(fā)明提供如本文所定義的可控電力和照明系統(tǒng)，其包括led光源，并結合與各個led光源、或led光源組、或與每個基于非led的設備(如果存在)相關聯的本地整流器/本地電壓校正設備，對24/50v交流變壓器應用240v交流電。

在本文的附圖中示出了使用這種有效的電力和照明系統(tǒng)的家用和商業(yè)系統(tǒng)的表現形式。

為了適應商業(yè)系統(tǒng)，例如具有數千平方米的非常大空間的倉庫，申請人設計了一種改進的系統(tǒng)，其中主大型變壓器可以安裝在倉庫內的遠程點，其電力按照要求通過母線組件分配到照明陣列和任何非led設備，并且具有如本文所定義的遠程控制特征。只有到變壓器的內部布線才需要防水等級，系統(tǒng)的其余部分如上文所述。

為了避免疑義，在本申請用于商業(yè)和/或家用應用的電力和照明系統(tǒng)中，主交流變壓器可以位于內部或外部。如果本系統(tǒng)并入具有一個或多個交流變壓器的商業(yè)和/或家用建筑物，主交流變壓器可以根據具體建筑要求，外部設置于系統(tǒng)的中央位置；或者內部設置于建筑物中央或其頂部或底部。如本文所定義的中央位置包括：系統(tǒng)的中心位置；機房；中央機房；由本申請電力和照明系統(tǒng)供電的一組房間、地板、辦公室或建筑物等的中心位置。

因此，本發(fā)明另外提供了一種適用于根據本文詳述的任何方面的商業(yè)和/或家庭應用的電力和照明系統(tǒng)，其包括外部或內部主交流變壓器，其中當主交流變壓器在建筑物內部時，它可以置于建筑物的中央或位于建筑物的頂部或底部，并且其中當主ac變壓器在外部時，其置于中央位置。

變壓器高壓側的電源過載保護

根據另一方面，本發(fā)明提供了一種適合于如上文所定義的商業(yè)或家庭用途的新型照明系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)另外提供通過在變壓器的高壓側使用與變壓器相關的浪涌保護裝備，用于保護系統(tǒng)中的照明裝置免受電力浪涌的裝置?？梢允褂萌魏魏线m的浪涌保護裝備，也稱為浪涌保護設備、浪涌抑制設備或能夠防止低壓交流電的浪涌或尖峰從變壓器供給到系統(tǒng)的瞬變電壓浪涌抑制裝備。應當理解的是，任何特定浪涌保護裝備的選擇將取決于供至根據本發(fā)明的任何特定系統(tǒng)的特定低壓交流電水平。

因此根據本文定義的任一方面，本發(fā)明提供一種適合商業(yè)或家庭使用的新型照明系統(tǒng)，其中系統(tǒng)另外包括保護系統(tǒng)中的照明裝置免受電力浪涌的裝置。

在變壓器低壓側的看門狗浪涌保護

根據另一方面，本發(fā)明提供了用于保護系統(tǒng)中具有母線的可控電力和照明配置免受浪涌的附加裝置。除了上文所詳述的在變壓器高壓側的與變壓器相連的浪涌保護裝備之外，該系統(tǒng)還包括如本文所定義的在變壓器的低壓側上的看門狗型技術，其將每根母線上使用的實際功率與由軟件所預測的進行比較。與預設水平的差異可以并入控制系統(tǒng)以示為警報，并且任何預設的大差異可設置為切斷傳輸至不符合預設的配電水平的特定母線、或母線組的電力，以保護整個系統(tǒng)。

本文定義的看門狗型技術是指與運行于本文任一特定系統(tǒng)中的控制系統(tǒng)相兼容的裝備，其在本系統(tǒng)的配電裝置(母線/接線)內的一個或多個點處，實時監(jiān)控電力消耗和配電水平?？墒褂萌魏魏线m的監(jiān)控裝備比如功率計。

作為進一步的特征，如果分配給系統(tǒng)內任何特定母線或母線組的功率水平超過預定水平時，還可以安裝合適的常規(guī)保險絲，以提供附加的安全措施。為了避免疑義，這種預定的水平可根據具體系統(tǒng)的性質以及選用的特定保險絲的相關分斷能力/中斷等級而變化。

因此根據本文定義的任一方面，本發(fā)明提供一種適合商業(yè)或家庭使用的新型照明系統(tǒng)，其中系統(tǒng)還包括提供用于保護系統(tǒng)中的照明裝置免受電力浪涌的裝置，其中所述裝置包括使用浪涌保護裝備、看門狗計時裝備，可選地以及一個或多個保險絲相結合。

led和非led的電力供應和控制功能

如上文所詳述，申請人發(fā)現，有利地，具有低壓交流電的管形或基本管形的鋁母線能夠用于為商業(yè)和/或家庭應用中的復雜的電力和照明系統(tǒng)供電，電力和照明系統(tǒng)包括一個或多個led陣列中的單個或成組的led光源，可選地結合一個或多個基于非led的設備，其中通過母線提供的“電力線”技術為系統(tǒng)內的照明裝置，可選地以及非照明裝置，提供控制系統(tǒng)，并且其中控制系統(tǒng)通過使用用于識別的一個或多個注冊芯片，與每個單獨的led燈、或基于非led的設備(如果存在)、或其組、或led光源陣列通信。

可在本文用于商業(yè)和/或家庭應用的電力和照明系統(tǒng)中，使用任何已通過注冊芯片被聯接至低壓交流電的led陣列。本文中詳述了這種led陣列可通過其而進行注冊的裝置。

對于非照明裝置，例如手機充電器，充電插頭連接至低壓交流電電源，其通過并入設備引線或者充電器插頭的合適的轉換器轉換為直流電。可以通過使用聯至本地電腦的無線連接，或通過遠程網絡，或通過結合包含適合預注冊芯片的本地單獨控制器，來獨立地監(jiān)視和/或控制每個非照明設備，該預注冊芯片并入設備引線或者充電器插頭中。

為避免疑義，可使用任何提供wi-fi設施的市售的無線技術，由此基于非led的設備例如計算機、平板電腦或智能形式等等，能夠連接到因特網，或者無線連接至限定區(qū)域內即系統(tǒng)內的另一基于非led的設備。

如下文所詳述，led光源通過由母線組件配電并供應的低壓交流電供電。該低壓交流電通過使用合適的逆變器，在每個led光源、或者每個led光源裝置、在每個燈帶的尾部上轉換為直流電。陣列中的每個led光源、或led光源組能夠被獨立監(jiān)視并/或控制。

如本文所詳述，有利地，與母線組件相關聯的電力線技術用來為系統(tǒng)提供控制。包括電力線技術的電力和照明系統(tǒng)形式在本文的附圖中示出，并進行討論。

無線保真(wi-fi)/可見光無線通信(li-fi)

下文將詳細介紹進一步的和/或其它的控制系統(tǒng)特征，比如使用無線鏈接聯至本地pc或通過互聯網進行遠程訪問。

根據另一方面，本文中的每個led光源或者非led設備，包括陣列中單獨的led燈帶、led組、一個或多個led陣列、單獨的非照明設備、或者非照明裝置組，能夠最終通過網絡單獨控制，所有數據通過云端收集。

這種控制由鏈接到有無線功能的中央微控制器的本地電腦提供。例如，每個led燈帶，或者更典型地，每組led燈帶或一組鏈接的led中的一個led，接收無線信號，并通過一系列將燈帶鏈接在一起的低壓控制線，將該命令分配給led燈帶或led燈帶組中的每個單獨的led。這些相同的控制線和無線信號是雙向的，并且能夠發(fā)送命令，并收集來自本地傳感器和其他監(jiān)控裝備的數據。

本發(fā)明的可控、低成本、高效率的，包括led光源和非led設備的電力和照明系統(tǒng)的其它優(yōu)勢是能夠建立這種獨特識別信息的系統(tǒng)，以及能夠壓低安裝成本和運行效率成本，并通過使用wi-fi和電力線技術的結合進一步壓低。

特別是對于led，這樣的本地控制器能夠將電壓和電流從0改變?yōu)橥ǔed設計規(guī)范的200％，其中100％是最佳或“最有效點”，此時輻射功率與電功率的比率處于其最大值。如果可獲得“非高峰期”電力成本，高于“最有效點”的電流提高是有益的。微控制器也能夠產生脈沖，以便通過脈沖波調制(pwm)來控制光強度和光周期。它們也可同時改變電源、電流和脈沖。

如上文所述，關于led，為了實現有利的照明系統(tǒng)控制，每個led、led燈組或led燈帶配備有可以分別識別和控制的注冊芯片。在安裝時，每個led、led燈組或led燈帶使用專用設計的光譜儀或光譜輻射計，在輸入電流和“開–關脈沖寬度”范圍內，進行校準，從而使控制系統(tǒng)能夠傳輸和記錄每根燈帶提供的波長、強度和光周期。這使得led色溫范圍選擇的制造商能夠校正以抵消led的生產差異。它還使得能夠購買更多色溫范圍的led，從而降低成本。隨著時間的推移，led劣化，并且對于相同的輻射輸出功率需要更多的電力。通過定期重新校準，知曉這些差異并可進行調整。進一步地，通過經過一段時間(多年)收集輸入功率數據，可以預測劣化，并且可以優(yōu)化燈帶替換。校準還允許識別故障并進行提早更換。校準過程還允許自動化led清潔，其具有系統(tǒng)效率以及附隨的對于物理清潔成本節(jié)約的相關優(yōu)點。

led校準可以在制造時、安裝到系統(tǒng)中時或者根據需要在led的產品壽命周期期間，例如在將led光源或led燈具固定到陣列中時進行。為了獲得最佳的控制效率，在本系統(tǒng)中使用的led應在其注冊之前進行校準?？梢允褂萌魏魏线m的校準過程來在用于本系統(tǒng)的led進行注冊和使用之前對其校準。在示范性實施例中，適用于本文的led校準過程執(zhí)行以下步驟：

1.每個led，或者如果陣列中的led組中的所有l(wèi)ed是完全一致的，那么由色溫范圍劃分的每個組中的一個led將通過適當的母線或電線人工連接至交流低壓電源，并插入“黑箱”；

2.將運行電流和脈寬調制(pwm)序列的預設結合，并記錄關于系統(tǒng)中使用的來自該色溫范圍的所有l(wèi)ed的所得數據。如果有更復雜的系統(tǒng)，其包括不同led組和/或來自不同色溫范圍的led，每個不同源頭的led將重復步驟1和步驟2；

3.相關所得數據組將分配至陣列中每組led的注冊芯片，該陣列包括具有記錄的色溫范圍數據的led；以及

4.一旦系統(tǒng)啟動并與校正、注冊的led運行，那么將來當使用這些結合中的任何一種時，數據將會被獲知，并針對建筑物/陣列內的區(qū)域將其繪制至每個led或led組下。

如上文所詳述，理想地，此處使用的led光源在陣列運行前校正和注冊。每個led具有“序列識別符芯片”以提供序列注冊，這意味著led校正信息將針對此獨特數字進行存儲。

數據管理/安全

如上文所討論，根據又一方面，本發(fā)明提供一種用于如本文所定義的系統(tǒng)內的led照明設備和基于非led照明的設備的可控電力和照明系統(tǒng)，其中照明控制系統(tǒng)包括用于記錄輻射功率測量數據的裝置，并且其中非照明控制系統(tǒng)包括用于記錄功率消耗測量數據的裝置。

如上文所述，盡管系統(tǒng)內的led總數及其內部的布置將取決于特定商業(yè)和/或家庭應用的需要，但是有利地，本系統(tǒng)和電力線技術的組合首次提供了管理和單獨控制系統(tǒng)中的led的能力，該系統(tǒng)具有100,000個或更多個單獨的led。

用于商業(yè)和/或家庭應用中l(wèi)ed設備和基于非led設備的本申請可控電力和照明系統(tǒng)的一個特別的優(yōu)點是提供前所未有的安全水平，該電力和照明系統(tǒng)具有高達100,000個或更多個單獨led，包括通過母線分配的低壓交流電力，并結合有通過根據本文任一方面所詳述的的電力線技術與所述設備的自動控制。

對于用于本發(fā)明的可控電力和照明系統(tǒng)的led照明系統(tǒng)，有利地，照明控制系統(tǒng)包括用于記錄整個led陣列、或單獨的led、或陣列中的led組的輻射功率測量數據的裝置，而不需要連續(xù)分光輻射。

因此通過將led陣列控制系統(tǒng)鏈接至運動傳感器和光傳感器，可獲得一種整體控制系統(tǒng)，其提供實時或周期性數據組，使得能夠在系統(tǒng)內逐漸/持續(xù)地優(yōu)化和/或維護預定義的輸出電平。

因此，根據另一方面，本發(fā)明提供了一種可控電源和照明系統(tǒng)，用于如前文所述經由led陣列向商業(yè)或家庭系統(tǒng)提供有效的光級，并且所述控制系統(tǒng)的特征是不需要持續(xù)測量led波長、強度或光周期。

根據另一方面，所述控制系統(tǒng)可鏈接到自然照度計，使得控制裝置能在商業(yè)或家庭環(huán)境中隨光級改變而調節(jié)led。

本文中電力和照明系統(tǒng)的特定特征在于能夠以對作業(yè)人員/維護人員安全的電壓為led供電。這通過將照明系統(tǒng)連接到交流低壓電力供應來實現，該交流低壓電力供應為12-50v交流電，通常為24-36v交流電，通過母線提供給系統(tǒng)。與目前可用的電力和照明系統(tǒng)相比，本申請可控電力和照明系統(tǒng)提供的另一個安全優(yōu)勢是，一旦安裝，負責建筑物日常維護的作業(yè)人員可以安全地安裝和維護所有的led，因為它們僅在低壓交流電下工作。這導致商業(yè)運營成本的降低?？梢钥刂苐ed陣列的整體效率，以保持優(yōu)化整流的工作電壓。

因此，根據另一方面，本文提供了一種用于電力和照明系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，該電力和照明系統(tǒng)如本文所定義包括一個或多個led陣列和另一個非led裝置的，其中控制系統(tǒng)包括用于記錄以下數據的裝置：整個led陣列或陣列內的單個led或led組的輻射功率的測量；建筑物內或建筑物的區(qū)段或地板的光照水平的測量，在該建筑中電力和照明系統(tǒng)通過光傳感器使用；led陣列內的一個或多個led、led光源組和/或電力和照明系統(tǒng)內單個或多組非led設備的功率水平的測量；并且其中所述控制系統(tǒng)提供用于控制操作電壓以保持90％或更高效率的裝置。

一個網關

如上文所討論，本發(fā)明還提供用于獨立控制電力或照明系統(tǒng)內每個單獨設備的裝置，以及用于選擇性地控制電源和照明系統(tǒng)內led光源組或基于非led的設備組、或led陣列的設備，其中所述單獨設備是led設備或基于非led的設備。應當理解的是，這種照明系統(tǒng)可以包含不同波長的led。這是通過低壓控制線、電力線技術或無線技術，或由中央微控制器命令的電力線技術和無線技術的組合實現的。

該微控制器還作為傳統(tǒng)個人計算機(pc)通信的通用網關。該數據可以被布置為通過改變電流或通過合并脈寬調制(pwm)，來改變可控電力和照明系統(tǒng)內的任何一個或任何組合的led在每個波長和光周期的強度或輻射功率。

該通用網關(微控制器)和個人計算機之間的通信方法可以通過硬連線裝置或太網等，或通過經由wi-fi，snap，無線個域網(zigbee)，xbee或其他無線協(xié)議的無線通信。

特別地，從數據安全角度來看，使用電力線技術與中央微控制器的組合來提供用于本文可控電力和照明系統(tǒng)的控制系統(tǒng)中的中央網關是特別有利的，特別是當相比當前可用的基于無線的系統(tǒng)時。

使用現有的電力線和基于中央微機的系統(tǒng)，通過單一的通用網關，傳輸來自本申請可控的電力和照明系統(tǒng)中的1000或上萬個led和/或基于非led的設備的所有數據，其明顯比使用一系列1000個或上萬個單獨無線鏈接更安全，而后者是在使用當前可用的基于無線的技術時所需的。

除了這個有益的數據安全方面以外，結合了作為通用網關的單個微處理器的和母線組件的電力線技術的雙系統(tǒng)的使用提供了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)比可能具有1000個不同wi-fi頻道的系統(tǒng)更容易維護和更新。附圖中提供了關于網關技術的功用的圖示和細節(jié)。

有一些基于非led的設備需要在整個系統(tǒng)中進行移動連接的設施，例如具有智能技術的便攜式設備、手機、筆記本電腦、平板電腦等?？赏ㄟ^使用本地wi-fi發(fā)生器，使得至/來自移動設備的無線連接/數據傳輸連接至使用射頻無線信號的設備，其中wi-fi發(fā)生器通過電力線技術進行饋送；或者通過使用來自特定led的li-fi，由使用可見光通信(vlc)裝置的無線光網絡技術，來實現至/來自移動設備的無線連接/數據傳輸，其中特定的led由電力線技術進行饋送；從而實現這種基于非led的設備的定制控制功能，該基于非led的設備需要用于移動連接的設施。

因此，本文提供了一種可控電力和照明系統(tǒng)，其具有通過使用根據上文任何方面定義的母線所分配的低壓交流電、和包括由中央微控制器命令的電力線技術和無線技術的自動控制系統(tǒng)，用于獨立控制電力或照明系統(tǒng)內的每個單獨設備的裝置，其中所述單獨設備是led設備或基于非led的設備；以及用于選擇性控制電力和照明系統(tǒng)內的led組、或基于非led的設備組、或led陣列的裝置。

根據另一方面，提供了一種可控電力和照明系統(tǒng)，其具有通過使用根據上文任何方面定義的母線所分配的低壓交流電、和包括由中央微控制器命令的電力線技術和無線技術的自動控制系統(tǒng)，用于獨立控制電力或照明系統(tǒng)內的每個單獨設備的裝置，其中所述單獨設備是led設備或基于非led的設備；以及用于選擇性控制電力和照明系統(tǒng)內的led組、或基于非led的設備組、或led陣列的裝置；其中所述無線技術獨立地選自：wi-fi、li-fi、wi-fi和li-fi的組合。

為了加強本文中可控電力和照明系統(tǒng)中的數據安全性，可控電力和照明系統(tǒng)要求連接至需要移動網絡功能的基于非led的設備的無線連接，提供了如上文所述的系統(tǒng)，其具有通過使用根據上文任何方面定義的母線分配的低壓交流電以及包括由中央微控制器命令的電力線技術和無線技術的自動控制系統(tǒng)，用于獨立控制電力或照明系統(tǒng)內的每個單獨設備的裝置，其中所述單獨設備是led設備或基于非led的設備；以及用于選擇性地控制在電力和照明系統(tǒng)內的led組或基于非led的設備組或led陣列的裝置；其中所述無線技術包括用于提供從系統(tǒng)到一個或多個基于非led的設備的li-fi無線連接和從一個或更多基于非led的設備到系統(tǒng)的wi-fi無線連接。

用于基于非led的移動設備的控制系統(tǒng)在圖中示出并進行討論，控制系統(tǒng)包括wi-fi和li-fi連接以及通過電力線控制的led照明。

為避免疑義，這是為了數據和控制功能的傳輸。如果在設備和系統(tǒng)之間存在通信，這是用于控制功能和/或數據的傳輸；如果在系統(tǒng)與設備之間存在通信，是用于控制功能和/或數據的傳輸。在一個實施方式中，如果一個方向向設備傳輸，另一個方向向系統(tǒng)傳輸，則使用wi-fi/li-fi系統(tǒng)。

控制全部陣列中的每個單獨led、led組、每個led燈帶或燈帶組、或一個或多個特定led陣列的每個波長的亮度和光周期的能力，允許反饋回路根據其中使用有本申請可控電力和照明系統(tǒng)的商業(yè)或家庭系統(tǒng)的預定區(qū)域的環(huán)境光條件，改變led。這種預定區(qū)域可以是整個建筑；建筑內的一個或多個房間或樓層、或區(qū)段、或區(qū)域或空間，例如建筑中的走廊和樓梯間、房間或空間的組合、或者一層或多層樓層之一，或者根據需要的任何其他設置。這允許通過優(yōu)化led光子產生來優(yōu)化照明相關的電力使用。

一旦安裝了該系統(tǒng)并且建筑物正在使用，就可以采用優(yōu)化過程，這樣的進化優(yōu)化過程將使特定時間段(分鐘，小時，天，周，月)內的照明需求能夠通過使用光傳感器和/或運動傳感器得到評估，其中所得數據經由控制系統(tǒng)進行收集。該數據的處理將提供指定時間段內的基準預設照明水平，其然后可以通過控制系統(tǒng)與成像和光傳感裝備的聯接來進行監(jiān)視和控制，以進行持續(xù)有效的光級傳遞，從而允許反饋回路實時控制燈光。

led

led是發(fā)光二極管，且可在用于本申請電力和照明系統(tǒng)的照明陣列中使用任意合適的led。通常，因為led為系統(tǒng)的特定部分提供所需波長范圍或特定波長的燈光的能力，來選擇在任何特定商業(yè)或家庭系統(tǒng)中使用的led。

在用于家庭和/或商業(yè)系統(tǒng)的本文的可控電力和照明系統(tǒng)中，可根據使用者的偏好和任何特定環(huán)境所需的光級，對led光源進行間隔放置。

任何適用于如本文所定義結合本地注冊芯片的市售led光源，可以用在本申請可控電力和照明系統(tǒng)中。為了避免疑義，雖然本申請可控電源和照明系統(tǒng)主要針對提供白譜/廣譜led照明，但是在整個或者在系統(tǒng)的特定部分或區(qū)段中提供定制led彩色光的led照明，也可以通過使用特定的led通過本系統(tǒng)傳送。

在本系統(tǒng)中使用的特定led的選擇和挑選將取決于商業(yè)和/或家庭應用。應當理解的是，在更復雜的應用中，可以根據所述區(qū)段、房間、樓層等等的特定要求，在要照亮的建筑物或區(qū)域的不同區(qū)段、房間、樓層或其他限定的區(qū)段中使用不同的led照明設置?？梢院喜⒌奖旧暾堧娏驼彰飨到y(tǒng)的led陣列或多個陣列中的led的數量僅受限于要應用該系統(tǒng)的特定商業(yè)或家用應用的相對規(guī)模。

有利地，本申請可控電源和照明系統(tǒng)可根據要供電和照亮的特定環(huán)境的需要，提供可以按照逐個區(qū)域，逐室，逐段或逐層地設計的led陣列。

本申請可控電力和照明系統(tǒng)的使用首次使得能夠可能在包括數百萬個led的大型商業(yè)系統(tǒng)中，使用一個或多個led陣列內的前所未有數量的led。有利地，本系統(tǒng)提供了可以以實用的方式，單獨、成組或全部控制led陣列的裝置。如本文詳述，通過使用本系統(tǒng)提供的控制程度提供了前所未有的靈活性水平。

為避免疑義，根據特定方面，用于本申請電力和照明系統(tǒng)內的每個led光源、或燈帶、或led燈具包括用于電壓本地轉換和最終校正的裝置。通常，用于轉換和校正的本地裝置是用于最終電壓校正和轉換的逆變器，用于將低壓交流電本地轉換為直流電并輸至led。每個led燈帶、或led燈具都是一個完整的單元，其包括led或多個led、注冊芯片、本地整流器，可選地以及電力線通信芯片。

通常，因為led在使用led的整個特定商業(yè)和/或家用應用中提供所需波長范圍內的燈光的能力，或提供具有特定波長的燈光的能力以便在系統(tǒng)的區(qū)段內提供特定顏色，來選擇用于本文所詳述的可控電力和照明系統(tǒng)的任意特定方面的led。本文使用的示范性彩色和光譜led獨立地選自能夠提供以下波長范圍內的led：從約400nm至約700nm的；從約460nm至約640nm；約460nm；約560nm；約640nm，其中這些波長由單獨的led、由設置在led組或燈帶中的一個或多個led、或陣列內的所有l(wèi)ed提供。

此外，本系統(tǒng)可以包括一個或多個紫外(uv)led或紅外(ir)led作為單獨的或成組的光源，其分別具有小于約400nm或大于約760mn的波長，為用于商業(yè)和/或國內應用的整個電力和照明系統(tǒng)或其特定區(qū)段提供定制的照明需求。

為避免疑義，本申請電力和照明系統(tǒng)可包括不同led燈具的混合和/或具有不同波長的彩色、廣譜、uv或irled的混合。

術語“約”是指提供大致如本文所定義的波長的任何led或led組，是適用于本文的led。

因此，本發(fā)明提供新型電力和照明系統(tǒng)，其包括：led燈帶照明/led條形燈；包括led光源的燈帶；led聚光燈，led泛光燈及其混合。

照明系統(tǒng)控制

如本文所詳述，該系統(tǒng)包括通過使用合適的注冊芯片和可以是芯片形式的本地逆變器，來用于管理電力和照明系統(tǒng)內的led和/或非led設備(如果存在)的本地裝置。為了避免疑義，系統(tǒng)內的led或注冊組或led燈帶的電壓下降的自動修正，由每個led或led組或led燈帶的本地逆變器管理，并且注冊芯片使能通過合適的控制系統(tǒng)，對系統(tǒng)內的led光源或非led設備進行識別和單獨和/或成組控制。

雖然任何特定led照明的選擇將取決于要照亮的特定商業(yè)和/或家庭應用的要求，但是在本系統(tǒng)內適用并運行l(wèi)ed照明的方法如下：

1、為了實現有利的系統(tǒng)控制，每個led光源、或led光源組、或led燈帶、或含led光源的燈帶都配有可以分別識別和控制的注冊芯片。這些芯片可以固定到任何特定燈條的方法如上文詳述，并且該方法可以應用于單獨led光源或led光源組的芯片貼附；

2、在安裝時，使用有目的性設計的光譜儀或分光輻射度計，可以在輸入電流和開關脈沖寬度的范圍內校準每個led光源、或led光源組或led燈帶，從而使控制系統(tǒng)能夠傳輸和記錄每個led光源、led光源組，led燈帶，或含led光源的燈帶提供的波長、強度和光周期?？梢赃M行這種校準的方法如上文所述。

用于本文所定義的led陣列的本申請控制系統(tǒng)使用智能軟件來管理數據，該數據從各種來源捕獲并中繼到控制系統(tǒng)，該來源包括：照明注冊芯片、整流器控制裝置、電力線通信芯片、無線技術、本地pc或其他數據捕獲裝置，以便為整體增長系統(tǒng)提供定制的監(jiān)控和控制，來對這種數據捕獲作出實時響應。

根據本文定義的可控電力和照明系統(tǒng)的一個方面，其中l(wèi)ed光源，包括一個或多個led燈帶、或led燈帶組、或led組、或單獨led燈具/led或多個led，配備有注冊芯片、本地整流器，可選地以及電力線通信芯片。

根據如本文所定義的電力和照明系統(tǒng)的另一方面，其中l(wèi)ed燈帶、或led燈帶組、或led組、或單獨的led燈具/led或多個led裝配有注冊芯片和本地整流器，并且其中所述注冊芯片提供用于與本地/中繼器無線技術通信的裝置。

因此本發(fā)明還提供一種方法，用于使市售的led光源適用于新型電力和照明系統(tǒng)，以及如本文所定義對其進行管理和控制。

t形帶上和托存在母線上的led

除了市售的led聚光燈、泛光燈或燈帶之外，本發(fā)明的可控電力和照明系統(tǒng)，特別是用于商業(yè)生長系統(tǒng)的系統(tǒng)，可以包括含有l(wèi)ed的t形帶。

根據另一方面，本發(fā)明提供了一種電力和照明系統(tǒng)，其中照明設備可以包括托存在由導電材料制成的t形帶上的led，并且其中所述帶托存在母線上并將低壓交流電從母線傳導到led，從而作為二級或三級母線。

適合與這種t形帶一起使用的單獨led條形燈包括一個或多個led的設置，其通過合適的交流電接線彼此連接。在使用中，led條形燈與適合的基本上t形的托存帶位于一處并相鄰。為了強度，合適的托存帶基本為t形，重量輕且通常寬度小于20mm。t形托存帶可以由任何合適的導電材料制成，其具有足夠的強度，以便在條形燈、led或系統(tǒng)的使用期內支撐led。用于本文的示范性t形托存帶材料是鋁。

每個led條形燈上led的數量可以只有一個，最大數量由來自整流器可用的直流電壓除以每個led所要求的正向電壓而決定。例如，當最大安全電壓為rms50v的交流電將轉換為74v直流電，并且典型紅色led的正向電壓為2.2時，將有33個led。

每個led被表貼式安裝到合適的pcb上，該pcb通過具有熱效率的粘合劑而連接到鋁質t形帶上。

這些含led的t形帶特別適用于在生物體附近使用的電力和照明系統(tǒng)，例如在下文詳述的商業(yè)生長系統(tǒng)中。在這里的附圖中提供了其上具有含led的燈帶的t形帶的插圖。

如附圖中的線形t形帶的線形部分所示，這種t形帶特別適合于托存在母線上。此外，如果位于母線上的條帶的區(qū)域保持完整且處于其原始形式，則這種t形條可以是彎曲的、扭曲的或另外處理以提供用于本文的定制led燈帶。

該t形帶應當還能夠作為散熱器將來自led的余熱散出，以使led能夠在其設計溫度下工作。

每個這種t形帶、或燈帶組包括注冊芯片和可為芯片形式的本地逆變器。為避免疑義，系統(tǒng)中任何燈帶電壓下降的自動校正由每個燈帶上的本地逆變器管理，并且注冊芯片使得陣列中的燈帶能夠通過合適的控制系統(tǒng)進行識別和單獨和/或成組控制。

如果一系列鋁質t形帶平行設置，這是指多個單個燈帶，那么其中每個單個燈帶基本平行于至少一個其他單個燈帶。任何燈帶能夠合并的led的數量僅僅由燈帶的相對長度和led燈具的尺寸限制。有利地，適用于根據上文任一方面所定義的商業(yè)生長系統(tǒng)和/或家庭生長系統(tǒng)的本申請可控電力和照明系統(tǒng)，還包括托存在鋁質t形帶上的一個或多個led陣列，其可以根據要供電和照亮的特定環(huán)境，按照逐個區(qū)域，逐室，逐區(qū)段地或逐層進行設計。根據優(yōu)選的方面，提供了一種可控電力和照明系統(tǒng)，根據上文中任一方面所定義，其適用于生長系統(tǒng)，并且其中在所述系統(tǒng)中采用的一個或多個led陣列托存在鋁質t形帶上。

在本文的附圖中示出了位于合適的t形托存帶上的一個或多個led線形燈帶的示范性設置。

如上文所述的本發(fā)明的電力和照明系統(tǒng)可以包括含一個或多個led燈帶的led陣列，其中每個led燈帶包含本地注冊芯片和本地逆變器，其中所述led燈帶可以獨立地選自：包含led的單個t形線形鋁帶、平行設置的這種t形led燈帶組、或者包括單個t形彎曲的扭曲的或另外處理的鋁質t形帶的其它led陣列、或包含非平行設置的led的這種彎曲鋁質帶組、或非平行設置的彎曲帶條組。

鄰近生物體的使用

如上文所指出，根據本發(fā)明的可控電力和照明裝置適用于以均勻和安全的方式鄰近生物體，特別是能夠生長的生物體，比如植物。

歷史上，在商業(yè)溫室中，植物已經在各種形式的照明設備，通常是hid鈉燈下生長。這些照明設備放置在植物上方，通常位于植物上方約2至4米(m)處，以均勻分布光線，并避免這些燈產生的大量熱帶來的損害。

這些hid鈉燈通常以240伏交流電供電并且通常產生白光。這些燈需要幾分鐘才能達到滿功率，并且照明波長不能調整。因此，它們僅適用于具有長光周期和長黑暗期的系統(tǒng)。發(fā)光二極管(led)照明技術的引入，特別是電力效率的增加和成本的降低，引起了用led設備替換hid鈉燈的興趣。此外，獨立地控制每個波長并且改變強度和光周期的能力非常具有吸引力。使用led來將光周期從毫秒調整到數小時在技術上是可能的。led照明裝置制造商已經使用傳統(tǒng)印刷電路板(pcb)設計了緊湊型led照明陣列，這些印刷電路板通常包含數百個個大功率led。這些是防水的，并由高電壓通常為240v交流電供電。

商業(yè)生長系統(tǒng)需要led燈帶進行特別布置，并且其上的led以特定方式間隔設置，來實現最佳生長和光效率。

當前的緊湊型led照明陣列通常由風扇空冷，因為超過50％的電力通常轉化為熱量而不是輻射能。除了它們的高熱量輸出之外，由于led光的傳播方式，這種led陣列不適合用于緊鄰生長系統(tǒng)。在植物生長系統(tǒng)中，這種緊湊型led陣列通常放置在生長作物上方2m至4m處，伴隨著熱量損失以及因此對植物生長周期的影響。為了提高效率，已經設計了更小的帶式led陣列，其可以放置得更靠近生長作物，但是由于這些帶中的led只在一個方向上均勻排列，所以這些led仍然必須放置在生長作物上方至少50cm處，以提供所需的光分布的均勻性。

申請人已經認識到需要提供能夠以均勻的方式提供輻射功率分布的led燈帶，其可以比目前可獲得的傳統(tǒng)緊湊型或帶式led照明陣列更靠近生長材料。特別地，申請人已經認識到，需要提供帶式的led照明陣列(led燈帶)，其能夠以最小的光路提供均勻的電力，這能夠保持產生的熱量靠近生長材料(<50cm)。

從商業(yè)的角度來看，如果可以以經濟的方式運行這種改進的led燈條，顯然將是相當有益的。對于寬范圍生長條件下的商業(yè)應用，這種led燈帶應當能夠以符合用于干燥、潮濕或濕潤條件的相關安全標準的方式，具有這些電力和熱量的優(yōu)點。鑒于商業(yè)生長系統(tǒng)復雜性的增加，在該商業(yè)系統(tǒng)中一系列不同作物可在一個位置生產，遠程控制這種led燈帶的波長、輻射強度和光周期的能力是高效生長系統(tǒng)的先決條件。

許多商業(yè)植物生長系統(tǒng)，比如溫室和大棚采用人造光以及自然光。為了最佳的可用光效率，應最小化陰影，并最大化通過生長作物的自然光量。因為上文所述，這對目前可用的任一系統(tǒng)都是不可能的，這些系統(tǒng)必須放置在距生長的生物體一定距離處以防止過熱，這意味著整個系統(tǒng)設計是低效的。市售的led光源由直流電流供電，這意味著它們通常放置于緊鄰ac/dc逆變器，通常為230v交流-24v直流。如前文所述，在低電壓直流電下，在短距離內存在明顯的電壓下降，這意味著為了生長系統(tǒng)中的系統(tǒng)效率，特別地ac/dc逆變器必須放置在距離燈帶小于5m處，并且通常距離燈帶約2米。

當目前可用的led燈帶被放置在緊鄰生長作物時，必須沿燈帶增加每個led光源之間的間隔，以便提供所需的燈光均勻性，并且相鄰的led燈帶必須更靠近在一起以提供必要的熱量。這迫使使用led燈帶的數量增加，并伴隨著建立和持續(xù)運行成本增加以及直流電壓下降的相關風險的增加。

如上文所述，迄今為止，為解決這個問題而作出的努力已提供了改進的系統(tǒng)，它們在常規(guī)led燈帶中使用常規(guī)的led光源，與增加數量的較小尺寸的ac/dc逆變器相結合，增加了led和逆變器成本以及更大數量的高壓交流接線。這在商業(yè)生長系統(tǒng)中尤其昂貴，其中所有接線和逆變器必須是防水的，并且這種系統(tǒng)的復雜性意味著本文中用于控制每個燈帶以及產生的波長、強度和光周期所需的措施也變得不切實際，并且有任何故障發(fā)生的潛在危險。

因此，需要提供能夠以均勻的方式提供輻射功率分布的led燈帶，其相比當前可用的傳統(tǒng)緊湊型或帶式led照明陣列，能夠更靠近生長材料放置，并克服了與當前可進行的增加led光源間距/增加led燈帶設置有關的不足。特別地，需要提供帶式led照明陣列(led燈帶)，其以安全和有效的方式以最小的光路提供均勻的電力，這能夠保持產生的熱量靠近生長材料(<50cm)。

申請人還開發(fā)了一種改進的led陣列，用于與本發(fā)明的可控電力和照明系統(tǒng)一起使用，該系統(tǒng)適用于緊鄰能夠生長的生物體，比如植物。如上文所述，led是發(fā)光二極管，并且任何適用于生長系統(tǒng)的led都可以用于本申請改進的led陣列中。用于適合于本文定義的植物生長系統(tǒng)中的示范性led獨立地選自能夠提供以下范圍波長的led：約400nm至約700nm；約460nm至約640nm；約460nm；約560nm；約640nm，其中這樣的波長由陣列中的單個led、成組設置一個或多個led燈帶、或由所有l(wèi)ed燈帶提供。

本發(fā)明還提供了一種方法，用于以均勻和安全的方式在，緊鄰生物體配置和控制led照明，并且該配置適用于如上文詳述的可控電力和照明系統(tǒng)。

因此，根據另一方面，本發(fā)明提供了一種改進的led陣列，用于與在生長系統(tǒng)中使用的本發(fā)明可控電力和照明系統(tǒng)一起使用，其中所述led陣列包括一系列平行排列的單個鋁帶，其中一個或更多單個的led光源可以沿著每個單獨燈帶的長度間隔任意距離，其中每個單獨燈帶與每個單獨的相鄰燈帶間隔距離相近，并且其中由led陣列提供的整個led圖案近似于均勻的網格，其中l(wèi)ed燈帶由低壓交流電力供應供電。

如上文所詳述，本發(fā)明的可控電力和照明系統(tǒng)的使用，消除了在商業(yè)或家庭系統(tǒng)中使用高壓交流電的需要，并且這對于適用于促進生物體生長的可控電力和照明系統(tǒng)特別有利，這意味著不再需要位于溫室或其他栽培室內的生長環(huán)境附近的高壓交流電源，并且理想地，能夠將任何高壓交流電移除至外部位置。

有利地，這允許如本文所定義的本發(fā)明另外方面的改進的可控led陣列緊鄰生長的生物使用，該生長的生物例如植物、溫室作物、蔬菜、生菜、水果、西紅柿、黃瓜、鮮花、藻類、微生物。為了避免疑義，本文中改進的可控led陣列也適用于促進或管理能夠在生長塔中生長的生物體的生長。如下文所詳述，改進的可控led陣列可以緊鄰生長的生物體使用，而沒有與當前系統(tǒng)相關的有關熱和/或光傳播的風險，同時克服與當前可用的led陣列相關的安全問題和顯著的成本問題。

為避免疑義，關于適用于生長系統(tǒng)的led陣列的如本文所定義的術語：led陣列、或改進的led陣列、或本申請led陣列，是指可控led陣列，其中這種控制經由可控電力和照明控制系統(tǒng)提供，該系統(tǒng)包括鏈接至主變壓器的低壓交流電力，其中低壓交流電力通過母線分配；以及具有用于自動控制如上詳述的led陣列的輸出的裝置。

陣列到生長單元的鄰近和相對位置

本文定義的緊鄰是指本申請改進的可控led陣列可以放置在距生長系統(tǒng)的生長生物以下距離處：小于50cm、從約5cm至約25cm、從約5cm至約20cm；從約5cm至約15cm；從約5cm至約10cm。

因此，本發(fā)明另外提供了一種靈活的系統(tǒng)，其允許led陣列根據特定生物體在所選生長周期內的預測生長高度來選擇性地放置。有利地，并且如下文所討論，本發(fā)明提供了一種靈活的系統(tǒng)，其允許陣列內不同的led燈帶組彼此位于不同的高度，以適應不同的生物體/植物、或特定生物體/植物在生長周期的不同階段的生長。迄今為止，不可能將這種靈活性并入基于led的生長系統(tǒng)中，因為生物和該陣列之間高得多的最小間距。

陣列內的led燈帶相對于生長生物體的相對位置可以根據所使用的生長系統(tǒng)的性質而變化。陣列內的led燈帶相對于生長生物體的相對位置的示例性配置包括：

-生長系統(tǒng)，其中陣列的led燈帶位于生長的生物體上方合適的距離處；

-生長系統(tǒng)，其中陣列的led燈帶垂直放置并位于距垂直放置的生長生物體合適的距離處；

-生長系統(tǒng)，其中l(wèi)ed燈帶配置位于生長的生物體下方合適的距離處；

-以及，生長系統(tǒng)，其中l(wèi)ed陣列大致位于生長的生物體旁邊，并放置為合適的角度，為生長提供熱量和光照。

為避免疑義，本文定義的大致垂直包括：系統(tǒng)具有的陣列相對生長的生物體成90°設置；以及系統(tǒng)中的陣列以如下方式設置，以便大致提供相等的與垂直配置相關的生長參數、熱和光照。這樣的系統(tǒng)可以包括為90°+/-5°的陣列。

在生長系統(tǒng)中，其中l(wèi)ed燈帶垂直放置，燈帶可沿任何單行的被支撐植物的一側放置；沿著任何單行的被支撐植物的兩側定位；或者可以被放置于在相對于led燈帶成行的支撐植物之間提供燈帶。

根據一個方面，本發(fā)明提供了一種用于用于生長系統(tǒng)的可控電力和照明系統(tǒng)，其包括個或多個led陣列，其中每個led陣列包括平行布置的一系列鋁質燈帶，其中各個led光源可沿著每個單獨燈帶的長度以任何距離間隔開，其中每個單獨的燈帶與每個單獨的相鄰燈帶間距相近，并且其中由led陣列提供的整個led圖案近似于均勻的格柵，并且其中l(wèi)ed燈帶由低壓交流電力供應供電，并且其中每個led陣列與一個或多個生長單元相關聯。

本文所定義的生長單元包括垂直設置的成堆的托盤或擱架，以及水平設置的一排排的托盤或擱架，待生長的生物體的位于其中，其中所述托盤或擱架設置為支持水培、氣培、或托盤或盆栽生長系統(tǒng)或土壤系統(tǒng)。

適用于本文可控電力和照明系統(tǒng)的改進的led陣列，可以應用于各種生長系統(tǒng)中，該生長系統(tǒng)包括能接觸到自然光的系統(tǒng)，例如溫室或大棚；以及不能接觸自然光的系統(tǒng)，例如封閉的塔式系統(tǒng)。

有利地，本申請可控電力和照明系統(tǒng)首次為復雜的led系統(tǒng)提供有效的“即插即用”系統(tǒng)，以用在促進生物體生長的系統(tǒng)中，種植者可以根據要適應的所需生長系統(tǒng)設計和改變該系統(tǒng)，然后如本文所詳述，單獨的led或led組可以進行注冊和例行校準。

本發(fā)明的led陣列在溫室和被支撐生長系統(tǒng)中使用的示范性配置將在下文中進行討論并在附圖中示出。

應當理解的是，由本發(fā)明可控電力和照明系統(tǒng)提供的設計和控制的有利靈活性，與優(yōu)異的效率、通過如上文所定義的改進的led陣列提供的理想網格圖案、以及較當前可用的緊湊型led燈帶而言增強的安全特征的組合，也使這成為一種用于除了生長系統(tǒng)以外領域的有吸引力的系統(tǒng)。

因此，根據另一方面，本發(fā)明提供了一種適用于商業(yè)和/或家庭應用的改進的led陣列，其中所述陣列包括平行布置的一系列鋁質燈帶，其中各個led光源可沿著每個單獨燈帶的長度以任何距離間隔開，其中每個單獨燈帶與每個單獨相鄰燈帶間隔距離相近，并且其中由led陣列提供的整個led圖案近似于均勻的網格，并且其中l(wèi)ed燈帶由低壓交流電力供應供電。為避免疑義，在商業(yè)和/或家庭系統(tǒng)中改進的led陣列的各個led、led組或整體的改進led陣列的控制措施，如本文關于用于生長系統(tǒng)的改進的led陣列所定義。

根據另一方面，本發(fā)明提供了一種用于如本文所定義的改進的led陣列的控制系統(tǒng)，其中控制系統(tǒng)包括用于記錄整個led陣列、或陣列中的單個led燈帶或led燈帶組的輻射功率的測量數據的裝置，而無需連續(xù)的分光輻射。

根據一方面，本發(fā)明提供了一種用于生長系統(tǒng)的led陣列，其包括平行布置的一系列燈帶，其中各個led光源可沿著每個單獨的燈帶的長度間隔任何距離，其中每個單獨的燈帶與每個單獨的相鄰燈帶間隔距離相近，并且其中由led陣列提供的整個led圖案近似于均勻的網格，并且其中l(wèi)ed燈帶由低壓交流電力供應供電。

用于生長系統(tǒng)中改進陣列的led配置

本發(fā)明可控、改進的led陣列的使用使得在包括數百萬個led的大型商業(yè)生長系統(tǒng)中，首次有可能使用前所未有數量的led。有利地，如上文所詳述，可控電力和照明系統(tǒng)以實用的方式單獨地，成組地或全部控制本發(fā)明的改進led陣列。如本文所詳述，通過使用本申請可控電力和照明系統(tǒng)提供的改進led陣列的控制度為商業(yè)或家庭種植者提供了前所未有的靈活水平。如本文所定義的術語均勻網格是指，由任何單個陣列內的各個led的總體提供的整體圖案具有網格或二維矩陣的整體外觀。

如本文所指出，改進的led陣列包括一系列平行設置的鋁質燈帶。本文所定義的一系列平行設置的鋁質燈帶是指多個單獨燈帶，其中各個單獨帶大致平行于至少一個其它的單獨燈帶。與當前系統(tǒng)相比，能夠并入本申請陣列的led的數量僅僅受限于應用陣列的生長系統(tǒng)的規(guī)模。

本文討論了一個或多個led線形燈帶的示范性配置，有關在合適的托存帶上的定位。如本文所詳述，本系統(tǒng)的靈活性是指關于led燈帶配置的高自由度，并且如本領域技術人員所容易理解地，這是指除了本文所示例的任何其它理想結構，都同樣是可能的。

本發(fā)明改進的led陣列能夠通過使用大型高壓-低壓交流變壓器，在1m²到10000m²以上的大型生長區(qū)域，有效地分配低壓交流電力。適用于本文的示范性高壓-低壓交流變壓器在150千瓦(kw)或200kw以上，能夠提供大約95至99％的效率。相應地，使用這種變壓器結合如本文所定義的一個或多個改進的led陣列，可供應生長系統(tǒng)，比如具有5000m²生長作物或7000m²總面積的商業(yè)溫室，

如本文所詳述，用于本申請植物生長系統(tǒng)的變壓器是rms為從240v到小于50v交流變壓器。應當理解的是，這種變壓器能夠將尺寸制作為供應許多溫室，以提供數千平方米的容量。為了安全原因，這種變壓器位于外部。為了優(yōu)化系統(tǒng)效率，優(yōu)選使用大型變壓器，并且照此，當設計新生長系統(tǒng)時，應當考慮當前和未來容量，以確保系統(tǒng)被設計為提供初始效率和持續(xù)效率。通常，較大變壓器提供更高的效率，通常在大約95％至99％或更高的范圍內。

如本文所詳述，本申請改進的可控led陣列的使用相對于當前生長系統(tǒng)具有效率優(yōu)點，例如本系統(tǒng)提供的電效率大約為：高于大約80％；高于大約85％；大約87％；以及輻射效率(電光轉化效率效率)大約為：高于大約30％；高于大約35％；高于大約40％；大約43％，在一個實例中l(wèi)ed的輻射效率為50％。適合植物生長的本系統(tǒng)使用240v交流至24/50v交流變壓器，結合每個led燈帶上具有本地整流器/本地電壓校正設備，大規(guī)模的本系統(tǒng)能夠達到高至99％的效率。能夠選擇這種整流器以達到最優(yōu)效率水平，理想地，在大約95％的效率范圍內。通過使用具有95％效率的本控制系統(tǒng)，本系統(tǒng)能夠提供大約87％(99％×95％×95％)的電效率，其對應大約43％的電光轉化效率(50％×87％)，對于led為50％的輻射效率。

因此，有利地，改進的led陣列和如上文所詳述使用低壓交流電的可控電力和照明系統(tǒng)的結合，克服了與多驅動器和204v交流電接線有關的不足，而后者是適用于生長環(huán)境的目前可用系統(tǒng)系統(tǒng)所需要的。特別地，由于240v交流至24v直流驅動器的固有限制，目前可用緊湊型led帶式陣列要求240v交流至24v直流驅動器非?？拷黮ed燈帶，通常2m以內。這意味著在商業(yè)規(guī)模上，為了僅僅運行系統(tǒng)，基于當前可用技術的生長系統(tǒng)需要數千個led燈條、數千個驅動器和數千米高成本的240v交流接線。

有利地，包括低壓交流電從遠程定位的交流-交流變壓器運行至led燈帶的獨特組合的本系統(tǒng)，成功克服了這些問題，并具有額外的優(yōu)勢，即在由位于各個燈帶上的本地逆變器管理系統(tǒng)中的任何燈帶電壓下降的自動校正。也如本文所討論地，本系統(tǒng)獨特地能夠適應用于電流控制和脈沖波調制(pwm)的本地控制器。特別地，用于電流控制和/或脈沖波調制(pwm)控制的本地控制器可位于燈帶上。

在附圖中示出了利用該高效電力系統(tǒng)的生長系統(tǒng)的表現形式，并且實施例1中提供了基于溫室的示范性系統(tǒng)。

根據另一方面，本發(fā)明提供了附加裝置，用于通過使用變壓器高壓側的變壓器相關脈沖保護設備，保護適用于生長系統(tǒng)的照明配置中的改進led陣列免受電力脈沖。用于提供這種脈沖保護的裝置如上文所詳述。

因此，本發(fā)明提供一種新型改進的led照明系統(tǒng)，其適用于根據本文任一方面定義的生長系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)還提供裝置，用于保護系統(tǒng)中的照明配置免受電力浪涌。

特別地，本發(fā)明提供一種新型改進的led照明系統(tǒng)，其適用于根據本文任一方面定義的生長系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)還提供裝置，用于保護系統(tǒng)中的照明配置免受電力浪涌，其中所述配置包括浪涌保護設備、看門狗計時設備，可選地以及一個或更多保險絲的使用的組合。為適應具有數千平方米的大生長面積的溫室，申請人設計了改進的系統(tǒng)，其中大型變壓器安裝在溫室的高壓側，且只有連至變壓器的電纜是防水的，系統(tǒng)的其余部分如上文所定義。

母線在生長系統(tǒng)中的使用

對于具有非常大生長區(qū)域的溫室，或具有大占地面積的其中使用本申請陣列和可控電力和照明系統(tǒng)的任何其它系統(tǒng)，導電母線不僅提供裝置用于將低壓交流電力分配到led燈帶上的整流器裝置，有利地也用于提供支撐結構，在該支撐結構上放置包括led燈帶和另外組件的t形燈帶。如前文所詳述，母線系統(tǒng)采用正母線和中性母線，并且為了用于大型生長區(qū)域/大占地面積，這些母線通常彼此平行運行。從母線到本地整流器的+/-電連接通過任何合適的裝置實現，特別地通過從母線到每個燈帶的夾子來實現，其中本地整流器與每個包含led的t形燈帶相關聯。示范性平行正母線和中性母線配置的一部分在本文中詳述并示出。相對于適用于生長系統(tǒng)的當前市售系統(tǒng)，關于適用于商用或家用的電力和照明系統(tǒng)，這種母線配置托存t形燈帶以及由此本文改進陣列的led照明的優(yōu)點在上文中詳述，并包括：兩級電壓逆變；效率在90％到94％之間；自我調節(jié)系統(tǒng)控制的裝置；提供自動電壓校正；通過使用電力線技術控制包含超過100,000個led的陣列的能力；更高效的接線系統(tǒng)，只需要最終布線，并通過銅線提供；提供“即插即用”led陣列；使用連至系統(tǒng)內本地傳感器的無線鏈接作為led陣列中管理和遠程控制特征的一部分，以及提供運行成本前所未有的效率和更便宜的建立成本。另外包括如本文所定義的改進led陣列的本申請可控電源和照明系統(tǒng)首次提供緊鄰生物體使用的可靠、有效、可控和靈敏的led陣列。

如前文定義的任何適合的母線以及特別地，金屬如鋁、銅或黃銅或其混合物可用于本申請生長系統(tǒng)中。關于適用于商用和/或家用的電力和照明系統(tǒng)，市售管形母線的形狀、細節(jié)，以及適用于本生長系統(tǒng)的合適母線的示例如上文所詳述。為避免疑義，合適母線的選擇，以及特別地，母線壁厚和/或直徑將取決于使用其的特定生長系統(tǒng)的需求。

如附圖中所說明，適用于本文定義的生長系統(tǒng)的改進led陣列，可使用母線組件中的母線作為支撐件，該母線組件將低壓交流電力分配至系統(tǒng)，這些支撐件可以是管形母線支撐件，并且特別地為鋁質管形母線或鋁質大致管形母線支撐件。

根據另一方面，本發(fā)明還包括如上文所定義的具有導電母線的生長系統(tǒng)，該導電母線由鋁和銅的一種或多種或者其混合物制成。

用作本文生長系統(tǒng)中的主母線或首要母線的示例性母線是管形或基本上管形的鋁母線。

為了絕緣和隔熱，用于本發(fā)明生長系統(tǒng)的母線可由任何合適的絕緣材料，例如熱收縮涂層進行保護。本文附圖中示出了已包覆母線的一部分。使用的合適的的熱收縮母線管如上詳述，并且包括來自raychem公司的bbit可熱收縮母線管。

根據另一方面，在變壓器的高壓側使用變壓器相關的浪涌保護設備以外，本發(fā)明提供了另外的裝置，用于保護照明配置中的改進led陣列免受電力浪涌，該照明配置適用于具有母線的生長系統(tǒng)。通過在變壓器的低壓側上使用看門狗技術提供的這種另外的浪涌保護的該裝置如上文所述，該裝置將由每根母線使用/分配的實際功率與由軟件預測的功率進行比較。

如上文所詳述，作為進一步的特征，還可以安裝合適的常規(guī)保險絲來提供額外安全措施，如果分配給生長系統(tǒng)中任何特定母線或母線組的功率水平超過預定水平，并且為了避免疑義，這種預定水平可以根據特定生長系統(tǒng)的性質、以及選擇使用的特定保險絲的相關分斷能力/中繼額定值而變化。

具有上千平方米的非常大生長面積的其它生長系統(tǒng)在本文示出并討論，該生長系統(tǒng)比如生長塔或生長室，可以使用位于外部的大容量交流-交流變壓器配置來供電。

用于生長系統(tǒng)的t形燈帶

本發(fā)明還提供適用于生長系統(tǒng)的改進的可控led陣列，其包括一系列托存帶，其中單個led能夠沿各個托存帶的長度間隔任意間距，通常地，各個包括led的燈帶與包括led的鄰近燈帶間距相近，其中包括led的一系列燈帶提供的整個led圖案接近均勻網格。

位于包括led的燈帶上的led最大數量由led燈帶電力供應的安全的可獲得電壓決定；燈帶上led的最小數量為1。

如本文所詳述，每個led燈帶、或led燈帶組包括注冊芯片和可以是芯片形式的本地逆變器。為避免疑義，改進的led陣列中任何燈帶的電壓下降的自動校正由每個led燈帶上的本地逆變器管理，并且通過由如本文定義的可控電力和照明系統(tǒng)提供的控制系統(tǒng)，注冊芯片使得能夠識別以及單獨和/或成組控制陣列中的led燈帶。

如上文所表明，英國的最大安全電壓為<50vacrms或75vdc。本控制系統(tǒng)和改進led陣列的使用，消除了溫室或生長室內對任何昂貴的防水電氣設備的需求。本申請改進的可控led陣列在生長系統(tǒng)中的使用意味著可使用低電壓，通常低于30v直流，或者甚至低于20v交流的電壓以提高安全性。

用于生長系統(tǒng)中的本申請改進的可控led陣列通過一系列燈帶提供，每個燈帶單獨地設置且led在兩個方向上間隔距離相近。有利地，此配置提供近乎完美的網格，允許燈帶上的led與生長作物間隔非常近，例如近至距作物5cm。每個單獨led燈帶包括一個或多個led的線性配置，其通過合適的交流接線彼此相連，并且其中l(wèi)ed燈帶和合適的、導電的、基本上t形的托存帶位于相同位置并相鄰。為了強度，合適的托存帶基本上為t形，重量輕并通常寬度小于20mm。這允許自然環(huán)境光穿過，同時由單層系統(tǒng)或多層系統(tǒng)或分層支撐系統(tǒng)中的簡單的“線”式或管式支撐結構支撐，其中已支撐的燈帶的附加層被固定在其每個的下方。

t形托存帶可由任何合適的導電材料制成，其具有足夠的強度以在系統(tǒng)使用的工作壽命期間支撐led，并且具有作為散熱器的能力。本文中的示范性t形托存帶為鋁。在說明書中，在圖11中點線指示方向上的示范性大致t形鋁質托存帶的一部分在圖12中示出。

為避免疑義，本文中運行的led陣列中、或適用于生長系統(tǒng)的led示范性陣列中所有提及的術語“帶條”，是指完整的帶條，其包括大致t形的托存帶，一個或多個led燈帶附著于其上。為避免疑義，或者，不同形狀的導電托存帶具有合適強度和輕質的特性，或者，可使用包括混合材料的t形托存帶，該混合材料為無論不同導電材料的混合物或導電與不導電材料的混合物。

對于使用人工照明和自然光的植物生長系統(tǒng)，有利地，此大致t形設計結合生長介質和改進led照明陣列間的較小距離，提供提升的自然光照水平。本文的該t形托存帶應當具有足夠的強度和剛性，以跨越通常相距約2m至約4m的固定點。這些固定點可以是高拉伸絲線或其他適當的可能能移動的固定裝置，該固定裝置可能根據作物高度而升高或降低。在一優(yōu)選實施方式中，向照明系統(tǒng)提供低電壓電力分配的管形或基本管形母線還包括固定裝置。例如，如下所述的管狀母線可以用合適的裝置并入本系統(tǒng)中以調節(jié)高度。

如上文所述，對于具有大占地面積的生長系統(tǒng)，有利地，可以為絕緣的鋁質管形母線用于為包括led的t形帶提供所需支撐，并通過適當的連接將電源從變壓器運送到本地整流器。

如上文所述，本文中的t形帶應當能夠作為散熱器，用于將led的余熱散出以使用于生長系統(tǒng)的改進led陣列中的led在其設計溫度工作，該生長系統(tǒng)使用如本文定義的可控電力和照明系統(tǒng)。有利地，由于led陣列緊鄰生長作物，如果系統(tǒng)用于植物生長環(huán)境，t形帶能夠使這種余熱作為有用熱量散回到生長系統(tǒng)。

有利地，該t形帶適于提供足夠的寬度，以允許環(huán)境光穿過燈帶并到達生長作物。

每個燈帶上的led的數量，以及用于將led安裝至t形帶的裝置如上文所詳述。

因此，根據另一方面，本發(fā)明提供如上文所定義的用于生長系統(tǒng)的改進的可控led陣列，其不包括pcb，且不需要防水。

或者，微型單個組件pcb能夠是硬連線的串聯，或全長度的pcb帶能夠用于本文的生長系統(tǒng)，具有相關成本。

生長系統(tǒng)的電力供應和控制功能

本文中適用于生長系統(tǒng)的改進led陣列的每個led燈帶，與低壓交流電力供應電連接，該低壓交流電力供應經由電力增長，從母線組件經由主母線、二級母線和三級母線如果有的話，分配至t形導電帶，之后至led燈帶或至與led燈帶電連接的導電元件或t形帶的一面，并且隨后至用于轉換成低壓直流電的單個整流器。此配置意味著不需要防水。通過使用適當的整流器，該低壓交流電在每個燈帶的末端轉換為直流電。每個led燈帶或led燈帶組能夠被獨立控制。

提供led燈帶的控制方法如上文所定義，并包括電力線技術、或無線技術或經由無線鏈接連至本地pc和/或通過遠程網絡二者的結合。本文示出了包括結合有本地整流器的燈帶的led陣列的一部分，以及與微控制器和pc的無線連接的表現形式。

為了實現有利的系統(tǒng)控制，如本文所詳述，每個燈帶或燈帶組配有能夠分別識別和控制的注冊芯片。上文詳述了使用有目的性設計的分光儀或分光輻射度級的每個led燈帶的校準方法，以便校準led，并且這種校準的目的是使得控制系統(tǒng)能夠傳送和記錄由作物從每個led燈帶接收的波長、強度和光周期。如上文詳述，適用于本申請用于生長系統(tǒng)的改進可控led陣列的led的校準可以在制造、安裝到系統(tǒng)中、或者在led的使用周期期間根據需要進行，例如在固定到本文使用的托存帶時。

如上文所詳述，理想地，在陣列運行前，用于本文改進的可控led陣列的led光源進行校準和注冊。為在用于生長系統(tǒng)的led陣列中具有此特征，第三接線被提供至每個led燈帶的末端。每個led燈帶具有“序列識別芯片”以在此低成本接線網絡上提供序列注冊，這意味著led校準信息將針對此獨特數字進行存儲。

一旦生長系統(tǒng)與已校準的、已注冊的led啟動并運行，那么將來當使用這些組合中的任何一種時，這些數據將是已知的并且可以對映每個led燈帶或led燈帶組下的生長周期。

如上文所詳述，用于電力和照明系統(tǒng)的本控制系統(tǒng)使用智能軟件來管理被捕獲并中繼到控制系統(tǒng)的數據，該數據來自多個源頭：照明注冊芯片、逆變器監(jiān)控裝置、電力線通信芯片、無線技術、本地pc、或其他數據捕獲裝置，為整個生長系統(tǒng)提供定制的監(jiān)控和控制。此智能軟件也用于如本文所定義的改進可控led陣列的控制系統(tǒng)。

如上文所詳述，關于電力和照明系統(tǒng)，電力線技術能夠提供一種技術，可以在現有交流電波形上包含通信的功能。因此，除了通過使用用于如本文所詳述的系統(tǒng)中的改進的可控led所提供的優(yōu)勢和優(yōu)點以外，本發(fā)明另一方面提供用于如本文所詳述的生長系統(tǒng)中的led陣列，其具有通信功能。

為避免疑義，如上文所詳述，通過使用如上文所詳述的可控電力和照明系統(tǒng)所提供的優(yōu)勢，同樣適用當此系統(tǒng)與本文生長系統(tǒng)中的改進的可控led陣列結合使用時。

因此，根據另一方面，本發(fā)明提供一種裝置，用于在1m²至10000²的大面積上，獨立控制本文定義的本申請生長系統(tǒng)的改進led陣列中每個led燈帶、或led燈帶組的波長、亮度和光周期，其中每個燈帶包括1-20個led。此過程允許在生長周期內傳遞的待測量輻射功率的可重復性和數據記錄，并且在整個系統(tǒng)中、或在系統(tǒng)的各個區(qū)段、部分、部門或生長線中，首次提供了傳輸至生長的生物體或植物的電力的實時信息，其中系統(tǒng)內的這些單獨區(qū)域與陣列內的相應led燈帶或led燈帶組相匹配。

根據另一方面，本發(fā)明提供一種用于生長系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，生長系統(tǒng)包括如上文定義的改進led陣列，其中控制系統(tǒng)包括用于記錄整個led陣列、或陣列中的單個燈帶、或燈帶組的輻射功率的測量數據的裝置，而不需要連續(xù)的分光輻射。

因此通過將用于改進led陣列的控制系統(tǒng)鏈接至植物傳感器和光傳感器，能夠獲得提供實時或定期數據組的整個控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠逐步/持續(xù)優(yōu)化并/或維護系統(tǒng)內的預定輸出水平。

通常地，用于如本文所定義的生長系統(tǒng)的改進led陣列中的led燈帶所提供的波長為紅640nm，藍460nm和綠560nm，盡管根據所選擇的特定配置，更多的波長是可能的。

因此，根據另一方面，本發(fā)明提供一種控制系統(tǒng)，用于通過如上文定義的改進led陣列，為植物生長提供高效光照水平，并且其中所述控制系統(tǒng)的特征為不需要持續(xù)測量led波長、強度或光周期。

根據另一方面，所述控制系統(tǒng)能夠鏈接至自然照度計，以使控制裝置能夠隨生長環(huán)境，例如溫室中光照水平的改變而調節(jié)改進led陣列中的單個led。

由于led光源效率為30-66％(輻射功率比電氣輸入功率)，因此產生大量的熱量。通過將高光效保溫幕放置在陣列中的條帶正上方，可以在生長環(huán)境中保留更多的熱量，并且更少地浪費在溫室的頂部空間中。如果保溫幕可以調節(jié)高度或部分打開，可以控制植物的溫度，如果溫度過高，標準的溫室通風設備會以正常的方式將其降低。對于具有非常大的占地面積的系統(tǒng)，其中包含led的t形帶由可以被絕緣的一個或多個鋁母線支撐，保溫幕可以位于母線的頂部。

適用于目前市售保溫幕的材料，例如當冷但晴朗時允許自然光通過的透明塑料，適用于本文改進的/可調節(jié)的保溫幕，同樣地，之后改進為可調整高度的改進市場保溫幕能夠用于提供本文的保溫幕。在實踐中，保溫幕可以在區(qū)段中，以允許一些區(qū)段打開，進行額外的冷卻/通風。或者，可以有兩塊保溫幕在彼此之上，一個有孔且一個沒有孔。

同樣地，通過并入與溫室“頂空”處濕度和co2水平相鏈接的自動化風扇，能夠控制植物周圍的濕度和co2水平。

因此，根據另一方面，本發(fā)明提供用于前文定義的生長系統(tǒng)的如上文所述的可控電力和照明系統(tǒng)，其中光源由本文定義的改進led陣列提供，且其中系統(tǒng)還包括用于自動控制下列中的一個或多個的裝置：生長系統(tǒng)中一個或更多保溫幕的相對高度、一個或更多與生長系統(tǒng)內濕度和co2水平相鏈接的風扇。

為提供生長系統(tǒng)中改進、可控和均勻led照明的本系統(tǒng)的特定特征是：能夠在對操作者安全的電壓下，為led供電，特別是在潮濕和有水存在的情況下。在植物生長系統(tǒng)，這通過將led燈帶連接至12-50v，通常為24-36v的低壓交流電電源實現。這允許高壓電源在整個溫室的外部、或者位于溫室內部高層或者在沒有自然光的封閉系統(tǒng)外部。該低壓交流電源僅僅由高壓-低壓的交流變壓器提供，該變壓器通常地可位于溫室內部高層或者外部。通過位于每個燈帶末端的ac/dc整流器，促進對于每個燈帶供電必要的低壓交流電至低壓直流電的轉換。相對于那些當前可用的系統(tǒng)，使用用于向生長系統(tǒng)提供改進可控且均勻led照明的本系統(tǒng)所提供的另一個安全優(yōu)勢，是一旦系統(tǒng)安裝，管理植物生長或負責每日維護植物生長環(huán)境的作業(yè)人員可以安全地安裝和維護所有的led，因為它們只在低電壓ac下運行。這導致額外降低商業(yè)運營成本。

可控制用于在生長系統(tǒng)中提供改進的可控且均勻led照明的本系統(tǒng)內的led陣列的整體效率，以保持工作電壓，這使整流優(yōu)化。

因此，根據另一方面，本文提供了一種用于生長系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，該生長系統(tǒng)包括如本文定義的led陣列，其中控制系統(tǒng)包括用于記錄下列數據的裝置：led陣列整體輻射功率、或陣列內單個led燈帶、燈帶組的輻射功率的測量；通過植物傳感器對系統(tǒng)內生物體的生長的測量；和/或通過光傳感器對生長系統(tǒng)內的光照水平的測量，并且其中所述系統(tǒng)包括用于自動控制下列中一種或多種的裝置：植物生長系統(tǒng)中一個或多個保溫幕的相對高度；一個或更多與生長系統(tǒng)內濕度和co2水平相鏈接的風扇，并且其中所述控制系統(tǒng)提供一種裝置，用于控制工作電壓保持90％或以上的效率。

如上文所討論，本發(fā)明還提供用于獨立控制每個單個燈帶或燈帶組的裝置，該燈帶組均勻地包括一個或多個不同波長的led燈帶。

申請人還發(fā)現，本申請電力和照明系統(tǒng)與電力線技術及本地/中繼無線技術高度兼容，其中該電力和照明系統(tǒng)包括通過母線分配至一個或更多l(xiāng)ed陣列的低壓交流電，其中陣列具有本地注冊芯片和用于本地整流的裝置。對于本文的電力和照明系統(tǒng)，其需要能夠傳送相當大的/強大的無線信號強度，例如在需要互聯網接入的應用中，有利地，可以使用本地/中繼無線技術。

這種系統(tǒng)的控制用低壓控制線、電力線技術或無線技術，通過中央微控制器下達指令而實現。該微控制器也用作傳統(tǒng)個人計算機(pc)通信的網關。該數據能夠被設置為通過改變電流或通過合并pwm，來改變每個波長和光周期的強度或輻射功率。網關(微控制器)和pc之間通信的方法可以通過硬連線裝置或太網等，或通過經由wi-fi，snap，無線個域網(zigbee)，xbee或其他無線協(xié)議的無線通信。

因此，根據另一方面，本陣列中的每個單獨led燈帶或led燈帶組能夠被單獨注冊，以通過技術最終控制網絡，且所有數據通過電力線通信芯片或無線技術收集、控制和/或管理。

該控制由鏈接至有無線功能的中央微控制器的本地計算機提供。每個led燈帶或更典型地每個燈帶組，接收無線信號并通過一系列將燈帶鏈接在一起的低壓控制線，分配命令至每個單個燈帶/燈帶組?；蛘撸梢允褂媒浻傻蛪航涣麟婋娫吹碾娏€技術。這樣相同的控制線和無線信號是雙向的，并能夠發(fā)出指令并且從本地傳感器和其他監(jiān)控設備收集數據。

控制每個燈帶上各個波長的強度和光周期的能力，允許反饋回路根據溫室中的環(huán)境光條件或封閉生長環(huán)境中的作物條件，來改變led。這允許通過用最佳光合作用優(yōu)化led光子產生，來優(yōu)化電力的使用。

能夠通過實驗或通過引入高光譜圖像測量植物應激的所有方面，來進化該優(yōu)化過程。該數據可以通過鏈接到圖像和光感設備的控制系統(tǒng)進行收集，該光傳感設備允許反饋回路實時控制光。

由于引入了進化算法，測量了金融投入成本和作物產量，整個生產的成本能夠最小化。進一步，可將整個電力的成本改變考慮在內以最小化電力成本。

當與hid鈉燈或固定輸出比較時，led陣列將減少溫室中或封閉生長環(huán)境中熱量的需求。在封閉系統(tǒng)中，提高的系統(tǒng)效率降低了冷卻需求。

申請人發(fā)現由于使用鋁母線和低壓(<50v交流)向本led陣列分配電力，照明和/或加熱/電力成本方面前所未有的效率在商業(yè)和非商業(yè)/家庭用途中具有多種應用。

特別地，申請人發(fā)現，有利地，處于低壓的母線能夠用于向在商業(yè)和/或家庭應用建筑中的一個或多個led陣列中的led光源單個地或成組地供電，并且其中通過母線提供的“電力線”技術為照明系統(tǒng)提供理想控制系統(tǒng)，其中通過使用一個或更多特定led注冊芯片，該注冊芯片用于識別和控制單個光源或光源組，該控制系統(tǒng)與每個單個led光源/一個或多個led光源組、或一個或多個led光源通信，以提供遠程控制和監(jiān)控系統(tǒng)，且其中通過關聯到每個陣列的本地逆變器管理系統(tǒng)中電壓下降的自動校正。

如本文討論的，本系統(tǒng)獨特地能夠容納用于電流控制和脈沖波調制(pwm)的本地控制器。用于電流和/或pwm控制的控制器可位于母線上

附圖

母線和可控電力和照明系統(tǒng)的代表性實施例在下文示出，其使用由母線分配的低壓交流電源，適用于商業(yè)和/或家庭應用。特別地，這種系統(tǒng)的實施例以及這種系統(tǒng)的特定特征方面在下文呈現的圖5-8中示出并關于其進行討論，該系統(tǒng)具有鋁母線，該鋁母線處于低壓交流電，用于向一個或多個led陣列內的led光源單獨地或成組地供電；以及為非led設備供電的能力，其中由母線提供的“電力線”技術提供用于照明系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，其中通過使用一個或多個用于識別的注冊芯片，控制系統(tǒng)與每個單獨led光源/光源組或陣列、或非led設備通信。

為避免疑義，盡管根據本發(fā)明的一個方面，圖5至圖8示出了在特定環(huán)境下電力和照明系統(tǒng)的使用，其中本文示出并如下文所討論的配電系統(tǒng)和led陣列的特定特征，同樣適用于其它商業(yè)和/或家庭配置。照此，下列圖5至圖8提供了本發(fā)明的一個方面的特定實施方式的代表性實施例，并且不旨在對其進行限制。

本文還詳述了合并新型并創(chuàng)新的led陣列的生長系統(tǒng)的代表性實施例，并且所述陣列的特征的特定方面在下文呈現的圖14-18中示出并關于其進行討論。

為避免疑義，盡管圖14-18說明了根據本發(fā)明用于生長系統(tǒng)的led陣列和因此控制系統(tǒng)在特定環(huán)境下的使用，該特定環(huán)境為容量高至10,000m²或更高的溫室，其中l(wèi)ed陣列用于在一天中的不同時間補充自然光照，圖示說明和下文討論的led陣列的特定特征同樣適用于1m²-10000m²之間更小種植面積的溫室，作為補充光源，以用在1m²-10000m²以及更大黑暗生長系統(tǒng)中，特別地，用于在生長過程中不使用自然光的生長室、多層生長系統(tǒng)或綜合生長系統(tǒng)(igs)塔。

照此，下圖提供本發(fā)明的特定實施方式的代表性實施例，并不旨在對其進行限制。

附圖說明

圖1：示出了適用于本發(fā)明的可控電力和照明系統(tǒng)的三根示范性母線的一部分的側面視圖。特別地，圖1示出了主要母線或主母線圖1(a)、二級母線圖1(b)和三級母線圖1(c)，如圖所示，所有三根母線是具有中空內部的管形。主要母線的直徑大于二級母線的直徑，二級母線直徑大于三級母線的直徑。

圖2：示出了同心母線的配置的兩個視圖。圖2(a)提供了管形母線配置的部分爆炸圖，該管形母線具有內部母線，其被外部母線圍繞，附圖中還示出地，在管形母線配置的內部母線和外部母線之間槽溝的管形絕緣部分為單獨的部件，以提供內部絕緣的同軸母線配置。圖2(b)是內部絕緣的同軸管形母線配置的示范性部分的側視圖，其具有內部母線(a)和外部母線(b)，外部母線(b)圍繞內部母線(a)但不與其電接觸。為避免疑義，為了說明的目的，圖2(b)表明內部母線在任一端都從外部母線套中突出。在使用中的實際應用中，設想內部母線，特別是在內部母線是線形母線的情況下，將在使用期間被封裝在外部母線內，以提供電氣安全。在圖2(b)的示范性母線配置的部分，內部母線和外部母線都是中空管，存在圍繞內部母線的管形絕緣部分(c)，并且其位于母線之間。

圖3：示出了在實踐中，用于根據本發(fā)明的可控電力和照明系統(tǒng)的電力如何從主電源分配，并且在此實施例中，是從電網經由一個或多個變壓器分配到建筑物內的母線組件，為led照明提供電力和照明。如圖所示，處于主供應水平(即240vac)的主電力由電網(d)提供給變壓器(其可根據電力和照明系統(tǒng)的要求位于外部或內部)，變壓器(e)使交流電壓第一步壓降至小于50vacrms，該低壓交流電力通過母線組件進行分配，母線組件包括一系列主(f)，二級(g)和三級(h)中空管形正母線和中性母線，其中每對正母線和中性母線彼此平行布置。對于主母線(f1，f2)，示出了一對平行的正母線和中性母線，而對于二級和三級母線，為了圖像清晰度，僅示出了相應的成對正母線。為了避免疑義，在圖3所示的母線組件中，主母線具有最大的直徑，并且第三母線具有最小的直徑。主母線和二級母線之間的連接裝置和/或二級母線與第三母線之間的連接裝置未示出。這種連接可以通過本說明書中詳述的任何裝置來實現。低壓交流電力從主母線分配到二級母線，之后分配到三級母線。示出了三個懸掛的led照明設備，其中一個標記為(i)，其通過銅接線(j)與三級母線系統(tǒng)電連接。每個led照明設備與本地電壓控制設備(k)相連，以提供第二步壓降控制。為了避免疑義，這種本地電壓控制裝置如本說明書中所詳述。

圖4：示出了鏈接到互聯網的電力線網關和pc如何在根據本發(fā)明的可控電力和照明系統(tǒng)示例中使用，以控制進出系統(tǒng)中一個或更多設備的數據。為避免疑義，盡管圖4示出了具有l(wèi)ed光源的系統(tǒng)，此示范性機構也能夠用于向一個或多個基于非led的設備提供可控電力。如上文關于圖3所詳述，在圖4示出的系統(tǒng)中，通過使用合適的變壓器，高壓主電源減少至低于50vacrms，同時獲得的低壓交流電力經由母線組件進行分配，該母線組件包括一系列主、二級、三級空心管形正母線和中性母線，其中每對正母線和中性母線相對彼此平行設置。

圖4(a)是電力線網關(l)的爆炸圖，其以圖表形式示出了：個人計算機、或其他合適的微處理設備與互連網之間的通信；以及疊加在ac波形(m1)上的數據的圖示。

圖4(b)是電力線網關(l)的進一步的爆炸視圖，其以圖表形式示出了三級母線(m2)上的數據。圖4還示出了一系列l(wèi)ed燈具，其中的每個與接收數據(n)的本地注冊芯片連接。

圖5：示出了具有多樓層的小型辦公大樓，其中，主交流變壓器(3)位于外部，并位于建筑的頂部，這個大型交流-交流變壓器(3)接收的電力來自240v交流的任何合適來源，比如電力線、太陽能源頭、可再生能源如風能。主母線為塑料包覆的(如圖5a所圖示，并由粗線表示)(19)，其還具有絕緣/保護涂層，該涂層從與建筑物頂部的主ac變壓器的連接處一直到建筑物(18)入口的點。變壓器將這個240v交流輸入電力在進入建筑物(18)之前轉換為小于50v交流rms，其中如此轉換的電力通過母線系統(tǒng)(19)，分布在建筑物的每層，即分布在建筑物內的每個辦公樓層(未標記)以及地下室。在每層，通過將陣列內的led燈帶鏈接在一起的二級母線(19b)，向每層樓的led陣列(2)供電。

如圖10所示，通過圖中辦公大樓(18)中l(wèi)ed陣列中每個單個led燈帶(5)或led燈帶組(4)，也能夠通過互連網進行最終單獨控制，通過云端收集所有數據。

該圖也示出了，電力線技術(9a)和能夠無線連接的中央微控制器(9)的使用鏈接至本地pc(未示出)，且陣列中每個led燈帶或更典型地每個led燈帶組接收無線信號，并通過一系列將燈帶鏈接在一起的二級母線(19b)，向每個單個燈帶發(fā)布指令。無線信號是雙向的，能夠發(fā)送指令并從本地傳感器及其他監(jiān)控設備收集數據。

圖5a：示出了關于前圖的小型辦公室(18)所示的，在二級管狀涂覆母線(19b)的一部分中，彼此平行的已包覆的正母線和中性母線組件的詳細視圖。該圖還示出了建筑物的低層中母線組件的主部件(19)和二級部件(19b)的一部分的放大圖，并且示出了每個主母線和二級母線的已包覆的正母線和中性母線部件，他們彼此平行運行，并且示出了在建筑物兩層的每一層中大致垂直配置的一對主母線，以及大致水平配置的兩對二級母線。在圖中還示出了另外的變壓器(3)和電力線技術(9a)。

圖6：示出了兩層的家庭建筑(21)，其中主交流變壓器(3)位于外部并位于建筑的一側，通過采用前文對小型辦公樓(18)進行說明并描述的相同方式，此大型交流-交流變壓器(3)接收來自任何合適的240v交流電源接收電力，并且在其進入建筑物(21)之前將240vac輸入電力轉換為小于rms為50v交流電，其中如此轉換的電力通過主母線系統(tǒng)(19)分布在房子的每層，在每個樓層，電力通過將陣列內的led燈帶連接在一起的二級母線(19b)，供至led陣列(2)。為避免疑義，根據如圖10所示出的配置，以及關于小型辦公建筑(18)所詳述的，系統(tǒng)中的led是可控的。

能夠無線連接的中央微處理器(9)鏈接至本地pc(8)(未示出)，且陣列中的每個led燈帶或更典型地每個燈帶組，接收無線信號并通過一系列二級母線(19b)向每個單個燈帶發(fā)布指令。這些無線信號是雙向的，能夠發(fā)送指令，并從本地傳感器及其他監(jiān)控設備收集數據。電力線技術(9a)也在圖中示出。

雖然建筑物(21)中的內部led和電力配置僅在建筑物的右側示出，應當理解的是，通過適當的母線、led陣列和鏈接至能夠無線連接的微處理器(9)的低壓接線，該系統(tǒng)在整個建筑物中是可完全運行的。

圖7：示出了具有組合的電力和照明系統(tǒng)的兩個商業(yè)辦公大樓(23a)和(23b)，其中主交流變壓器(3)位于外部并位于大樓(23a)的頂部，通過采用前文對小型辦公樓(18)和家用建筑(21)所指明、討論以及說明的相同方式，這個大型交流-交流變壓器(3)接收來自任何合適的240v交流電源接收電力，并且在其進入建筑物(23a)之前將240v交流輸入電力轉換為rms小于50v的交流電，其中如此轉換的電力通過主母線配置(19)分布在建筑物的每層，在每個樓層，電力通過將陣列內的led燈帶連接在一起的二級母線(19b)供至led陣列(2)。為避免疑義，根據下文關于小型辦公樓(18)所討論和示出的配置，系統(tǒng)中的led能夠通過互聯網被單獨控制，所有數據通過云端收集。

能夠無線鏈接的本地微控制器(9)位于每個建筑內部，并連接至本地pc(8)(未示出)，并且陣列(2)中每個led燈帶或更典型地每個led燈帶組接收無線信號，并通過將燈帶鏈接在一起的一系列二級母線(19b)，向每個單個燈帶發(fā)布指令。這些無線信號是雙向的，能夠發(fā)送指令，并從本地傳感器及其他監(jiān)控設備收集數據。

盡管大樓(23a)和(23b)中的內部本地微控制器顯示在地上，應當理解的是，其能夠位于大樓內任意合適方便的位置。

僅僅為了說明，在建筑的左手側示出了大樓23a)中包括主母線(19)的內部配電和照明配置的爆炸圖，其將電力從大樓(23a)頂部的主變壓器(3)，經由一系列主母線(19)和二級母線(19a)分配至led陣列(2)，對大樓的控制由電力線技術(9a)提供，并且可無線連接的本地微控制器在建筑左側的爆炸圖中示出。類似地，從另外的變壓器(3)到主母線組件(19)，并由此到一系列二級母線(19a)、以及l(fā)ed陣列(2)，提供了內部配電和照明配置，其中對大樓的控制由電力線技術(9a)提供，能夠無線連接的本地微控制器也在建筑左側的爆炸圖中示出。

為避免疑義，無論大樓(23a)還是(23b)的遠程控制都可使用本文的控制系統(tǒng)分別或單獨管理。

圖7a：提供大樓(23a)中內部系統(tǒng)的放大圖。

圖8：示出了大樓(23a)中的單個辦公室，特別是懸掛的led陣列(2)，其電力從變壓器(3)經由主母線配置(19)和二級母線配置(19b)分配，具有的無線系統(tǒng)控制和管理由可無線連接的微控制器(9)和電力線技術(9a)提供。

圖9：示出了根據本發(fā)明的可控電力和照明系統(tǒng)的一部分，特別是房間、或辦公空間區(qū)域，其中使用li-fi和wi-fi無線技術的組合來連接控制系統(tǒng)并從具有智能技術的移動非led設備、智能手機和手提電腦傳輸數據至控制系統(tǒng)。圖9還示出了如上文所定義的led照明陣列的一部分，其中l(wèi)ed照明通過多個懸掛照明單元提供。

圖10：示出了如何通過互聯網單獨控制每個單個led燈帶(5)或led燈帶組(4)，并且所有數據通過云端收集。附圖示出了6個led燈帶(5)的配置，其與控制接線(7a)和(7b)成組(4)設置，并具有共同位于pc內的本地微控制器(未示出)，還具有無線功能(10)和整流器(6)。該圖還示出了來自以及輸向變壓器(3)的所示部分的電流連通性和流量。本地pc(8)鏈接到可無線連接的中央微控制器(9)。每個led燈帶(5)或更典型為每組六個燈帶(4)，接收無線信號，并經由一系列將燈帶鏈接在一起的低壓控制線(7a)，(7b)，將指令分配給每個單獨的燈帶(5)。這些相同的控制接線(7a)，(7b)和無線信號是雙向的，能夠發(fā)送命令并從本地傳感器和其他監(jiān)控設備收集數據。

圖11提供示出了適用于本文可控電力和照明系統(tǒng)的led燈帶的俯視圖。在圖中，通過合適的線(12)連接在一起的等距間隔的led(11)串裝配在相同的鋁質t字斷面托存帶(13)上，用于提供led燈帶(5a)，該led燈帶(5a)在指定波長提供可控的led照明?？梢酝ㄟ^在單串上使用不同的led，或者燈帶上多于一個led串的組合，來實現不同波長的可控led照明，其中這樣的另外的led可以提供不同波長的光。如上所述，通常由本文陣列內的led燈條提供的波長是紅色640nm，藍色460nm和綠色560nm，盡管根據所選擇的具體配置，更多的波長是可能的。

如本文所詳述，每個led燈帶(5)上單個led(11)的數量能夠小至1，并且最大數量由從整流器獲得的直流電壓除以每個led所需的正向電壓而決定。例如，當最大安全電壓為rms50v的交流電將轉換為74v直流電，并且典型紅色led的正向電壓為2.2時，將有33個led。

如說明書所詳述，在示范性燈帶(5a)中的每個led(11)表面貼裝至鋁質t形托存帶(如下文所示出)。

圖12：示出了如前圖中使用虛線表示的示范性鋁質t形托存帶的一部分。為避免疑義，此示范性鋁質t形托存帶適用于本文所詳述的任何商業(yè)和/或家庭用途，并不限于在生長系統(tǒng)中使用。

圖13：示出了合并led陣列的溫室(1)，led陣列由本文所詳述的電力和照明系統(tǒng)供電和控制。示出了從溫室內的電力到輸送至溫室地點的電力的商業(yè)來源之間的電力通道。

示出溫室(1)的側視圖和俯視圖，在示范性說明中，溫室寬度至少24m并適于房屋生長系統(tǒng)，其可以是水培或其他方式，其中所述生長系統(tǒng)相互之間通常間隔2、4或8m距離。在溫室(1a)的占地范圍內，提供了led陣列(2)的輪廓，該led陣列(2)具有由三個支撐結構(2a)、(2b)、(2c)提供的三個部分，包括led的燈帶/燈帶組位于其上(未示出)。結構2(a)，2(b)和2(c)是通過適當裝置從溫室(1)的天花板懸掛的母線，如圖所示，在led陣列(2)的三個部分之間，即(2a)和(2b)之間、(2b)和(2c)之間，具有相等的空間。led陣列位于三個單獨的生長區(qū)域(未示出)上方并與其緊鄰，將理解的是，這些生長區(qū)域位于每個陣列(2a)、(2b)、(2c)區(qū)域的下方并且為基本相似的區(qū)域。在這個實施例中，三區(qū)段陣列置于生長區(qū)域上方5厘米到10厘米處。

led陣列的三部分在圖中被示為具有特定面積的矩形，但是應當理解的是，整個陣列的絕對形狀和尺寸，或者整個陣列內的部分可關于用于如上文所詳述的不同生長區(qū)域的需要，進行大幅改變。

三個大型交流-交流變壓器(3)位于溫室外部，每個變壓器接收的電力來自任何合適的240v交流電源，如電力線、太陽能源、可再生能源如風能。變壓器(3)在其進入溫室(1)之前將240v交流輸入電力轉換為小于rms為50v的交流電，其中如此轉換的低壓交流電通過具有一根或多根主母線的母線組件提供，用于向由母線結構(2a)、(2b)和(2c)支撐的led陣列(2)三部分中的每一部分提供電力，母線組件包括led陣列(2)的二級母線系統(tǒng)，其結合關聯到如上文所詳述的led(未示出)的本地整流器/本地電壓校正設備。例如，任何led燈帶組中每個led燈帶(5)可包括在一端的本地整流器(6)，并通過母線與電源電連接。

圖14示出了用于溫室的可控led照明系統(tǒng)的一部分，溫室具有從變壓器(3)向led燈帶組(4)分配電力的母線。

圖15：示出了6個led燈帶(5)的典型配置，該6個led燈帶用控制接線(7)成組(4)設置，其中本地微控制器(未示出)位于pc(8)中，具有無線功能(10)和整流器(6)，能夠提供近乎完美的網格。該圖還示出了通過所示部分來自以及輸至變壓器(3)的電流連通性和流量。

圖16示出了托存于母線(用于電力)上的可控led的示范性布置，具有帶可選的可控保溫幕的電力線控制裝置(未示出)，并且如附圖所詳述，led燈帶(5)懸掛在緊鄰生長作物(14)上方。懸掛裝置未示出，但可以是上文詳述的任何懸掛裝置。類似地，所示系統(tǒng)的連通性和控制特征可以是本文中所討論和示例的任何一種，特別是如前面兩張附圖所示出和討論的。

通常，這種種植作物將在園藝洪水臺上或類似形式的水培栽培系統(tǒng)中。作物可在土壤或泥炭中，其中安裝了滴灌或地下澆水系統(tǒng)。在需要高空澆水的情況下，將led燈帶充分升高可能是必要的，以允許澆水發(fā)生，并且如上所述，這可能會自動發(fā)生。

led燈帶(5)通常為2-4m長，并且通過適當的結構，例如具有自動上升和下降能力的高拉伸線，在每個端部懸掛。如上文所詳述，及使用本申請改進可控led陣列所示出的，可能首次將led放于非?？拷L作物，并且特別是距離生長作物的距離低至5-10cm，因為t形系統(tǒng)能夠使散失熱量從散熱器分散到生長系統(tǒng)，以利于植物生長和整個系統(tǒng)效率的提升。

如果作物周圍的溫度高于所需溫度，則標準溫室通風系統(tǒng)就會使用安裝的通風冷卻設備來去除這種熱量，該通風冷卻設備也可能控制濕度和co2。

如果作物周圍的對溫度低于目標溫度，本設計的一個獨特之處在于能夠安裝由聚乙烯或類似物設計的熱光幕，其中自然光的傳遞非常高，同時具有適當的熱性能。這些幕能夠根據使用滾筒型系統(tǒng)或者風琴系統(tǒng)的情況而擴展或收縮。

圖17：示出了適用于生長系統(tǒng)的高空可控led陣列，其中l(wèi)ed(在t形燈帶上)由提供低壓交流電的母線(未示出)支撐，并且其中對led的控制通過電力線(未示出)提供，且特別地，示出塑料大棚(16)或溫室的一部分，其具有單獨的3排生長植物，每排排列了兩條平行線(一共8條植物線)，其中照明由包括3組led燈帶組(4)的高空led陣列(2)提供，其中每組led燈帶包括6個單獨的led燈帶，并且其中包括3個led燈帶的子組主要關聯至單線的植物。用于懸掛led的裝置以及與控制裝置的連通性均未示出。每排植物(15)具有4組，8株植物，上方有3個led燈帶。

圖18：提供了適用于根據本發(fā)明的方面的生長系統(tǒng)的可控電力和照明系統(tǒng)的led燈帶其它配置的圖示，可控電力和照明系統(tǒng)用于根據本發(fā)明方面的生長系統(tǒng)。在圖18a和18b中分別提供了led燈帶如何能分別布置在生長的生物體/植物旁邊和下方的圖示。

具體實施方式

以下代表性實施例描述了本系統(tǒng)的具體實施方式。對所使用的變壓器容量的修改，以及對由本文定義的用于這種系統(tǒng)的led陣列提供熱和光的系統(tǒng)的修改在本發(fā)明的范圍內。特別地，雖然所示的系統(tǒng)被證明在系統(tǒng)內具有有利的使用，其中用于生長所需的熱和光部分或全部由如本文所定義的led陣列提供，應當理解的是，本文中新穎的led陣列在其他領域具有應用。

實施例1-分配樹為低壓和高電流

采用圖13所示的溫室系統(tǒng)，使用10kw(千瓦)容量的大型交流-交流變壓器和如上所述的led陣列提供足夠的熱和光，以覆蓋約100m²至約200m²的生長面積。使用較低容量的4kw交流-交流變壓器和如上文所定義的led陣列，將相應地為較小的溫室提供加熱和照明，該較小的溫室具有約40m²至約80m²的生長面積。

使用鋁質管形母線，交流-交流變壓器可增至150kw或更高。這將為1,500m²至3,000m²的更大生長區(qū)域提供足夠的電力。

溫室對比實施例

當前可用系統(tǒng)需要本地直流驅動器，每個驅動器容量約為200w-300w(瓦特)，每個驅動器的后續(xù)功率范圍僅僅為2m²-4m²。這意味著為了向如實施例1中所指出的小型溫室傳遞熱和光，需要高達40個這種驅動器，而當為實施例1中更大的區(qū)域服務時，將需要高達100個。

從這些實施例可以清楚地看出，本文的新型系統(tǒng)不僅可以傳送比目前可用系統(tǒng)極大地增大的覆蓋范圍，而且可以通過獨特的可控led陣列同時提供熱量和照明方面的效率。