一種大棚智能環(huán)保led補(bǔ)光系統(tǒng)及其補(bǔ)光方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于自動(dòng)化農(nóng)業(yè)植物補(bǔ)光技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種LED補(bǔ)光系統(tǒng)，尤其是一種大棚智能環(huán)保LED補(bǔ)光系統(tǒng)及其補(bǔ)光方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光照是影響植物生長(zhǎng)的重要因子，植物利用光能將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為碳水化合物，光合作用是植物賴以生存的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的溫室大棚補(bǔ)光設(shè)備一般需要管理員去大棚實(shí)際操作，且具有盲目性，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室大棚內(nèi)部光照自動(dòng)強(qiáng)度自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)補(bǔ)光，也不能針對(duì)特定植物進(jìn)行精確補(bǔ)光，而且人為判斷、控制大棚燈光，容易對(duì)電能造成浪費(fèi)。
[0003]現(xiàn)階段我國(guó)大部分設(shè)施農(nóng)業(yè)仍然依靠白熾燈、鹵鎢燈、高壓水銀燈、高壓鈉燈等作為光源對(duì)植物進(jìn)行補(bǔ)光，這些傳統(tǒng)的補(bǔ)光技術(shù)存在光譜匹配不合理、光能利用率低、未考慮溫度等其他因素的影響，其耗能過高。而且不同波長(zhǎng)的光線對(duì)于植物光合作用的影響是不同的，一般植物所需的光線波長(zhǎng)在400?720nm左右，其中400?520nm(藍(lán)色)的光線以及610?720nm(紅色)對(duì)于光合作用貢獻(xiàn)。傳統(tǒng)的補(bǔ)光技術(shù)未考慮不同植物及植物不同生長(zhǎng)階段需光量及光色的差異，造成補(bǔ)光不足、補(bǔ)光過度、補(bǔ)光不精確，能源浪費(fèi)嚴(yán)重。
[0004]目前大棚補(bǔ)光系統(tǒng)中的供電系統(tǒng)一般仍是傳統(tǒng)的電網(wǎng)交流供電，綠色供電模式欠缺。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種大棚智能環(huán)保LED補(bǔ)光系統(tǒng)及其補(bǔ)光方法。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0007]這種大棚智能環(huán)保LED補(bǔ)光系統(tǒng)，包括遠(yuǎn)程控制端、控制處理器、光照檢測(cè)模塊、LED補(bǔ)光模塊、太陽(yáng)能光伏模塊以及供電模塊；所述遠(yuǎn)程控制端通過無(wú)線通信方式與控制處理器相連；控制處理器與遠(yuǎn)程控制端、供電模塊雙向連接；光照檢測(cè)模塊與控制處理器相連，將大棚環(huán)境光照強(qiáng)度檢測(cè)情況反饋給控制處理器；LED補(bǔ)光模塊根據(jù)控制處理器的指令開啟且調(diào)節(jié)LED燈組特定燈的亮度；太陽(yáng)能光伏模塊與供電模塊連接；供電模塊與控制處理器、光照檢測(cè)模塊、LED補(bǔ)光模塊相連。
[0008]上述的遠(yuǎn)程控制端是電腦。
[0009]上述LED補(bǔ)光模塊包括三種顏色補(bǔ)光模塊，分別為由10個(gè)中心波長(zhǎng)為450nm的窄帶藍(lán)光LED燈組成的藍(lán)光模塊、由10個(gè)中心波長(zhǎng)為660nm的窄帶紅光LED燈組成的紅光模塊、10個(gè)白光LED燈組成的白光模塊。
[0010]本發(fā)明公開了一種基于上述大棚智能環(huán)保LED補(bǔ)光系統(tǒng)的補(bǔ)光方法:所述的光照檢測(cè)模塊將檢測(cè)大棚內(nèi)光照情況反饋給控制處理器，控制處理器將光照信息反饋給遠(yuǎn)程控制端，遠(yuǎn)程控制端經(jīng)過綜合數(shù)據(jù)分析給出控制指令，通過控制處理器傳遞到供電控制器，供電控制器根據(jù)實(shí)際供電情況經(jīng)過分析，驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)顏色燈模塊，且直接控制對(duì)應(yīng)的PWM調(diào)光器調(diào)節(jié)燈組亮度。
[0011]上述的遠(yuǎn)程控制端包括各種植物生長(zhǎng)光照數(shù)據(jù)庫(kù)，管理員根據(jù)大棚實(shí)際種植的植物從此數(shù)據(jù)庫(kù)中選出該植物，即可設(shè)置好該植物不同生長(zhǎng)階段所需光照類別及其強(qiáng)度，電腦再根據(jù)控制處理器反饋的情況進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、融合，給出LED補(bǔ)光模塊所需調(diào)節(jié)信息。
[0012]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0013]本發(fā)明充分考慮了不同波長(zhǎng)光線對(duì)不同植物生長(zhǎng)的不同階段的影響，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制端智能數(shù)據(jù)分析、融合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)大棚智能化、自適應(yīng)精確補(bǔ)光，同時(shí)采用太陽(yáng)能供電作為主要供電方式，采用綠色照明光源LED燈作為補(bǔ)光燈，既實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，又降低了能耗，保證了大棚內(nèi)作物均勻光照，提高了作物產(chǎn)量，解決了如今技術(shù)中光照不均勻?qū)е碌纳L(zhǎng)不一致的問題。另外，通過調(diào)節(jié)光照，可人為加快晝夜回圈，使植物生長(zhǎng)速度遠(yuǎn)高于室外田地栽培的植物生長(zhǎng)速度。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的原理框圖；
[0015]圖2為本發(fā)明的供電模塊及補(bǔ)光模塊原理圖。
[0016]其中圖2中虛線部分分別為:1太陽(yáng)能供電，2外充式蓄電池組供電，3外接市電交流供電。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0018]如圖1:本發(fā)明的大棚智能環(huán)保LED補(bǔ)光系統(tǒng)，包括遠(yuǎn)程控制端、控制處理器、光照檢測(cè)模塊、LED補(bǔ)光模塊、太陽(yáng)能光伏模塊、供電模塊。所述的遠(yuǎn)程控制端通過無(wú)線通信方式與控制處理器相連；控制處理器與遠(yuǎn)程控制端、供電模塊雙向連接；光照檢測(cè)模塊與控制處理器相連，將大棚環(huán)境光照強(qiáng)度檢測(cè)情況反饋給控制處理器；LED補(bǔ)光模塊根據(jù)控制處理器的指令開啟且調(diào)節(jié)LED燈組特定燈的亮度；太陽(yáng)能光伏模塊與供電模塊，為其提供能量；供電模塊包含多種供電模式，與控制處理器、光照檢測(cè)模塊、LED補(bǔ)光模塊相連，為其供電，保證其正常工作。所述的遠(yuǎn)程控制端是基于電腦的遠(yuǎn)程控制端，包括各種植物生長(zhǎng)光照數(shù)據(jù)庫(kù)，管理員根據(jù)大棚實(shí)際種植的植物從此數(shù)據(jù)庫(kù)中選出該植物，即可設(shè)置好該植物不同生長(zhǎng)階段所需光照類別及其強(qiáng)度，電腦再根據(jù)控制處理器反饋的情況進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、融合，給出LED補(bǔ)光模塊所需調(diào)節(jié)信息。
[0019]如圖2所示:供電模塊包括太陽(yáng)能供電1、外充式蓄電池組供電2、外接市電交流3供電三種供電模式，以第一種供電模式為主，且前兩種模式均帶低電量報(bào)警電路，供電控制器根據(jù)實(shí)際情況自動(dòng)切換選擇，切換順序依照序號(hào)順序，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能供電為主的自動(dòng)、可靠供電。所述LED補(bǔ)光模塊包括三種顏色補(bǔ)光模塊，分別為由10個(gè)中心波長(zhǎng)為450nm的窄帶藍(lán)光LED燈組成的藍(lán)光模塊、由10個(gè)中心波長(zhǎng)為660nm的窄帶紅光LED燈組成的紅光模塊、10個(gè)白光LED燈組成的白光模塊。
[0020]本發(fā)明的補(bǔ)光方法為:光照檢測(cè)模塊將檢測(cè)大棚內(nèi)光照情況反饋給控制處理器，控制處理器將光照信息反饋給遠(yuǎn)程控制端，遠(yuǎn)程控制端經(jīng)過綜合數(shù)據(jù)分析給出控制指令，通過控制處理器傳遞到供電控制器，供電控制器根據(jù)實(shí)際供電情況經(jīng)過分析，驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)顏色燈模塊，且直接控制對(duì)應(yīng)的PWM調(diào)光器調(diào)節(jié)燈組亮度。
[0021]綜上所述，本發(fā)明利用現(xiàn)有計(jì)算機(jī)軟件控制技術(shù)、無(wú)線傳輸技術(shù)、太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)、LED燈PWM調(diào)光等技術(shù)，充分考慮了不同波長(zhǎng)光線對(duì)不同植物生長(zhǎng)的不同階段的影響，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制端智能數(shù)據(jù)分析、融合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)大棚智能化、自適應(yīng)精確補(bǔ)光，同時(shí)采用太陽(yáng)能供電作為主要供電方式，采用綠色照明光源LED燈作為補(bǔ)光燈，既實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，又降低了能耗，保證了大棚內(nèi)作物均勻光照，提高了作物產(chǎn)量，解決了如今技術(shù)中光照不均勻?qū)е碌纳L(zhǎng)不一致的問題。另外，通過調(diào)節(jié)光照，可人為加快晝夜回圈，使植物生長(zhǎng)速度遠(yuǎn)高于室外田地栽培的植物生長(zhǎng)速度。
[0022]以上所述，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思作出其他各種相應(yīng)的改變和變形，而所有這些改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種大棚智能環(huán)保LED補(bǔ)光系統(tǒng)，其特征在于，包括遠(yuǎn)程控制端、控制處理器、光照檢測(cè)模塊、LED補(bǔ)光模塊、太陽(yáng)能光伏模塊以及供電模塊；所述遠(yuǎn)程控制端通過無(wú)線通信方式與控制處理器相連；控制處理器與遠(yuǎn)程控制端、供電模塊雙向連接；光照檢測(cè)模塊與控制處理器相連，將大棚環(huán)境光照強(qiáng)度檢測(cè)情況反饋給控制處理器；LED補(bǔ)光模塊根據(jù)控制處理器的指令開啟且調(diào)節(jié)LED燈組特定燈的亮度；太陽(yáng)能光伏模塊與供電模塊連接；供電模塊與控制處理器、光照檢測(cè)模塊、LED補(bǔ)光模塊相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大棚智能環(huán)保LED補(bǔ)光系統(tǒng)，其特征在于，所述的遠(yuǎn)程控制端是電腦。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大棚智能環(huán)保LED補(bǔ)光系統(tǒng)，其特征在于，所述LED補(bǔ)光模塊包括三種顏色補(bǔ)光模塊，分別為由10個(gè)中心波長(zhǎng)為450nm的窄帶藍(lán)光LED燈組成的藍(lán)光模塊、由10個(gè)中心波長(zhǎng)為660nm的窄帶紅光LED燈組成的紅光模塊、10個(gè)白光LED燈組成的白光模塊。
4.一種基于權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述大棚智能環(huán)保LED補(bǔ)光系統(tǒng)的補(bǔ)光方法，其特征在于，所述的光照檢測(cè)模塊將檢測(cè)大棚內(nèi)光照情況反饋給控制處理器，控制處理器將光照信息反饋給遠(yuǎn)程控制端，遠(yuǎn)程控制端經(jīng)過綜合數(shù)據(jù)分析給出控制指令，通過控制處理器傳遞到供電控制器，供電控制器根據(jù)實(shí)際供電情況經(jīng)過分析，驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)顏色燈模塊，且直接控制對(duì)應(yīng)的PWM調(diào)光器調(diào)節(jié)燈組亮度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的補(bǔ)光方法，其特征在于，所述的遠(yuǎn)程控制端包括各種植物生長(zhǎng)光照數(shù)據(jù)庫(kù)，管理員根據(jù)大棚實(shí)際種植的植物從此數(shù)據(jù)庫(kù)中選出該植物，即可設(shè)置好該植物不同生長(zhǎng)階段所需光照類別及其強(qiáng)度，電腦再根據(jù)控制處理器反饋的情況進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、融合，給出LED補(bǔ)光模塊所需調(diào)節(jié)信息。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大棚智能環(huán)保LED補(bǔ)光系統(tǒng)及其補(bǔ)光方法，該系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制端通過無(wú)線通信方式與控制處理器相連；控制處理器與遠(yuǎn)程控制端、供電模塊雙向連接；光照檢測(cè)模塊與控制處理器相連；LED補(bǔ)光模塊根據(jù)控制處理器的指令開啟且調(diào)節(jié)LED燈組特定燈的亮度；太陽(yáng)能光伏模塊與供電模塊連接；供電模塊與控制處理器、光照檢測(cè)模塊、LED補(bǔ)光模塊相連。本發(fā)明考慮了不同波長(zhǎng)光線對(duì)不同植物生長(zhǎng)的不同階段的影響，實(shí)現(xiàn)大棚智能化、自適應(yīng)精確補(bǔ)光，同時(shí)采用太陽(yáng)能供電作為主要供電方式，采用綠色照明光源LED燈作為補(bǔ)光燈，既實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，又降低了能耗，保證了大棚內(nèi)作物均勻光照，提高了作物產(chǎn)量，解決了如今技術(shù)中光照不均勻?qū)е碌纳L(zhǎng)不一致的問題。
【IPC分類】A01G7-04, H05B37-02
【公開號(hào)】CN104780693
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510209533
【發(fā)明人】史永勝, 趙會(huì)平, 高丹陽(yáng), 寧青菊
【申請(qǐng)人】陜西科技大學(xué)
【公開日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2015年4月28日