CN102355779A - Led植物生长灯模拟日光控制系统 - Google Patents

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刘仲勇
朱方伍
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Abstract

本发明涉及一种LED植物生长灯模拟日光控制系统，其特征是该控制系统由参数设置软件、智能控制器、LED灯组组成；参数设置后通过数据接口、网络接口或无线遥控发送到智能控制器上进行存储控制调节1-4路LED灯组按照参数进行工作。本发明的提供了一种性能稳定、软件智能控制、操作灵活、便于推广使用的具有模拟日光功能的LED植物生长灯模拟日光控制系统。

Description

LED植物生长灯模拟日光控制系统
技术领域
本发明属于LED灯领域，特别是一种用于补充照明促进植物生长发育的LED灯。
背景技术
LED照明灯是利用第四代绿色光源LED做成的一种照明灯具，具有能耗低、发热量低、使用寿命长、稳定性高、响应时间短、对环境无污染、多色发光等诸多优点，已经越来越广泛地于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。
在传统农业生产中一般使用普通电光源补充光照和应用不同覆盖材料等农业技术措施，如采用单色荧光灯或彩色塑料薄膜，利用日光灯或白炽灯改变光环境以调控设施栽培环境中植物的生长发育。但这些措施存在着不同程度的问题，如缺乏对具体光谱成分的分析导致光质处理不纯，光强不一致、接近甚至或低于植物的光补偿点，照射光源能效低等。LED在植物设施栽培环境中的大量应用研究结果表明，LED能够解决这些难题，特别适合应用于人工光控制型植物设施栽培环境。
发明内容
本发明的目的是解决现有植物生长灯存在的缺点，提供一种自动控制摸拟日光控制，工作稳定性高、适合大型规模的种植场的模拟日光的LED灯。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
LED植物生长灯模拟日光控制系统，包括参数设置单元、智能控制单元、灯具单元，所述参数设置单元与智能控制单元通过参数输入模块连接，所述智能控制单元通过其输出模块连接；
所述参数设置单元是对时间段、亮度以及区域进行设置的单元；
所述的智能控制单元是以单片机或微型电脑为主控件对LED植物灯组进行控制的电路单元；
所述的灯具单元是植物灯上的LED灯组。
以上所述智能控制单元包括电源模块、IC控制模块、参数输入模块、补偿模块、调节电压模块和输出模块；
所述电源模块为整个智能控制单元提供电源，接直流电源电压范围为12V-24V内，断电时外接3.6V电池，保证控制器运行；
所述IC控制模块按顺序与参数输入模块、补偿模块、调节电压模块和输出模块连接。
LED植物生长灯组的LED芯片通过不同的金属元素（发光颜色）组成元素波长（nm）制成不同的颜色的发光体。例如SBI 蓝色lnGaN/sic 430 ；R红色 GAaAsP 655； G 绿色 GaP 565；Y 黄色 GaAsP/GaP585；E 桔色 GaAsP/GaP635。
电源模块提供12V-24V直流电源或者3.6V电池；参数输入模块包括排线插座和网线插座，排线插座也可扩展为USB接口和针式电脑串口中的一种或两种，网线插座可以用作数据接口，也可用作扩机联网接口；IC控制模块，通过参数输入模块接收并保存参数单元的控制参数信息；有4个LED效果灯，在正常工作状态下其亮度分别对应IC控制模块送执行控制参数中所对应的每一路的亮度信息；调节电压模块对输出端口模块的电压进行调节；输出端口模块包括至少一路以上LED灯组接口。
灯具单元为1组以上的LED灯组，采用多灯组时可选用不同颜色灯组，并且每组LED灯组负极端接有一个8A保险管，保险管另一端接到智能控制单元输出端口模块的LED灯组接口上。
本发明所设置的参数数据经由参数输入模块发送到智能控制器上IC控制芯片存储，智能控制器按此参数对各路分别进行控制时间段和亮度等参数信息，智能控制单元采用天为单位进行循环控制。在不断电的情况下，当天的工作完成后，第二天执行前一天的控制参数。
本发明的参数单元是一个智能化多功能参数设置界面，操作人性化，方便简单，非常灵活。它是可设置一路以上的多路参数设置界面，各路参数为独立参数，互不干扰，操作如下：
1、选择路数。可对每一路的参数进行独立的设置，使控制更加灵活。
2、设置亮度。对LED灯进行亮度参数设置，亮度值为1-255之间，值越大亮度越大，可对各时间段亮度进行设置，模拟日光更科学。
3、设置各时间段。设置时间段分为上午段、中午段、下午段和月光段，每路最大时间不能超过24小时，每段最大时间为9小时，但各段时间间隔可任意设置，实际操作中可以非常灵活。
与现有技术相比较，本实用新型具有以下优点：
在电路上安装控制器，能够根据植物的需要摸拟日光分时进行照明，采用可编程方式，操作人性化，方便简单，每路独立可编程设置，每路分上午段（由暗到亮）、中午从而（亮度不变）、下午段（由亮到暗）、月光段（保持亮度不变）共计四段，从而使植物具有日光的环境，并且每段时间可任意设定，非常灵活。
附图说明
图1是LED植物生长灯模拟日光控制系统的控制器简易平面图;
图2是LED植物生长灯模拟日光控制系统的工作结构流程图;
图3是LED植物生长灯模拟日光控制系统的设计框图。
附图2标记：1、电源模块，2、IC控制模块，3、参数输入模块，4、电脑接口，5、网络接口，6、遥控装置，7、补偿模块,8、调节电压模块，9、输出模块，10、LED灯组。
具体实施方式
实施例如下：
某种植场需要在几个大棚里分别种植梅花、桃花、牡丹花、海棠、玉兰花、紫荆花、丁香花、杜鹃花、石榴花、茉莉花、栀子花等10个不同的品种，需要不同的光照时间，先设定其中一个为每天光照10小时，一个为8小时，另一个为12小时，温度为20-30度不等，采用本发明的LED植物灯模拟日光亮度及光照时间控制系统，智能控制单元采用至少3路输出，可将三个不同颜色的LED灯组联接到第1，第2和第3路上，第1路灯组颜色为蓝色，lnGaN/sic 430 ；每天光照时间为10小时，第2路灯组颜色为红色GAaAsP 655；每天光照时间为8小时，第3路灯组颜色为黄色GaAsP/GaP585；每天光照时间为12小时，温度为20-30度不等。
参数软件设置如下：
首先，选择第1路蓝色光进行时间参数设置，上午段8：00-11：00，中午段11：00-13：00，下午段13：00:17:00，月光段17:00-18：00，亮度参数设置上午段为5，中午段为255，月光段为15；
其次，选择第2路红色光进行时间参数设置，上午段9：00-12：00，中午段12：00-13：00，下午段13：00-15:00，月光段15:00-17：00，亮度参数设置，上午段为10，中午段为240，月光段为20；
最后，选择第3路黄色光进行时间参数设置，上午段6：00-11：00，中午段11：00-13：00，下午段13：00-16:00，月光段16：00-18:00，亮度参数设置，上午段为8，中午段为250，月光段为25。
将所设置的参数数据经由参数输入模块发送到智能控制单元，存储到IC控制单片机8051芯片上，智能控制器按此参数对各路分别进行控制时间段和亮度等参数信息，控制如下：
第1路LED灯组上午08:00开始亮，亮度值为5随时间变化逐渐增加，到11：00亮度值为255,11:00-13:00亮度值保持255,13:00开始亮度随时间变化逐渐下降，到17:00亮度值为15,17:00-18:00亮度值保持为15,18:00整LED灯组熄灭。一天LED灯组亮10个小时。
第2路LED灯组上午9:00开始亮，亮度值为10随时间变化逐渐增加，到12：00亮度值为240,12:00-13:00亮度值保持为240,13:00开始亮度随时间变化逐渐下降，到15:00亮度值为20,15:00-17:00亮度值保持为20,17:00整LED灯组熄灭。一天LED灯组亮8个小时。
第3路LED灯组上午06:00开始亮，亮度值为8随时间变化逐渐增加，到11：00亮度值为250,11:00-13:00亮度值保持为250,13:00开始亮度随时间变化逐渐下降，到16:00亮度值为25,16:00-18:00亮度值保持为25,18:00整LED灯组熄灭。一天LED灯组亮12个小时。
在不断电和不重新设置参数输入的情况下，第2天的控制工作效果同上。

Claims (7)

1.LED植物生长灯模拟日光控制系统，其特征在于：包括参数设置单元、智能控制单元、灯具单元，所述参数设置单元与智能控制单元通过参数输入模块（3）连接，所述智能控制单元通过其输出模块（9）连接；所述参数设置单元是对时间段、亮度以及区域进行设置的单元；所述的智能控制单元是以单片机或微型电脑为主控件对LED植物生长灯组进行控制的电路单元；所述的灯具单元是植物灯上的LED灯组。
2.根据权利要求1所述的LED植物生长灯模拟日光控制系统，其特征在于：所述的智能控制单元由电源模块（1）、IC控制模块（2）、参数输入模块（3）、补偿模块（7）、控制电流模块（8）和输出模块（9）组成；所述电源模块（1）为整个智能控制单元提供电源，所述IC控制模块（2）按顺序与参数输入模块（3）、补偿模块（7）、控制电流模块（8）和输出模块（9）连接。
3.根据权利要求1所述的LED植物生长灯模拟日光控制系统，其特征在于：所述的电源模块（1）为智能控制单元提供电源，接直流电源电压为12V-24V范围内或者外接3.6V电池。
4.根据权利要求2所述的LED植物生长灯模拟日光控制系统，其特征在于：所述的IC控制模块（2）用来存储系统所设置的参数数据并严格按照此参数进行工作。
5.根据权利要求2所述的LED植物生长灯模拟日光控制系统，其特征在于：所述的参数输入模块（3）包括排线插座、网线插座及无线装置，排线插座也可扩展为USB接口和针式电脑串口中的一种或两种。
6.根据权利要求2所述的LED植物生长灯模拟日光控制系统，其特征在于：所述的输出模块包括至少一路LED灯组，每路接线柱分别串接8A保险管，保险管别一头串接LED灯组的负极。
7.根据权利要求1所述的LED植物生长灯模拟日光控制系统，其特征在于：所述参数设置单元包括对以下参数进行独立的设置：
1）选择LED灯的路数；
2）设置LED灯亮度参数；
3）设置LED灯工作的时间段，各段时间间隔可任意选择。
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