CN104780693A - 一种大棚智能环保led补光系统及其补光方法 - Google Patents

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赵会平
高丹阳
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Abstract

本发明公开了一种大棚智能环保LED补光系统及其补光方法,该系统远程控制端通过无线通信方式与控制处理器相连;控制处理器与远程控制端、供电模块双向连接;光照检测模块与控制处理器相连;LED补光模块根据控制处理器的指令开启且调节LED灯组特定灯的亮度;太阳能光伏模块与供电模块连接;供电模块与控制处理器、光照检测模块、LED补光模块相连。本发明考虑了不同波长光线对不同植物生长的不同阶段的影响,实现大棚智能化、自适应精确补光,同时采用太阳能供电作为主要供电方式,采用绿色照明光源LED灯作为补光灯,既实现节能环保,又降低了能耗,保证了大棚内作物均匀光照,提高了作物产量,解决了如今技术中光照不均匀导致的生长不一致的问题。

Description

一种大棚智能环保LED补光系统及其补光方法
技术领域
[0001] 本发明属于自动化农业植物补光技术领域,涉及一种LED补光系统,尤其是一种大棚智能环保LED补光系统及其补光方法。
背景技术
[0002] 光照是影响植物生长的重要因子,植物利用光能将二氧化碳和水转化为碳水化合物,光合作用是植物赖以生存的基础。传统的温室大棚补光设备一般需要管理员去大棚实际操作,且具有盲目性,不能实现对温室大棚内部光照自动强度自动识别、自动补光,也不能针对特定植物进行精确补光,而且人为判断、控制大棚灯光,容易对电能造成浪费。
[0003] 现阶段我国大部分设施农业仍然依靠白炽灯、卤钨灯、高压水银灯、高压钠灯等作为光源对植物进行补光,这些传统的补光技术存在光谱匹配不合理、光能利用率低、未考虑温度等其他因素的影响,其耗能过高。而且不同波长的光线对于植物光合作用的影响是不同的,一般植物所需的光线波长在400〜720nm左右,其中400〜520nm(蓝色)的光线以及610〜720nm(红色)对于光合作用贡献。传统的补光技术未考虑不同植物及植物不同生长阶段需光量及光色的差异,造成补光不足、补光过度、补光不精确,能源浪费严重。
[0004]目前大棚补光系统中的供电系统一般仍是传统的电网交流供电,绿色供电模式欠缺。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点,提供一种大棚智能环保LED补光系统及其补光方法。
[0006] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0007] 这种大棚智能环保LED补光系统,包括远程控制端、控制处理器、光照检测模块、LED补光模块、太阳能光伏模块以及供电模块;所述远程控制端通过无线通信方式与控制处理器相连;控制处理器与远程控制端、供电模块双向连接;光照检测模块与控制处理器相连,将大棚环境光照强度检测情况反馈给控制处理器;LED补光模块根据控制处理器的指令开启且调节LED灯组特定灯的亮度;太阳能光伏模块与供电模块连接;供电模块与控制处理器、光照检测模块、LED补光模块相连。
[0008] 上述的远程控制端是电脑。
[0009] 上述LED补光模块包括三种颜色补光模块,分别为由10个中心波长为450nm的窄带蓝光LED灯组成的蓝光模块、由10个中心波长为660nm的窄带红光LED灯组成的红光模块、10个白光LED灯组成的白光模块。
[0010] 本发明公开了一种基于上述大棚智能环保LED补光系统的补光方法:所述的光照检测模块将检测大棚内光照情况反馈给控制处理器,控制处理器将光照信息反馈给远程控制端,远程控制端经过综合数据分析给出控制指令,通过控制处理器传递到供电控制器,供电控制器根据实际供电情况经过分析,驱动对应颜色灯模块,且直接控制对应的PWM调光器调节灯组亮度。
[0011] 上述的远程控制端包括各种植物生长光照数据库,管理员根据大棚实际种植的植物从此数据库中选出该植物,即可设置好该植物不同生长阶段所需光照类别及其强度,电脑再根据控制处理器反馈的情况进行数据分析、融合,给出LED补光模块所需调节信息。
[0012] 本发明具有以下有益效果:
[0013] 本发明充分考虑了不同波长光线对不同植物生长的不同阶段的影响,实现了远程控制端智能数据分析、融合,进而实现大棚智能化、自适应精确补光,同时采用太阳能供电作为主要供电方式,采用绿色照明光源LED灯作为补光灯,既实现节能环保,又降低了能耗,保证了大棚内作物均匀光照,提高了作物产量,解决了如今技术中光照不均匀导致的生长不一致的问题。另外,通过调节光照,可人为加快昼夜回圈,使植物生长速度远高于室外田地栽培的植物生长速度。
附图说明
[0014] 图1为本发明的原理框图;
[0015] 图2为本发明的供电模块及补光模块原理图。
[0016] 其中图2中虚线部分分别为:1太阳能供电,2外充式蓄电池组供电,3外接市电交流供电。
具体实施方式
[0017] 下面结合附图对本发明做进一步详细描述:
[0018] 如图1:本发明的大棚智能环保LED补光系统,包括远程控制端、控制处理器、光照检测模块、LED补光模块、太阳能光伏模块、供电模块。所述的远程控制端通过无线通信方式与控制处理器相连;控制处理器与远程控制端、供电模块双向连接;光照检测模块与控制处理器相连,将大棚环境光照强度检测情况反馈给控制处理器;LED补光模块根据控制处理器的指令开启且调节LED灯组特定灯的亮度;太阳能光伏模块与供电模块,为其提供能量;供电模块包含多种供电模式,与控制处理器、光照检测模块、LED补光模块相连,为其供电,保证其正常工作。所述的远程控制端是基于电脑的远程控制端,包括各种植物生长光照数据库,管理员根据大棚实际种植的植物从此数据库中选出该植物,即可设置好该植物不同生长阶段所需光照类别及其强度,电脑再根据控制处理器反馈的情况进行数据分析、融合,给出LED补光模块所需调节信息。
[0019] 如图2所示:供电模块包括太阳能供电1、外充式蓄电池组供电2、外接市电交流3供电三种供电模式,以第一种供电模式为主,且前两种模式均带低电量报警电路,供电控制器根据实际情况自动切换选择,切换顺序依照序号顺序,实现了节能供电为主的自动、可靠供电。所述LED补光模块包括三种颜色补光模块,分别为由10个中心波长为450nm的窄带蓝光LED灯组成的蓝光模块、由10个中心波长为660nm的窄带红光LED灯组成的红光模块、10个白光LED灯组成的白光模块。
[0020] 本发明的补光方法为:光照检测模块将检测大棚内光照情况反馈给控制处理器,控制处理器将光照信息反馈给远程控制端,远程控制端经过综合数据分析给出控制指令,通过控制处理器传递到供电控制器,供电控制器根据实际供电情况经过分析,驱动对应颜色灯模块,且直接控制对应的PWM调光器调节灯组亮度。
[0021] 综上所述,本发明利用现有计算机软件控制技术、无线传输技术、太阳能发电技术、LED灯PWM调光等技术,充分考虑了不同波长光线对不同植物生长的不同阶段的影响,实现了远程控制端智能数据分析、融合,进而实现大棚智能化、自适应精确补光,同时采用太阳能供电作为主要供电方式,采用绿色照明光源LED灯作为补光灯,既实现节能环保,又降低了能耗,保证了大棚内作物均匀光照,提高了作物产量,解决了如今技术中光照不均匀导致的生长不一致的问题。另外,通过调节光照,可人为加快昼夜回圈,使植物生长速度远高于室外田地栽培的植物生长速度。
[0022] 以上所述,对于本领域的普通技术人员来说,可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形,而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种大棚智能环保LED补光系统,其特征在于,包括远程控制端、控制处理器、光照检测模块、LED补光模块、太阳能光伏模块以及供电模块;所述远程控制端通过无线通信方式与控制处理器相连;控制处理器与远程控制端、供电模块双向连接;光照检测模块与控制处理器相连,将大棚环境光照强度检测情况反馈给控制处理器;LED补光模块根据控制处理器的指令开启且调节LED灯组特定灯的亮度;太阳能光伏模块与供电模块连接;供电模块与控制处理器、光照检测模块、LED补光模块相连。
2.根据权利要求1所述的大棚智能环保LED补光系统,其特征在于,所述的远程控制端是电脑。
3.根据权利要求1所述的大棚智能环保LED补光系统,其特征在于,所述LED补光模块包括三种颜色补光模块,分别为由10个中心波长为450nm的窄带蓝光LED灯组成的蓝光模块、由10个中心波长为660nm的窄带红光LED灯组成的红光模块、10个白光LED灯组成的白光模块。
4.一种基于权利要求1-3任意一项所述大棚智能环保LED补光系统的补光方法,其特征在于,所述的光照检测模块将检测大棚内光照情况反馈给控制处理器,控制处理器将光照信息反馈给远程控制端,远程控制端经过综合数据分析给出控制指令,通过控制处理器传递到供电控制器,供电控制器根据实际供电情况经过分析,驱动对应颜色灯模块,且直接控制对应的PWM调光器调节灯组亮度。
5.根据权利要求4所述的补光方法,其特征在于,所述的远程控制端包括各种植物生长光照数据库,管理员根据大棚实际种植的植物从此数据库中选出该植物,即可设置好该植物不同生长阶段所需光照类别及其强度,电脑再根据控制处理器反馈的情况进行数据分析、融合,给出LED补光模块所需调节信息。
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