CN108235881A - 一种高价值植被的植物培育系统及培育高价值植被的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高价值植被的植物培育系统及培育高价值植被的方法。包括：在植被适合的环境下建立的高价值植物培育大棚和可对照射到所述高价值植物培育大棚的光进行波段选择的光波段选择机构。由于增加了可对照射到所述高价值植物培育大棚的光进行波段选择的光波段选择机构。可以通过光波段选择机构选择出利用太阳光中的有效波段来缩短植物的生长周期以及提高植物的品质，从而有效提高经济效益。解决了现有价值植被的植物培育系统不能选择性地利用太阳光中的有效波段来缩短植物的生长周期以及提高植物的品质进而有效提高经济效益的技术问题。

Description

一种高价值植被的植物培育系统及培育高价值植被的方法
技术领域
本发明涉及一种高价值植被的植物培育系统及培育高价值植被的方法。
背景技术
在高经济价值的植物培育中，缩短植物的生长周期以及提高植物的品质可以有效的提高经济效益。目前培育植物技术主要有：
1、在自然环境下，用户通过自身感知对植物进行培育。植物直接通过太阳光照获得一定的养分。该方法的缺点在于不加选择地利用太阳光，在光照强度过大的时候会造成植物过度脱水，似得营养成分流失。
2、在全封闭或者半封闭的环境下，利用培育箱中的LED等光照设备照射植物。该方法的缺点在于隔绝了外界太阳光中的除了光照设备发光波段的其他波段，造成自然能源的损失。例如中国专利公开号CN203590790U所公开的一体式植物培育设备。
发明内容
本发明提供一种高价值植被的植物培育系统，以解决现有价值植被的植物培育系统不能选择性地利用太阳光中的有效波段来缩短植物的生长周期以及提高植物的品质进而有效提高经济效益的技术问题。
为了解决以上技术问题，本发明采取的技术方案是：
一种高价值植被的植物培育系统，包括：在植被适合的环境下建立的高价值植物培育大棚，其特征是，还包括可对照射到所述高价值植物培育大棚的光进行波段选择的光波段选择机构。
所述光波段选择机构包括由三层透光的玻璃基板6、11、15组成的液晶玻璃、电源组件以及填充在所述两层玻璃基板6、11、15之间的调节区的液晶混合物9、 13，所述液晶混合物根据所述电源组件调制的不同电压反射不同波段的光。
所述自然光波段选择机构还包括空心管7，所述空心管7固定和连接所述三层玻璃基板6、11、15，所述的液晶混合物9、13为稳定高聚合蓝相液晶，所述空心管8、三层玻璃基板6、11、15和三层玻璃基板6、11、15之间的调节区的液晶混合物9、13组合成液晶玻璃幕墙单元。
所述高价值植物培育大棚顶部设置有在外部温度高于用户设置的预设值时对大棚进行洒水降温喷水装置。
所述液晶玻璃幕墙为双层结构，即包括三层玻璃基板6、11、15，每两层相邻的玻璃基板6、11、15之间的调节区均填充有液晶混合物9、13，所述双层液晶玻璃幕墙顶部还设有满足植物光照需求的LED灯1、2。
所述LED灯为红光LED2和蓝光LED1，所述红光LED2和蓝光LED1与 LED灯1、2的电源组件连接，所述LED灯的电源线通过空心管7连接到电压控制系统。
所述双层液晶玻璃幕墙的外部和内部装有光强传感器4,18，所述外部的光强传感器探测4外界环境的自然光强度数据，所述内部的光强传感器18探测大棚内部的光强数据。
还包括系统处理器，所述外部的光强传感器4探测到的外界环境的自然光强度数据和所述内部的光强传感器18探测大棚内部的光强数据通过信号传输系统传送到所述系统处理器上，所述系统处理器根据所述两种光强数据的情况控制自然光透过的红光和蓝光的配比。
所述高价值植物培育大棚内部设置有用于浇灌所述植被的滴灌装置5、温度传感器和湿度传感器17，所述系统处理器还根据所述温度传感器和湿度传感器 17数据的情况控制自然光透过的红光和蓝光的配比。
本发明还提供一种利用上述任一高价值植被的植物栽培系统培育高价值植被的方法，利用大棚营造出合适的温湿度和在光照条件下培育植物生长，其特征是，所述光照条件的光在照射前还通过光波段选择机构对照射到所述高价值植物培育大棚的光进行波段选择。
在采用了上述技术方案后，由于增加了可对照射到所述高价值植物培育大棚的光进行波段选择的光波段选择机构。可以通过光波段选择机构选择出利用太阳光中的有效波段来缩短植物的生长周期以及提高植物的品质，从而有效提高经济效益。解决了现有价值植被的植物培育系统不能选择性地利用太阳光中的有效波段来缩短植物的生长周期以及提高植物的品质进而有效提高经济效益的技术问题。
附图说明
图1为本发明具体实施方式的光波段选择机构外观图。
图2为本发明具体实施方式中的液晶玻璃幕墙单元的工作流程图。
图3为本发明具体实施方式中光波段选择机构的工作原理详细流程图。
图4为本发明的液晶混合物的在不同电压下的不同波长布拉格反射率图。
图5为本发明的液晶玻璃幕墙单元上下二等轴测图。
图6为本发明的液晶玻璃幕墙单元下视图。
图7为本发明的外部传感器图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步的详细说明：
如图1-4所示，一种高价值植被的植物培育系统，包括：在植被适合的环境下建立的高价值植物培育大棚和可对照射到高价值植物培育大棚的光进行波段选择的光波段选择机构，光波段选择机构包括由三层透光的玻璃基板6、11、15 组成的玻璃基板、电源组件以及填充在两个玻璃基板6、11、15之间的调节区的液晶混合物9、13，液晶混合物9、13根据电源组件调制的不同电压反射不同波段的光，自然光波段选择机构还包括空心管7，空心管7固定和连接三层玻璃基板6、11、15的液晶混合物9、13为稳定高聚合蓝相液晶，空心管7、三层玻璃基板6、11、15和两个玻璃基板6、11、15之间的调节区的液晶混合物9、13 组合成液晶玻璃幕墙单元16，高价值植物培育大棚顶部设置有在外部温度高于用户设置的预设值时对大棚进行洒水降温喷水装置7，液晶玻璃幕墙单元16为双层结构，即包括三个玻璃基板9、13，两个相邻的玻璃基板之间的调节区均填充有液晶混合物9、13，光波段选择机构顶部还设有满足植物光照需求的LED 灯1、2，LED灯为红光LED2和蓝光LED1，红光LED2和蓝光LED1与LED 灯1,2的电源组件连接，LED灯1，2的电源线通过空心管7连接到电压控制系统，双层液晶玻璃幕墙的外部和内部装有光强传感器4,18，外部的光强传感器4 探测外界环境的自然光强度数据，内部的光强传感器18探测大棚内部的光强数据。系统还包括系统处理器，外部的光强传感器4探测到的外界环境的自然光强度数据和内部的光强传感器18探测大棚内部的光强数据通过信号传输系统传送到系统处理器上，系统处理器根据两种光强数据的情况控制自然光透过的红光和蓝光的配比，高价值植物培育大棚内部设置有用于浇灌植被的滴灌装置7、温度传感器和湿度传感器17，系统处理器还根据温度传感器和湿度传感器数据的情况控制自然光透过的红光和蓝光的配比。
本发明还提供一种利用上述任一高价值植被的植物栽培系统培育高价值植被的方法，利用大棚营造出合适的温湿度和在光照条件下培育植物生长，光照条件的光在照射前还通过光波段选择机构对照射到高价值植物培育大棚的光进行波段选择。
具体的如图3所示，整个大棚的长为5米、宽为5米、高为3.5米。液晶玻璃包括相对设置的三层透光的玻璃基板6、11、15，电源组件以及填充在两个玻璃基板6、11、15之间的调节区的液晶混合物9、13，同时固定玻璃基板和连接玻璃基板所需的铝合金空心方管，整个大棚的外表面覆盖了双层液晶玻璃，其玻璃基板为长1米、宽1米、厚0.5厘米。玻璃板，双层液晶玻璃幕墙的玻璃基板 6、11、15通过铝合金质方形空管7，液晶玻璃基板6、11、15的电源组件通过空管连接到电压控制系统，同时在大棚顶部的中间位置装有喷水装置，水通过其中两个水管输送到喷水装置，以及光强感应装置4和温湿度感应装置3，其中喷水装置的作用在外部温度高于用户设置的预设值时对大棚进行洒水降温，防止外墙温度过高而影响滤光效果。双层液晶玻璃幕墙顶部内测设有满足植物光照需求的5个红光LED2和5个蓝光LED1，以及LED1,2的电源组件，LED1,2的电源线通过空心方管连接到电压控制系统。植物栽培系统的光波段选择机构顶部内测和幕墙两侧的中间玻璃连接部位7都装有光强传感器18，外部的光强传感器4 主要是探测外界环境的自然光强度，内部的光强传感器18主要是探测大棚内部的光强参数，通过信号传输系统将这两种参数传送到系统处理器上，系统处理器通过程序控制自然光透过的红光和蓝光的配比。同时通过将水输送到安装裸露在这种植土壤中的滴灌管道进行浇灌，同时通过温湿度探测器17探测环境的温湿度参数，再启用滴灌系统保持土壤环境的温湿度平衡。保持培育植物的土壤的适度平衡，以及室内环境的温度平衡。系统工作的时候，在白天的时候外部和内部光强传感器4,18同时探测到光强数据，通过信号传输系统传送到系统处理器，判断环境光强参数是否大于高价值植物所需的光强值，如果高于调整施加在幕墙两端的电压，通过电压的改变来平衡光照条件；如果低于预设值，便启动安装在棚顶的LED1,2，同判断红光和蓝光的光强，调整LED1,2的功率来调整两种光的配比。在黑夜的情况下，完全由室内的LED1,2来调整红光和蓝光的配比，达到植物时刻保持一定的红蓝光配比，解决了培育植物过程中能够选择性地利用太阳光中的波段，可以够充分有效利用太阳光其他波段。
在文献1所记载的，增加光照中红光的比例，可以对叶面积的增加有一定的促进，加快净光合作用，是的叶片总碳、还原糖含量增加等作用。增加蓝光比例会对叶片生长有一定的抑制效应，使得叶片长、宽和面积减小，但会促进比叶重和干鲜，叶片加厚，叶绿素含量增加，提高叶片总氮、蛋白质、氨基酸含量等作用。所以在植物生长的不同阶段，红光，和蓝光的光照比例是影响植物的生长速度、数量和品质其中一个主要因素。该方法采用如下装置实施，装置包括双层液晶玻璃幕墙，作为该植物培育系统的外墙，玻璃幕墙的边缘引出电极连接电压控制系统。通过改变不同电压可以调节玻璃幕墙对红光或者蓝光的透过率，从而调整照射到植物中的红光和蓝光的比例。将预先计算的不同电压下液晶玻璃幕墙不同电压下，红、蓝光透过率通过红、蓝光透过率数据直接反馈给用户。在外环境红、蓝光配比的光强不能满足培育要求的时候，用户可以开启安装在液晶玻璃幕墙单元的连接条7上能产生蓝波段和红波段的LED灯1,2，通过处理器根据预设的红、蓝光配比和光强来调整LED1,2灯红、蓝光强度。其上述的电压控制系统采用了降压恒流驱动方法完成驱动电路，通过PWM脉宽调制技术实现芯片开光和调光功能。所述的液晶玻璃幕墙单元是使用三片ITO玻璃重叠一起，每两层中间填充在不同电压下可不同程度反射红光和蓝光的液晶，然后利用导线从玻璃的两边引出电极连接电压控制系统。将这些双层液晶玻璃固定成一面玻璃墙，最后将玻璃的正负极串联起来。通过电压控制系统统一控制。利用LED驱动芯片，采用降压恒流驱动方式完成驱动电路的设计，并集成温度补偿电路和过热保护，通过PWM脉宽调制技术实现芯片开关和调光功能。其中光强传感器4,18的作用是传送光强参数，通过AD转换芯片传递给系统处理器，通过处理器判断光强信号是否到达预设的阈值，然后控制加载在液晶玻璃幕墙单元的电压来改变自然光透过的红蓝比例。上述温度传感器和湿度的作用是通过采集培育环境的温、湿度参数传递给处理，然后通过处理器反馈给用户。用户可以通过显示在LCD上的环境参数来调整植物培育环境条件，进一步调整培育环境的方法，具有实时性、实用性、准确性的特点。

Claims (10)

1.一种高价值植被的植物培育系统，包括：在植被适合的环境下建立的高价值植物培育大棚，其特征是，还包括可对照射到所述高价值植物培育大棚的光进行波段选择的光波段选择机构。
2.如权利要求1所述高价值植被的植物栽培系统，其特征是，所述光波段选择机构包括由三层透光的玻璃基板(6、11、15)组成的玻璃基板、电源组件以及填充在所述两个玻璃基板(6、11、15)之间的调节区的液晶混合物(9、13)，所述液晶混合物根据所述电源组件调制的不同电压反射不同波段的光。
3.如权利要求2所述高价值植被的植物栽培系统，其特征是，所述自然光波段选择机构还包括空心管(7)，所述空心管(7)固定和连接所述三层玻璃基板(6、11、15)，所述的液晶混合物(9、13)为稳定高聚合蓝相液晶，所述空心管(7)、三层玻璃基板(6、11、15)和三层玻璃基板(6、11、15)之间的调节区的液晶混合物(9、13)组合成液晶玻璃幕墙单元。
4.如权利要求3所述高价值植被的植物栽培系统，其特征是，所述高价值植物培育大棚顶部设置有在外部温度高于用户设置的预设值时对大棚进行
洒水降温喷水装置(5)。
5.如权利要求3或4所述高价值植被的植物栽培系统，其特征是，所述液晶玻璃幕墙单元为双层结构，即包括三层玻璃基板(6、11、15)，两个相邻的玻璃基板之间的调节区均填充有液晶混合物(9、13)，所述双层液晶玻璃幕墙顶部还设有满足植物光照需求的LED灯。
6.如权利要求5所述高价值植被的植物栽培系统，其特征是，所述LED灯为红光LED(2)和蓝光LED(1)，所述红光LED(2)和蓝光LED(1)与LED灯的电源组件连接，所述LED灯的电源线通过空心管(7)连接到电压控制系统。
7.如权利要求5所述高价值植被的植物栽培系统，其特征是，所述双层液晶玻璃幕墙的外部和内部装有光强传感器(4、18)，所述外部的光强传感器(4)探测外界环境的自然光强度数据，所述内部的光强传感器(18)探测大棚内部的光强数据。
8.如权利要求7所述高价值植被的植物栽培系统，其特征是，还包括系统处理器，所述外部的光强传感器探测(4)到的外界环境的自然光强度数据和所述内部的光强传感器(18)探测大棚内部的光强数据通过信号传输系统传送到所述系统处理器上，所述系统处理器根据所述两种光强数据的情况控制自然光透过的红光和蓝光的配比。
9.如权利要求8所述高价值植被的植物栽培系统，其特征是，所述高价值植物培育大棚内部设置有用于浇灌所述植被的滴灌装置(5)、温度传感器和湿度传感器(17)，所述系统处理器还根据所述温度传感器和湿度传感器数据(3、17)的情况控制自然光透过的红光和蓝光的配比。
10.一种利用权利要求1-9任一高价值植被的植物栽培系统培育高价值植被的方法，利用大棚营造出合适的温湿度和在光照条件下培育植物生长，其特征是，所述光照条件的光在照射前还通过光波段选择机构对照射到所述高价值植物培育大棚的光进行波段选择。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120235088A1 (en) * 2011-03-18 2012-09-20 Sony Corporation Blue phase liquid crystal composition with reduced hysteresis behavior
CN106646986A (zh) * 2017-02-10 2017-05-10 华南师范大学 一种电响应红外反射器件及其制备方法
CN206196492U (zh) * 2016-08-13 2017-05-31 南京索乐优节能科技有限公司 利用选择性透射光伏薄膜进行植物补光的阳光房
CN106718334A (zh) * 2017-03-17 2017-05-31 皖西学院 一种基于电致变色玻璃的智能温室大棚

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120235088A1 (en) * 2011-03-18 2012-09-20 Sony Corporation Blue phase liquid crystal composition with reduced hysteresis behavior
CN206196492U (zh) * 2016-08-13 2017-05-31 南京索乐优节能科技有限公司 利用选择性透射光伏薄膜进行植物补光的阳光房
CN106646986A (zh) * 2017-02-10 2017-05-10 华南师范大学 一种电响应红外反射器件及其制备方法
CN106718334A (zh) * 2017-03-17 2017-05-31 皖西学院 一种基于电致变色玻璃的智能温室大棚

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