CN109121809A - 一种通过人工光源培育植物的省电方法及其装置、应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种通过人工光源培育植物的省电方法及其装置、应用,将每株植物单独放置在每个箱体内;采集植物图像信息,识别植物叶子所在位置;判断植物所处生长阶段,从光照最佳值数据表中选取所需的光照最佳值,再结合植物叶子所在位置信息对光照最佳值进行修正;利用修正后的光照值计算出需点亮的电灯位置和电灯的输出功率,控制相应的电灯点亮。本发明根据植物光合作用的部位,进行对应光照,提高光源利用率和植物密度。
Description
技术领域
本发明涉及植物培育领域,具体涉及一种通过人工光源培育植物的省电方法及其装置、应用。
背景技术
光照是植物培育必须的,有些植物的组织整个培养过程都需要光照的。现有植物培育方法为通过电灯光照进行植物培育,其具体是采用在植物上方悬挂大功率电灯光源的方式进行。该方式使光源利用效率低下,并且还导致植物密度不够高。
因此,目前对于如何针对植物光合作用的部位进行对应光照,充分利用光源的问题,尚缺乏有效的解决方案。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足,本公开提供了一种通过人工光源培育植物的省电方法及其装置、应用,根据植物光合作用的部位,进行对应光照,提高光源利用率和植物密度。
本公开所采用的技术方案是:
本公开的第一目的是提供一种通过人工光源培育植物的省电方法,该方法包括以下步骤:
将每株植物单独放置在每个箱体内;
采集植物图像信息,识别植物叶子所在位置;
判断植物所处生长阶段,从光照最佳值数据表中选取所需的光照最佳值,再结合植物叶子所在位置信息对光照最佳值进行修正;
利用修正后的光照值计算出需点亮的电灯位置和电灯的输出功率,控制相应的电灯点亮。
作为本公开的进一步限定,所述植物所处生长阶段的判断方法为:
当植物放置到箱体内时,控制系统的时钟电路开始计时;控制系统根据时钟电路记录的时间,得到植物的生长阶段。
作为本公开的进一步限定,所述光照最佳值数据表的建立方法为:
将多株相同植物采用不同的光照程度进行培育,得到该种植物在这一成长阶段最佳的光照值;
通过多次试验,得到该种植物成长的不同阶段的最佳光照值,建立光照最佳值数据表。
作为本公开的进一步限定,当植物处于幼株生长阶段时,从光照最佳值数据表中查找幼株生长阶段所需的光照最佳值,并根据植物叶子所在位置信息对查找到的光照最佳值进行修正,得到修正后的光照值,根据修正后的光照值计算出应该点亮的电灯位置和电灯的输出功率,选取并控制相应的电灯点亮。
作为本公开的进一步限定,当植物处于成株生长阶段时,从光照值数据表中查找成株生长阶段所需的光照最佳值,并根据植物叶子所在位置信息对查找到的光照最佳值进行修正,得到修正后的光照值,根据修正后的光照值计算出应该点亮的电灯位置和电灯的输出功率,选取并控制相应的电灯点亮。
本公开的第二目的是提供一种实现如上所述的通过人工光源培育植物的省电方法的装置,该装置包括若干个用于放置植物的箱体,所述箱体的底部设置有培土或水培溶,所述箱体内侧壁上遍布有若干个电灯,所述箱体的每个内侧壁上分别设置有用于采集植物图像的摄像头,所述箱体内壁上还设置有电路板,所述电路板上集成设置有控制系统,所述控制系统分别连接电灯和摄像头,通过摄像头采集植物像信息,对图像进行处理,得到植物的叶子所在位置,根据内部时钟判断植物所处生长阶段,根据植物所处生长阶段从光照最佳值数据表中选取所需的光照最佳值,再结合植物叶子所在位置信息进行修正,利用修正后的光照值判断出应该点亮的电灯位置和电灯的输出功率,选取相应的电灯点亮。
作为本公开的进一步限定,所述箱体的顶部设置有通风系统,所述通风系统包括边框、通风扇、百叶和开启装置,所述边框设置在箱体的顶部,所述边框的外侧设置有通风扇,所述边框的内侧设置有多个平行等距分布的百叶,所述百叶的两端活动的设置在边框上,所述开启装置设置在箱体内,所述开启装置与控制系统连接,用于控制拉开百叶和开启通风扇,或拉上百叶和关闭通风扇。
作为本公开的进一步限定,所述控制系统包括主控制器、时钟电路和电源模块,所述电源模块用于为通风系统、电灯和摄像头提供所需的电源,所述时钟电路用于记录植物生长时间;所述主控制器根据时钟电路记录的时间判断植物所处生长阶段,根据植物所处生长阶段从光照最佳值数据表中选取所需的光照最佳值,再结合植物叶子所在位置信息进行修正,利用修正后的光照值判断出应该点亮箱体上哪些部位的电灯和电灯的输出功率,选取并控制相应的电灯点亮。
作为本公开的进一步限定,所述箱体的内侧壁上还铺设有镜面反光板或在内侧壁上涂反光涂层;
所述箱体内还设置有气体监测系统,所述气体监测系统包括氧气传感器、二氧化碳传感器和水蒸气传感器,所述氧气传感器、二氧化碳传感器和水蒸气传感器分别与控制系统连接,所述控制系统根据采集的箱体内空气中氧气、二氧化碳和水蒸含量控制通风系统进行工作。
本公开的第三目的是提供一种通过人工光源培育植物的省电方法在植物培育中应用。
本公开的第四目的是提供一种实现通过人工光源培育植物的省电方法的装置在植物培育中应用。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
(1)本发明对每株植物单独控制,将每株植物都单独放置于密封箱体内,在箱体内壁上遍布多个环绕植物的电灯,通过控制植物光合作用部位的电灯点亮,只对植物光合作用的部位进行光照,采用电灯环绕植物照射方式,提高了光源的利用率;
(2)本发明通过摄像头采集植物图像信息,识别叶子所在位置,控制环绕植物叶子的电灯打开,使光照射到植物光合作用最有效的部位;
(3)由于现有技术都是多株植物一起生长,且灯光放置于植物顶部,因此反光板意义不大,而本发明采用电灯环绕植物,因此,除电灯部位外,在箱体内部其他地方放置反光板或者内壁涂反光涂层,光不再会平均照耀到地面等无用之处,且漏失的光线还会通过反光板再次利用,更节省能源;
(4)由于每株植物的光照系统独立,因此植物培育可以多层层叠,密度较现有方法大大提高。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。
图1是实现通过人工光源培育植物的省电方法的装置的结构示意图;
图2是通过人工光源培育植物的省电方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的,现有技术中存在光源利用效率低下,植物密度不够高的不足,为了解决如上的技术问题,本申请提出了一种通过人工光源培育植物的省电方法和装置。
实施例1
本公开提供一种实现通过人工光源培育植物的省电方法的装置。
本实施例的实现通过人工光源培育植物的省电方法的装置的结构示意图如图1所示,该装置包括若干个用于放置植物的密封箱体1,每个箱体1内放置一株植物,所述箱体1的顶部设置有通风系统2,所述箱体的底部设置有用于培育植物的培土或水培溶液3,所述箱体内侧壁上还遍布有若干个用于给植物提供所需光照的电灯4,所述箱体的每个内侧壁上分别设置有用于采集植物图像的摄像头5,所述箱体内还设置有气体监测系统,用于采集箱体内空气中氧气、二氧化碳、水蒸气等气体含量参数;所述箱体内壁上还设置有电路板6,所述电路板上集成设置有控制系统,所述控制系统分别连接通风系统、气体监测系统、电灯和摄像头,通过摄像头采集植物像信息,对图像进行处理,识别植物的叶子所在位置,控制系统根据内部时钟判断植物所处生长阶段,根据植物所处生长阶段从光照最佳值数据表中选取所需的光照最佳值,再结合植物叶子所在位置信息进行修正,利用修正后的光照值计算出应该点亮箱体上哪些部位的电灯和电灯的输出功率,选取并控制相应的电灯点亮;根据箱体内空气中氧气、二氧化碳、水蒸气等气体含量参数,控制通风系统进行工作。
本实施例的箱体1的高度略大于植物成长为成株后的大小。
本实施例的通风系统2包括边框、通风扇、百叶和开启装置,所述边框设置在箱体的顶部,所述边框的外侧设置有通风扇,所述边框的内侧设置有多个平行等距分布的百叶,所述百叶的两端活动的设置在边框上,所述开启装置设置在箱体内,所述开启装置与控制系统连接,用于控制拉开百叶和开启通风扇,或拉上百叶和关闭通风扇。
本实施例的气体监测系统包括氧气传感器、二氧化碳传感器和水蒸气传感器,所述氧气传感器,用于采集箱体内空气中氧气含量;所述二氧化碳传感器,用于采集箱体内空气中二氧化碳含量;所述水蒸气传感器,用于采集箱体内空气中水蒸气含量;所述氧气传感器、二氧化碳传感器和水蒸气传感器分别与控制系统连接,将采集到的箱体内空气中氧气、二氧化碳和水蒸气含量反馈给控制系统,所述控制系统根据采集的箱体内氧气、二氧化碳和水蒸含量控制通风系统进行工作。
本实施例的控制系统包括主控制器、时钟电路和电源模块,电源模块用于为通风系统、电灯和摄像头提供所需的电源,时钟电路用于记录植物生长时间;所述主控制器根据时钟电路记录的时间判断植物所处生长阶段,根据植物所处生长阶段从光照最佳值数据表中选取所需的光照最佳值,再结合植物叶子所在位置信息进行修正,利用修正后的光照值计算出应该点亮箱体上哪些部位的电灯和电灯的输出功率,选取并控制相应的电灯点亮,能够根据植物光合作用的部位,进行对应光照。
若植物为幼株时,根据植物需要的光照强度,主控制器控制箱体底部附近的电灯点亮,而较高部位的电灯则不亮;若植物为成株时,根据植物需要的光照强度,从植物的周围,主控制器控制部分或全部电灯点亮,照射到植物光合作用最有效的部位。
本实施例中,所述箱体的内侧壁上还铺设有镜面反光板或在内侧壁上涂反光涂层,由于光照根据植物实际需要进行,光不再会平均照耀到地面等无用之处,且漏失的光线还会通过镜面反光板或反光涂层再次利用,因此,比目前采用的方法节省能源。
实施例2
本公开提供一种通过人工光源培育植物的省电方法。
本实施例的通过人工光源培育植物的省电方法的流程图,如图2所示,该方法包括以下步骤:
S101,将每株植物单独放置在每个箱体内;
S102,通过摄像头采集植物图像信息,并反馈给控制系统;
S103,控制系统对接收到的植物图像信息进行处理,得到植物叶子所在位置,并判断植物所处生长阶段;
植物包括幼株和成株两种生长阶段。
S104,控制系统根据植物所处生长阶段从光照最佳值数据表中选取所需的光照最佳值,再结合植物叶子所在位置信息进行修正,利用修正后的光照值计算出应该点亮箱体上哪些部位的电灯和电灯的输出功率。
所述步骤S104具体实现方式为:
S1041,当植物放置到箱体内时,控制系统的时钟电路开始计时,控制系统根据时钟电路记录的时间,得到植物的生长阶段;
S1042,当植物处于幼株生长阶段时,控制系统从光照最佳值数据表中查找幼株生长阶段所需的光照最佳值,并根据植物叶子所在位置信息对查找到的光照最佳值进行修正,得到修正后的光照值,根据修正后的光照值计算出应该点亮箱体哪些部位的电灯和电灯的输出功率;
S1043,当植物处于成株生长阶段时,控制系统从光照值数据表中查找成株生长阶段所需的光照最佳值,并根据植物叶子所在位置信息对查找到的光照最佳值进行修正,得到修正后的光照值,根据修正后的光照值计算出应该点亮箱体那些部位的电灯和电灯的输出功率。
S105,选取应该点亮的电灯,并控制相应的电灯点亮。
本实施例中,所述光照最佳值数据表的建立方法为:
在多株相同植物采用不同的光照程度,观测成长的效果,总结出该种植物在这一成长阶段最佳的光照值;
通过多次试验,在该种植物成长的不同阶段的最佳光照值进行总结,得到该种植物不同生长周期的光照最佳值,建立最佳光照值数据表,并存储到控制系统的主控制器中。
本实施例中,当植物为幼株时,因为植物高度较低,控制系统计算出植物需要的光照值后,控制箱体底部附近的电灯点亮,而较高部位的电灯则不亮。
当植物为成株时,控制系统按照植物所需的光照值,从植物的周围,选取部分或全部电灯,照射到植物光合作用最有效的部位。
从以上的描述中,可以看出,本申请上述的实施例实现了如下技术效果:
(1)本发明对每株植物单独控制,将每株植物都单独放置于密封箱体内,在箱体内壁上遍布多个环绕植物的电灯,通过控制植物光合作用部位的电灯点亮,只对植物光合作用的部位进行光照,采用电灯环绕植物照射方式,提高了光源的利用率;
(2)本发明通过摄像头采集植物图像信息,识别叶子所在位置,控制环绕植物叶子的电灯打开,使光照射到植物光合作用最有效的部位;
(3)由于现有技术都是多株植物一起生长,且灯光放置于植物顶部,因此反光板意义不大,而本发明采用电灯环绕植物,因此,除电灯部位外,在箱体内部其他地方放置反光板或者内壁涂反光涂层,光不再会平均照耀到地面等无用之处,且漏失的光线还会通过反光板再次利用,更节省能源;
(4)由于每株植物的光照系统独立,因此植物培育可以多层层叠,密度较现有方法大大提高。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种通过人工光源培育植物的省电方法,其特征是,包括以下步骤:
将每株植物单独放置在每个箱体内;
采集植物图像信息,识别植物叶子所在位置;
判断植物所处生长阶段,从光照最佳值数据表中选取所需的光照最佳值,再结合植物叶子所在位置信息对光照最佳值进行修正;
利用修正后的光照值计算出需点亮的电灯位置和电灯的输出功率,控制相应的电灯点亮。
2.根据权利要求1所述的通过人工光源培育植物的省电方法,其特征是,所述植物所处生长阶段的判断方法为:
当植物放置到箱体内时,控制系统的时钟电路开始计时;控制系统根据时钟电路记录的时间,得到植物的生长阶段。
3.根据权利要求1所述的通过人工光源培育植物的省电方法,其特征是,所述光照最佳值数据表的建立方法为:
将同一生长阶段的多株相同植物采用不同的光照程度进行培育,得到该种植物在这一成长阶段最佳的光照值;
通过多次试验,得到该种植物成长的不同阶段的最佳光照值,建立光照最佳值数据表。
4.根据权利要求1所述的通过人工光源培育植物的省电方法,其特征是,当植物处于幼株生长阶段时,从光照最佳值数据表中查找幼株生长阶段所需的光照最佳值,并根据植物叶子所在位置信息对查找到的光照最佳值进行修正,得到修正后的光照值,根据修正后的光照值计算出应该点亮的电灯位置和电灯的输出功率,选取并控制相应的电灯点亮。
5.根据权利要求1所述的通过人工光源培育植物的省电方法,其特征是,当植物处于成株生长阶段时,从光照值数据表中查找成株生长阶段所需的光照最佳值,并根据植物叶子所在位置信息对查找到的光照最佳值进行修正,得到修正后的光照值,根据修正后的光照值计算出应该点亮的电灯位置和电灯的输出功率,选取并控制相应的电灯点亮。
6.实现权利要求1-5中任一项所述的通过人工光源培育植物的省电方法的装置,其特征是,该装置包括若干个用于放置植物的箱体,所述箱体的底部设置有培土或水培溶,所述箱体内侧壁上遍布有若干个电灯,所述箱体的每个内侧壁上分别设置有用于采集植物图像的摄像头,所述箱体内壁上还设置有电路板,所述电路板上集成设置有控制系统,所述控制系统分别连接电灯和摄像头,通过摄像头采集植物像信息,对图像进行处理,得到植物的叶子所在位置,根据内部时钟判断植物所处生长阶段,根据植物所处生长阶段从光照最佳值数据表中选取所需的光照最佳值,再结合植物叶子所在位置信息进行修正,利用修正后的光照值判断出应该点亮的电灯位置和电灯的输出功率,选取相应的电灯点亮。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征是,所述箱体的顶部设置有通风系统,所述通风系统包括边框、通风扇、百叶和开启装置,所述边框设置在箱体的顶部,所述边框的外侧设置有通风扇,所述边框的内侧设置有多个平行等距分布的百叶,所述百叶的两端活动的设置在边框上,所述开启装置设置在箱体内,所述开启装置与控制系统连接,用于控制拉开百叶和开启通风扇,或拉上百叶和关闭通风扇。
8.根据权利要求6所述的装置,其特征是,所述控制系统包括主控制器、时钟电路和电源模块,所述电源模块用于为通风系统、电灯和摄像头提供所需的电源,所述时钟电路用于记录植物生长时间;所述主控制器根据时钟电路记录的时间判断植物所处生长阶段,根据植物所处生长阶段从光照最佳值数据表中选取所需的光照最佳值,再结合植物叶子所在位置信息进行修正,利用修正后的光照值判断出应该点亮箱体上哪些部位的电灯和电灯的输出功率,选取并控制相应的电灯点亮。
9.根据权利要求6所述的装置,其特征是,所述箱体的内侧壁上还铺设有镜面反光板或在内侧壁上涂反光涂层;所述箱体内还设置有气体监测系统,所述气体监测系统包括氧气传感器、二氧化碳传感器和水蒸气传感器,所述氧气传感器、二氧化碳传感器和水蒸气传感器分别与控制系统连接,所述控制系统根据采集的箱体内空气中氧气、二氧化碳和水蒸含量控制通风系统进行工作。
10.权利要求1-5中任一项所述的通过人工光源培育植物的省电方法在植物培育中的应用。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190104 |