CN110278797A - 一种温室光照自动补偿装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种温室光照自动补偿装置及方法,装置包括设在温室内的补光设备和控制设备,控制设备包括控制器、时钟模块和光照传感器,时钟模块的信号输出端与控制器的信号输入端连接,用于为控制器提供时间信息,光照传感器的信号输出端与控制器的信号输入端连接,用于为控制器提供太阳光照强度信息,控制器的信号输出端与补光设备的控制端连接,用于根据时间信息和太阳光照强度信息控制补光设备。本发明的优点是在白天时间内若太阳光照强度较低时,能及时的自动补偿光照,且补光灯能往复移动从各个角度对作物进行照射,实现作物均匀受光,无需采用多组补光灯,降低了光照成本;而在夜间时间内能自动不补光,避免持续光照不利于作物生长。
Description
技术领域
本发明涉及温室调控技术技术领域,具体涉及一种温室光照自动补偿装置及方法。
背景技术
大量的实验结果证明,采用补光措施不仅可以满足温室反季节作物正常生长的需要,而且可以产生如下的效果:作物整体长势明显加强,果实丰满有光泽,含糖量增加,可明显提升产品质量。补光可以保证产品按事先计划的时间交货上市,保持价格优势。
但是,目前的补光措施均采用定时控制或者人工观察手动控制,这会导致补光的时机把握不够准确,无法及时、精确地补充光照量;目前补光措施无法实现均匀补光,导致生长作物长势不均匀,影响整体经济效益。另外,由于大部分农作物是持续光照敏感型,例如茄子、天竺葵、洋葱、花生、土豆和番茄等,持续光照会导致植株变黄,叶片早衰。所以,传统补光措施采用的持续补偿光照方式,反而不利于作物生长。
发明内容
本发明的目的在于提供一种温室光照自动补偿装置及方法,其解决了传统温室补光措施无法及时、精确地补充光照量的缺陷。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的:
一种温室光照自动补偿装置,包括设在温室内的补光设备和控制设备,所述控制设备包括控制器、时钟模块和光照传感器,所述时钟模块的信号输出端与控制器的信号输入端连接,用于为控制器提供时间信息,所述光照传感器的信号输出端与控制器的信号输入端连接,用于为控制器提供太阳光照强度信息,所述控制器的信号输出端与补光设备的控制端连接,用于根据时间信息和太阳光照强度信息控制补光设备。
进一步改进在于,所述补光设备包括设于温室内壁的补光灯以及用于驱动补光灯沿温室内壁移动的驱动机构,所述补光灯和驱动机构的控制端均与控制器的输出端连接。
进一步改进在于,所述驱动机构包括若干根支架导轨和一个移动板,所述支架导轨呈半圆弧型,且在每根支架导轨的内弧面上开设有呈“凸”字型的导轨槽,所述移动板上设有与导轨槽一一对应的卡座,所述卡座卡在导轨槽内,使移动板横向与每根支架导轨均活动连接,且在卡座的底部设有驱动轮,通过驱动轮带动移动板沿支架导轨内弧面移动。
进一步改进在于,所述支架导轨的两端头均设有用于检测移动板是否到达该端头的光电开关,所述光电开关的信号输出端与控制器的信号输入端连接,且光电开关的型号为E18-D80NK。
进一步改进在于,所述驱动轮由导轮和微型电机连接组成,所述微型电机的型号为SGDM-01ADA。
进一步改进在于,所述时钟模块由RTC时钟芯片和纽扣电池连接组成,所述RTC时钟芯片的型号为RX8205,所述纽扣电池的型号为RC2032。
一种利用上述装置进行温室光照自动补偿的方法,步骤包括
步骤一:控制器通过时钟模块获取实时的时间信息,并判断为白天时间还是夜间时间,若为白天时间则进行下一步骤,若为夜间时间则隔预设时长后再重复该步骤判断过程;
步骤二:控制器接着通过光照传感器获取太阳光照强度信息,并判断太阳光照强度是否低于预设强度值,若低于预设强度值则进行下一步骤,若不低于预设强度值则隔预设时长后再重复步骤一判断过程;
步骤三:控制器控制打开补光灯,同时控制驱动机构驱动补光灯沿温室内壁移动,进行补光,且在补光的同时,控制器每隔预设时长获取一次时间信息和太阳光照强度信息,当时间为夜间时间或者太阳光照强度不低于预设强度值时停止补光,并在停止补光的预设时长后重新进行步骤一。
进一步改进在于,步骤三中控制驱动机构驱动补光灯沿温室内壁移动的具体步骤为:控制器控制驱动轮转动,驱动轮带动卡座及移动板沿支架导轨内弧面移动,当光电开关检测到移动板到达支架导轨的端头时,控制器控制驱动轮朝相反方向转动,实现补光灯沿温室内壁的往复移动。
进一步改进在于,所述白天时间指早上8:00至下午17:00,所述夜间时间指下午17:00至早上8:00。
进一步改进在于,所述预设时长为30min,所述预设强度值为12000lx。
本发明的有益效果在于:在白天时间内若太阳光照强度较低时,能及时的自动补偿光照,且补光灯能往复移动从各个角度对作物进行照射,实现作物均匀受光,无需采用多组补光灯,降低了光照成本;而在夜间时间内能自动不补光,避免持续光照不利于作物生长。
附图说明
图1为本发明的系统原理图;
图2为补光设备的结构示意图;
图3为补光设备的安装示意图;
图4为驱动机构的结构示意图;
图中:1、控制器;2、时钟模块;3、光照传感器;4、补光灯;5、支架导轨;6、移动板;7、导轨槽;8、卡座;9、驱动轮;10、光电开关。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述,有必要在此指出的是,以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明,不能理解为对本申请保护范围的限制,该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
结合图1至图4所示,一种温室光照自动补偿装置,包括设在温室内的补光设备和控制设备,控制设备包括型号为A486039的控制器1、时钟模块2和光照传感器3,时钟模块2的信号输出端与控制器1的信号输入端连接,用于为控制器1提供实时的时间信息,光照传感器3的信号输出端与控制器1的信号输入端连接,用于为控制器1提供太阳光照强度信息,控制器1的信号输出端与补光设备的控制端连接,用于根据时间信息和太阳光照强度信息控制补光设备。
作为本发明的实施例结构,上述补光设备包括设于温室内壁的补光灯4以及用于驱动补光灯4沿温室内壁移动的驱动机构,补光灯4和驱动机构的控制端均与控制器1的输出端连接。
作为本发明的实施例结构,上述驱动机构包括若干根支架导轨5和一个移动板6,支架导轨5呈半圆弧型,支架导轨5可以作为温室的支撑骨架,外弧面用于支撑薄膜,且在每根支架导轨5的内弧面上开设有呈“凸”字型的导轨槽7,移动板6上设有与导轨槽7一一对应的卡座8,卡座8卡在导轨槽7内,使移动板6横向与每根支架导轨5均活动连接,且在卡座8的底部设有驱动轮9,通过驱动轮9带动移动板6沿支架导轨5内弧面移动。
作为本发明的实施例结构,上述支架导轨5的两端头均设有用于检测移动板6是否到达该端头的光电开关10,光电开关10的信号输出端与控制器1的信号输入端连接,当光电开关10检测到移动板6到达支架导轨5端头时,将信号发送至控制器1,光电开关10的型号为E18-D80NK。
作为本发明的实施例结构,上述驱动轮9由导轮和微型电机连接组成,微型电机的型号为SGDM-01ADA。
作为本发明的实施例结构,上述时钟模块2由RTC时钟芯片和纽扣电池连接组成,RTC时钟芯片的型号为RX8205,纽扣电池的型号为RC2032。
本发明还提供了一种利用上述装置进行温室光照自动补偿的方法,步骤包括
步骤一:控制器1通过时钟模块2获取实时的时间信息,并判断为白天时间还是夜间时间,若为白天时间则进行下一步骤,若为夜间时间则隔预设时长后再重复该步骤判断过程;
步骤二:控制器1接着通过光照传感器3获取太阳光照强度信息,并判断太阳光照强度是否低于预设强度值,若低于预设强度值则进行下一步骤,若不低于预设强度值则隔预设时长后再重复步骤一判断过程;
步骤三:控制器1控制打开补光灯4,同时控制驱动机构驱动补光灯4沿温室内壁移动,进行补光,且在补光的同时,控制器1每隔预设时长获取一次时间信息和太阳光照强度信息,当时间为夜间时间或者太阳光照强度不低于预设强度值时停止补光,并在停止补光的预设时长后重新进行步骤一。
上述步骤三中控制驱动机构驱动补光灯4沿温室内壁移动的具体步骤为:控制器1控制驱动轮9转动,驱动轮9带动卡座8及移动板6沿支架导轨5内弧面移动,当光电开关10检测到移动板6到达支架导轨5的端头时,控制器1控制驱动轮9朝相反方向转动,实现补光灯4沿温室内壁的往复移动,从不同角度均匀照射。
特别的,上述白天时间指早上8:00至下午17:00,夜间时间指下午17:00至早上8:00,上述预设时长为30min,预设强度值为12000lx,当然,这个时间及预设强度值可以根据不同作物的生长喜好进行调节。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种温室光照自动补偿装置,包括设在温室内的补光设备和控制设备,其特征在于:所述控制设备包括控制器(1)、时钟模块(2)和光照传感器(3),所述时钟模块(2)的信号输出端与控制器(1)的信号输入端连接,用于为控制器(1)提供时间信息,所述光照传感器(3)的信号输出端与控制器(1)的信号输入端连接,用于为控制器(1)提供太阳光照强度信息,所述控制器(1)的信号输出端与补光设备的控制端连接,用于根据时间信息和太阳光照强度信息控制补光设备。
2.根据权利要求1所述的一种温室光照自动补偿装置,其特征在于:所述补光设备包括设于温室内壁的补光灯(4)以及用于驱动补光灯(4)沿温室内壁移动的驱动机构,所述补光灯(4)和驱动机构的控制端均与控制器(1)的输出端连接。
3.根据权利要求2所述的一种温室光照自动补偿装置,其特征在于:所述驱动机构包括若干根支架导轨(5)和一个移动板(6),所述支架导轨(5)呈半圆弧型,且在每根支架导轨(5)的内弧面上开设有呈“凸”字型的导轨槽(7),所述移动板(6)上设有与导轨槽(7)一一对应的卡座(8),所述卡座(8)卡在导轨槽(7)内,使移动板(6)横向与每根支架导轨(5)均活动连接,且在卡座(8)的底部设有驱动轮(9),通过驱动轮(9)带动移动板(6)沿支架导轨(5)内弧面移动。
4.根据权利要求3所述的一种温室光照自动补偿装置,其特征在于:所述支架导轨(5)的两端头均设有用于检测移动板(6)是否到达该端头的光电开关(10),所述光电开关(10)的信号输出端与控制器(1)的信号输入端连接,且光电开关(10)的型号为E18-D80NK。
5.根据权利要求3所述的一种温室光照自动补偿装置,其特征在于:所述驱动轮(9)由导轮和微型电机连接组成,所述微型电机的型号为SGDM-01ADA。
6.根据权利要求1所述的一种温室光照自动补偿装置,其特征在于:所述时钟模块(2)由RTC时钟芯片和纽扣电池连接组成,所述RTC时钟芯片的型号为RX8205,所述纽扣电池的型号为RC2032。
7.一种利用权利要求4所述装置进行温室光照自动补偿的方法,其特征在于:步骤包括
步骤一:控制器(1)通过时钟模块(2)获取实时的时间信息,并判断为白天时间还是夜间时间,若为白天时间则进行下一步骤,若为夜间时间则隔预设时长后再重复该步骤判断过程;
步骤二:控制器(1)接着通过光照传感器(3)获取太阳光照强度信息,并判断太阳光照强度是否低于预设强度值,若低于预设强度值则进行下一步骤,若不低于预设强度值则隔预设时长后再重复步骤一判断过程;
步骤三:控制器(1)控制打开补光灯(4),同时控制驱动机构驱动补光灯(4)沿温室内壁移动,进行补光,且在补光的同时,控制器(1)每隔预设时长获取一次时间信息和太阳光照强度信息,当时间为夜间时间或者太阳光照强度不低于预设强度值时停止补光,并在停止补光的预设时长后重新进行步骤一。
8.根据权利要求7所述的温室光照自动补偿的方法,其特征在于:步骤三中控制驱动机构驱动补光灯(4)沿温室内壁移动的具体步骤为:控制器(1)控制驱动轮(9)转动,驱动轮(9)带动卡座(8)及移动板(6)沿支架导轨(5)内弧面移动,当光电开关(10)检测到移动板(6)到达支架导轨(5)的端头时,控制器(1)控制驱动轮(9)朝相反方向转动,实现补光灯(4)沿温室内壁的往复移动。
9.根据权利要求7所述的温室光照自动补偿的方法,其特征在于:所述白天时间指早上8:00至下午17:00,所述夜间时间指下午17:00至早上8:00。
10.根据权利要求7所述的温室光照自动补偿的方法,其特征在于:所述预设时长为30min,所述预设强度值为12000lx。
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