CN113154274A - 植物光照装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种植物光照装置,包括:多个光源模块(1),光源角度调节结构(2),驱动电路(3),探测电路(4)和控制电路(5);所述光源模块(1)包括光源(101)和用于调控所述光源(101)的光感应器(102),所述光源角度调节结构(2)与所述光源(1)配合用于调整光源(1)的照射角度,所述驱动电路(3)与所述光源(101)电连接为所述光源(101)提供发光用电力,所述光感应器与所述探测电路和所述控制电路电连接,所述探测电路和所述控制电路与所述驱动电路电连接,所述光感应器接收植物散射光信号时产生电信号发送至所述探测电路和所述控制电路,所述控制电路通过所述光感应器传递的电流大小对所述驱动电路输送的电力进行调整控制。
Description
技术领域
本发明涉及光电子农业,植物补光等领域,尤其涉及一种角度和照度可调的植物光照装置。
背景技术
随着光电子信息的不断发展与农业植物补光的重要性日益增加,使用光电子器件配合农业发展逐渐成为业内共识。农业中农作物的生长与光照息息相关,对特定植物进行光照可有效增加植物产量。现有的农业中植物光合作用主要是通过太阳光一种方式,这种植物补光方式存在明显不足,补光效果差,因此农作物产量较差,所以现有技术还存在着很高的补光空间和有待提高农作物产量的空间。
发明内容
本发明的目的在于解决上述背景技术中的至少一个技术问题,提供一种
为实现上述目的,本发明提供一种植物光照装置,包括:多个光源模块,光源角度调节结构,驱动电路,探测电路和控制电路;所述光源模块包括光源和用于调控所述光源的光感应器,所述光源角度调节结构与所述光源配合用于调整光源的照射角度,所述驱动电路与所述光源电连接为所述光源提供发光用电力,所述光感应器与所述探测电路和所述控制电路电连接,所述探测电路和所述控制电路与所述驱动电路电连接,所述光感应器接收植物散射光信号时产生电信号发送至所述探测电路和所述控制电路,所述控制电路通过所述光感应器传递的电流大小对所述驱动电路输送的电力进行调整控制。
根据本发明的一个方面,还包括用于包围支承所述光源模块、光源角度调节结构、驱动电路、探测电路和控制电路的光照载体,所述光照载体的侧壁上设有供所述光源伸出并可活动调整照射角度的通孔。
根据本发明的一个方面,所述光照载体的外围设有透光防护罩。
根据本发明的一个方面,所述光源角度调节结构位于所述光照载体内部与所述驱动电路电连接,所述控制电路根据所述光感应器的输送的电信号控制所述驱动电路驱动所述光源角度调节结构对所述光源的照射角度进行调节。
根据本发明的一个方面,所述光源角度调节结构包括:第一连杆和第二连杆;
所述第一连杆一端与所述光源固定连接,另一端与所述第二连杆转动连接;
所述第二支杆的端部与所述驱动电路电连接。
根据本发明的一个方面,所述光源角度调节结构为反光镜,其设置在所述光照载体外侧,安装端可转动地安装在所述光照载体的外壁上,并且其与所述驱动电路电连接,所述控制电路根据所述光感应器的传送的电信号控制所述驱动电路驱动所述反光镜对所述光源的照射角度进行调节。
根据本发明的一个方面,所述光感应器为图像传感器,所述图像传感器识别植物种类,根据植物种类传送电信号给所述控制电路进行控制。
根据本发明的一个方面,所述光源为白炽灯、卤钨灯、荧光灯、激光器或者发光二极管。
根据本发明的一个方面,所述光照载体上设有可移动的滑轮,或者设有与移动装置配合连接的固定结构。
根据本发明的一个方案,光感应器接收植物散射光后,将光信号转化为电信号发送到探测电路和控制电路,通过控制电路内置算法调节驱动电路供给光源的电流大小,从而控制光照强度。光感应器与光源形成光源模块,每一个光感应器独立调控对应的光源的光照度。光感应器所探测的植物散射光包括自然光与光源照射光,通过控制光源驱动电流,对植物进行补光照射。
根据本发明的一个方案,光感应器采用图像传感器对植物进行模式识别,通过控制光源驱动电流,仅仅对植物进行光照,节约能源。图像识别传感器可识别不同植物,调整光源发出的光谱和强度。
根据本发明的方案,植物光照装置可应用于大田农作物或树荫下矮小植物进行光照,也可应用于大棚低层植物或叶下果进行光照。其可实现对光源的照射角度和光照强度进行适时调节,可以实现对植物种类进行识别,根据植物种类和光照度需求对光照强度和角度进行调节,保证不同种类的植物在本发明的植物光照装置的照射下生长完好,有效提高产量。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。
图1示意性表示根据本发明的一种实施方式的植物光照装置的结构布置图;
图2示意性表示根据本发明的另一种实施方式的植物光照装置的结构布置图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护范围。
图1示意性表示根据本发明的一种实施方式的植物光照装置的结构布置图。如图1所示,在本实施方式中,植物光照装置包括:多个光源模块1,光源角度调节结构2,驱动电路3,探测电路4和控制电路5。其中,光源模块1包括光源101和用于调控光源101的光感应器102,光源角度调节结构2与光源1配合用于调整光源1的照射角度,驱动电路3与光源101电连接为光源101提供发光用电力,光感应器102与探测电路4和控制电路5电连接,探测电路4和控制电路5与驱动电路3电连接,光感应器102接收植物散射光信号时产生电信号发送至探测电路4和控制电路5,控制电路5通过光感应器102传递的电流大小对驱动电路3输送的电力进行调整控制。
如图1所示,在本实施方式中,还包括用于包围支承光源模块1、光源角度调节结构2、驱动电路3、探测电路4和控制电路5的光照载体6,即光源模块1、光源角度调节结构2、驱动电路3、探测电路4和控制电路5均设置在光照载体6的内部。如图1所示,在本实施方式中,光照载体6的侧壁上设有供光源101伸出并可活动调整照射角度的通孔601。并且,在本实施方式中,光照载体6的外围设有透光防护罩7。
进一步地,如图1所示,在本实施方式中,光源角度调节结构2位于光照载体6内部与驱动电路3电连接,控制电路5根据光感应器102的输送的电信号控制驱动电路3驱动光源角度调节结构2对所述光源101的照射角度进行调节。
在本实施方式中,光源角度调节结构2包括:第一连杆201和第二连杆202。第一连杆201一端(图中左端)与光源101固定连接,另一端(图中右端)与第二连杆202(图中杆体部分)转动连接,第二支杆202的端部(上端)与驱动电路3电连接。如此设置,可以实现通过控制电路5控制驱动电路3带动第二支杆202运动时带动第一支杆201进行多个自由度的运动,这样可以实现光源101的各种照射角度的调节。
在本实施方式中,光感应器102接收植物散射光后,将光信号转化为电信号发送到探测电路4和控制电路5,通过控制电路5内置算法调节驱动电路3供给光源101的电流大小,从而控制光照强度。光感应器102与光源101形成光源模块1,每一个光感应器102独立调控对应的光源101的光照度。光感应器102所探测的植物散射光包括自然光与光源照射光,通过控制光源101驱动电流,对植物进行补光照射。
光感应器102可采用图像传感器对植物进行模式识别,通过控制光源101驱动电流,仅仅对植物进行光照,节约能源。图像识别传感器可识别不同植物,调整光源发出的光谱和强度。
光源101可为白炽灯、卤钨灯、荧光灯、激光器或者发光二极管。不同的光源对于植物的补光效果是不同的,白炽灯可以给植物补光的同时增加温度,提高农作物产量;卤钨灯和荧光灯可发出特定的波长;激光器发出的光可聚焦在某一区域;发光二极管是冷光源更为节能。
光照载体6可与轨道相连,或固定在移动装置上,例如无人机、无人车,或者设置可移动的滑轮。驱动电路3和探测电路4与控制电路5所需电流可以通过无线或者有线的方式进行连接,植物光照装置在轨道上或者无人机、无人车上均可安装。植物光照装置可应用于大田农作物与大棚农作物生长,实现补光效果。
根据本实施方式的植物光照装置可应用于大田农作物或树荫下矮小植物进行光照,也可应用于大棚低层植物或叶下果进行光照。其可实现对光源的照射角度和光照强度进行适时调节,可以实现对植物种类进行识别,根据植物种类和光照度需求对光照强度和角度进行调节,保证不同种类的植物在本发明的植物光照装置的照射下生长完好,有效提高产量。
图2示意性表示根据本发明的另一种实施方式的植物光照装置的结构布置图。如图2所示,本实施方式中的植物光照装置的结构布置与上文中实施方式的植物光照装置的整体结构大部分相同,不同处在于光源101和光源角度调节结构2的结构布置,如图2所示,在本实施方式中,光源101直接固定在光照载体6的侧壁通孔601处,而光源角度调节结构2为反光镜,如图2所示,反光镜整体设置在光照载体6的外侧,其安装端可转动地安装在光照载体6的外壁上,并且在本实施方式中,反光镜可与驱动电路3电连接,这样控制电路5可以根据光感应器102的传送的电信号控制驱动电路3驱动反光镜对光源101的照射角度进行调节,即以不同的角度反射光源101的射出光线以调整照射角度。在本实施方式中,实际上,反射镜可为单镜或组合镜,反射镜与驱动电路3相连,控制反射镜角度。反射镜固定于光照载体6上,在光源101附近,可实时调节,。根据控制电路5算法,分析光感应器102信号调节反射镜更改角度,实现光照角度变化与大面积多覆盖进行植物补光。
根据本发明的上述方案,使用控制电路控制光源的照度、光照角度,整体装置可移动,可承接轨道、车载或机载等;供电可通过有线、无线。针对不同植物类型识别,调整光源精确补光。
最后说明的是,以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述,但本领域技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变,而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (9)
1.植物光照装置,其特征在于,包括:多个光源模块(1),光源角度调节结构(2),驱动电路(3),探测电路(4)和控制电路(5);所述光源模块(1)包括光源(101)和用于调控所述光源(101)的光感应器(102),所述光源角度调节结构(2)与所述光源(1)配合用于调整光源(1)的照射角度,所述驱动电路(3)与所述光源(101)电连接为所述光源(101)提供发光用电力,所述光感应器(102)与所述探测电路(4)和所述控制电路(5)电连接,所述探测电路(4)和所述控制电路(5)与所述驱动电路(3)电连接,所述光感应器(102)接收植物散射光信号时产生电信号发送至所述探测电路(4)和所述控制电路(5),所述控制电路(5)通过所述光感应器(102)传递的电流大小对所述驱动电路(3)输送的电力进行调整控制。
2.根据权利要求1所述的植物光照装置,其特征在于,还包括用于包围支承所述光源模块(1)、光源角度调节结构(2)、驱动电路(3)、探测电路(4)和控制电路(5)的光照载体(6),所述光照载体(6)的侧壁上设有供所述光源(101)伸出并可活动调整照射角度的通孔(601)。
3.根据权利要求2所述的植物光照装置,其特征在于,所述光照载体(6)的外围设有透光防护罩(7)。
4.根据权利要求2所述的植物光照装置,其特征在于,所述光源角度调节结构(2)位于所述光照载体(6)内部与所述驱动电路(3)电连接,所述控制电路(5)根据所述光感应器(102)的输送的电信号控制所述驱动电路(3)驱动所述光源角度调节结构(2)对所述光源(101)的照射角度进行调节。
5.根据权利要求4所述的植物光照装置,其特征在于,所述光源角度调节结构(2)包括:第一连杆(201)和第二连杆(202);
所述第一连杆(201)一端与所述光源(101)固定连接,另一端与所述第二连杆(202)转动连接;
所述第二支杆(202)的端部与所述驱动电路(3)电连接。
6.根据权利要求2所述的植物光照装置,其特征在于,所述光源角度调节结构(2)为反光镜,其设置在所述光照载体(6)外侧,安装端可转动地安装在所述光照载体(6)的外壁上,并且其与所述驱动电路(3)电连接,所述控制电路(5)根据所述光感应器(102)的传送的电信号控制所述驱动电路(3)驱动所述反光镜对所述光源(101)的照射角度进行调节。
7.根据权利要求1所述的植物光照装置,其特征在于,所述光感应器(102)为图像传感器,所述图像传感器识别植物种类,根据植物种类传送电信号给所述控制电路进行控制。
8.根据权利要求1所述的植物光照装置,其特征在于,所述光源(101)为白炽灯、卤钨灯、荧光灯、激光器或者发光二极管。
9.根据权利要求2所述的植物光照装置,其特征在于,所述光照载体(6)上设有可移动的滑轮,或者设有与移动装置配合连接的固定结构。
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