CN113840434B - 一种基于动态扫描的农业照明设备、系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于动态扫描的农业照明设备、系统及方法，该装置包括用于向生长区域内的动植物提供光照的光源部和用于采集生长区域内的动植物的生长状态信息的监测部，监测部在对应于任一光源部时，能够基于透过设置在光源部部分区域的透光板的反馈光线所携带的信号和/或信息，通过监测主体单元和/或监测探头单元对反馈光线进行接收及处理，以完成能量回收和/或生长状态监测。

Description

一种基于动态扫描的农业照明设备、系统及方法
技术领域
本发明涉及动植物养殖技术领域，尤其涉及一种基于动态扫描的农业照明设备、系统及方法。
背景技术
目前动植物养殖通常可分为传统的养殖方式和现代化的养殖方式，相比于传统农业的开敞式养殖方式，现代化的室内养殖技术能够减少受到外界气候的影响，提高土地和空间资源利用率，提高生产自动化程度和产量并可以有效地避免重金属等污染。动植物的生长很大程度上受到光照的影响，传统的养殖方式很大程度上受限于天气的影响，从而不能保证动植物的生长过程中能够接收到适宜的光照，进一步地影响了动植物的生长；现代化的养殖方式可利用人造光代替太阳光为动植物提供光照，并可通过自动化的智能控制实现对动植物生长环境的调节，从而保证动植物的高效生长，大大提高了产量和质量。
CN 111174153 A公开了一种运动式植物补光装置，包括补光单元及导轨单元，补光单元包括移动支架、设置于移动支架上的补光灯安装架及若干设置于补光灯安装架上的植物补光灯；导轨单元包括固定支架、与固定支架连接的导轨；移动支架与导轨活动连接；移动支架具有分别位于导轨两侧的侧支脚，侧支脚的末端转动连接有行走轮，行走轮与导轨抵接；其中一个行走轮连接有驱动装置。如此使得所需的植物光照灯的数量减少、减少成本、植物光照调节灵活且方便。
CN 106719422 B公开了一种鸡场大面积规模化养鸡方法。包括如下步骤：选择良种受精鸡蛋进行孵化，孵化期间，采用紫外光照射鸡蛋，鸡蛋孵化后转入育雏阶段，育雏阶段饲喂育雏料，育雏期间人工调控白天、夜间的温度和湿度，育雏结束后进入促发育阶段，促发育阶段饲喂促发育料，促发育阶段，每天夜间用蓝光LED灯照射鸡群，促发育阶段结束后进入快速育肥阶段，快速育肥阶段饲喂快速育肥饲料，快速育肥期间，每天夜间9～10点间，设定鸡舍温度在6～8℃，该发明通过孵化、育雏、促发育、快速发育管理办法实现鸡场大规模快速养鸡，实现高产、低病、高品质养殖目的。
在现有技术中，大多为针对不同类型的动植物的生长特性以探究各动植物不同的最优生长环境参数，并通过装置及系统的配合将现有生长环境参数调节至最优生长环境参数以保证动植物的最优化生长。但最优生长环境多为经过大数据算法得出的标准值，但即使同类型的动植物之间也会由于个体差异等多种因素而使得在相同生长环境下也可能出现生长情况的不同，在无法快速监测并及时对生长环境进行调节的情况下很有可能会由于生长状态差异的累积而影响最终的产量和质量。同时，在动植物生长过程中往往需要长时间的光照，部分光线随着反射和/或折射等现象可能会逸散于生长区域之外，从而造成能量浪费，既可能影响最终产量和质量，也增加了生产成本。
此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明旨在提出一种基于动态扫描的农业照明设备、系统及方法，以解决现有问题。
本发明公开了一种基于动态扫描的农业照明设备，其包括用于向生长区域内的动植物提供光照的光源部和用于采集生长区域内的动植物的生长状态信息的监测部。监测部在对应于任一光源部时，能够基于生长区域的反馈光线所携带的信号和/或信息，通过监测部对反馈光线进行接收及处理，以完成能量回收和/或生长状态监测。具体地，监测部在对应于任一光源部时，能够基于透过设置在光源部部分区域的透光板的反馈光线所携带的信号和/或信息，通过监测主体单元和/或监测探头单元对反馈光线进行接收及处理，以完成能量回收和/或生长状态监测。
该技术方案的优点在于：基于动态扫描的农业照明设备可根据生长区域的划分数量而对应设置相应数量的光源部，以使得各光源部能够基于对应生长区域内动植物的生长特性分别以适当的光照照射于对应的生长区域内，从而保证各生长区域内的动植物都能够在适宜的光照环境下进行生长。农业照明设备可设置有至少一个监测部，每个监测部可对应有至少一个光源部，当监测部在对应于其中任一光源部时就可对相应的生长区域实现照明-监测的至少双重功能。光源部的至少部分区域可设置有透光板，以使得通过透光板的光线能够照射于监测部的一侧，例如监测主体单元和/或监测探头单元，以使得监测主体单元和/或监测探头单元在接收到光线时能够对光线内携带的光信号和/或反射光谱及图像等光信息进行相应的信号转换和/或信息处理，将光信号转换为电信号以完成能量回收，将光携带信息经过分析后得到对应被测动植物的生长状态，从而达成减少能量浪费和动植物生长状态的实时监测的目的，其中，通过透光板逸散于监测部的光线多为光源部发射光线后经相应生长区域反射后的反馈光线，例如照射于动植物表面后的反射光。基于监测部得到的实时监测数据与数据库中标准数据的对比，可在差值超出设定阈值时通过手动或自动的方式对至少包括光源部的设备进行及时调节，以保证对应生长区域内动植物的正常生长。
光源部包括相互连接的壳体单元和灯体单元。灯体单元呈异径环形结构，且灯体单元靠近于壳体主体部分的径向尺寸小于其远离于壳体主体部分的径向尺寸，其中，灯体单元呈异径环状结构指灯体单元可为相同或相似于环形光源的结构，灯体单元上的光源组件可呈多层环状布设，每层环状布设的光源组件所构成的环形直径互不相同，且各环形平面以互不相交的方式并行布设，进一步优选为沿靠近于生长区域的方向光源组件构成的环形直径逐渐增大。壳体主体通过安装基板与灯体单元连接。安装基板能够基于灯体单元预期的照射角度而对应设置第二安装面的倾斜角度。壳体主体的至少部分区域开设有能够容纳透光板的壳体通孔。透光板的结构尺寸与壳体通孔结构匹配。透光板能够允许至少部分反馈光线由靠近于生长区域的一侧向另一侧逸散，并能够由位于透光板另一侧的监测主体单元和/或监测探头单元接收。
该技术方案的优点在于：光源部设有用于承载制成的壳体单元和用于提供光照的灯体单元，灯体单元通过光源基板与安装基板相连的方式实现与壳体单元的连接。灯体单元大致呈异径环状结构且在内侧安装有高密度LED阵列的光源组件以提供高亮度、高稳定性和可均匀扩散的光线，从而满足生长区域的光照需求。安装基板的第二安装面能够与灯体单元外侧以结构匹配的方式连接，以使得安装基板的第二安装面相对于第一安装面存在一定的倾斜角度，倾斜角度可根据灯体单元的所需照射角度而确定，其中，安装基板可通过第一安装面与壳体主体一侧贴合以连接于壳体主体，从而构成光源部。优选地，第二安装面能够相对于第一安装面进行相对转动，以带动灯体单元转动，从而能够配合于不同动植物的生长需求而灵活调节灯体单元的照射角度及覆盖范围。透光板的结构尺寸与开设在壳体主体至少部分区域的壳体通孔结构匹配，以使得透光板能够被设置于壳体通孔内。优选地，壳体通孔可开设于壳体主体的中心位置，且壳体通孔的形状结构可根据灯体单元的结构尺寸而确定，以使得呈异径环状的灯体单元通过小口径端连接于壳体主体时，向生长区域发射的光线能够在反射后使更多的反射光透过透光板而向监测部进行逸散，从而使得位于透光板另一侧的监测主体单元和/或监测探头单元能够对反馈光线进行接收及处理。
监测探头单元设置于监测主体单元靠近于生长区域的一侧。监测主体单元上与监测探头单元同侧设置有光电转换元件，以通过光电转换元件将透过透光板的光能转换为电能。光电转换元件转换得到的电能能够以直接或间接的方式为监测部供能。光电转换元件能够将多余的电能传输至蓄电池组进行储存。监测部能够基于监测移动单元的运动而移动至不同生长区域对应的位置，以完成相应动植物的生长状况信息采集。监测部能够随着监测移动单元的运动而通过换热单元对光源部进行调温。
该技术方案的优点在于：监测部至少包括监测主体单元和监测探头单元，其中，监测探头单元可设置于监测主体单元靠近于生长区域的一侧，以便于接收反馈光线。进一步地，监测主体单元上与监测探头单元同侧设置的光电转换元件也可接收反馈光线，并将光信号转换为电信号以直接或间接的方式为监测部供能，其中，光电转换元件转换的电能至少能够用于监测探头单元的能量消耗。优选地，在监测主体单元内可设置有蓄电池组，以通过蓄电池组对光电转换元件转换得到的多余电能进行储存，并在光电转换元件提供的电能无法满足消耗所需时将储存的电能进行释放，以保证监测部的正常运行。监测部还可设置有监测移动单元，以通过监测移动单元的运动带动监测部对多个光源部对应的生长区域进行监测，从而节省了设备成本。同时，监测部可设置有用于对光源部进行调温的换热单元，以保证光源部在工作过程中能够维持在正常的温度范围内，从而在降低安全隐患的同时，避免光源部过高的温度对生长区域的温度环境参数产生影响，以保证动植物的正常生长。进一步地，不论监测部为固定式还是移动式，都可在任一光源部温度异常的情况下，将已处于对应位置的监测部上设置的换热单元启动，以完成对光源部的调温。
本发明公开了一种基于动态扫描的农业照明系统，该农业照明系统包括了前述的农业照明设备。农业照明系统设置的中控单元可基于光源驱动单元和/或监测驱动单元来调控光源部和/或监测部。
本发明公开了一种基于动态扫描的农业照明方法，该农业照明方法采用了前述的农业照明系统。农业照明系统的中控单元至少能够执行如下步骤：
S1、将划分而成的若干生长区域及对应的农业照明设备编号，确定各生长区域内相应设置的动植物种类；
S2、根据数据库中的云端数据基于不同的动植物种类确定不同生长区域对应的标准环境参数，并将标准光照参数根据编号对应传输至相应的光源部，以使得光源驱动单元能够响应于控制信号对壳体单元和/或灯体单元进行调节，从而向生长区域发射对应参数的光线；
S3、基于传感单元反馈的实时环境参数与标准环境参数之间差值和设定阈值之间的关系，来判断光源部运行的状态，并在由光照因素引起的差值超出设定阈值时，通过驱动光源驱动单元来调节光源部的光照参数；
S4、基于各光源部的光照计划和/或蓄电池组内的剩余电量等因素来制定监测部的运行计划和路径，并通过驱动监测驱动单元来带动监测部按照预设的计划和路径运行；
S5、通过向监测驱动单元传输控制信号以驱动监测部的监测探头单元对各生长区域的动植物生长状态信息进行采集，并在监测主体单元内进行信息储存和分析，以使得中控单元能够接收到由监测驱动单元发出的对应被测动植物的当前生长状态；
S6、基于监测部得到的动植物当前生长状态与历史生长数据库中的信息进行对比，以判断动植物的生长环境是否满足预设条件，并在当前生长状态与历史数据信息差异超出设定阈值时通过驱动光源驱动单元来调节光源部的光照参数。
该技术方案的优点在于：农业照明系统可通过中控单元对农业照明设备进行系统性调控，以使得中控单元能够基于农业照明方法中的不同步骤完成对光源部和/或监测部的实时调控，从而在光源部与监测部更好的相互配合下促进动植物的高效生长。中控单元能够与传感单元、电源单元等功能单元进行信息交互，以获取农业照明系统中诸如环境温度、环境光强、蓄电池组剩余电量等参数，并经过高精度算法的求解来获取最优调节方式，并可通过向光源驱动单元和/或监测驱动单元传输控制信号以此驱动光源部和/或监测部进行相应参数的调节，从而使得农业照明系统能够灵活地、实时地完成调节以保证处于正常运行过程的农业照明系统可为处于生长区域的动植物提供适宜的生长环境。
附图说明
图1为基于动态扫描的农业照明设备在实施例1中的结构示意图；
图2为基于动态扫描的农业照明系统在实施例2中的结构示意框图；
图3为基于动态扫描的农业照明系统在实施例2中的局部电路连接图。
附图标记列表
100：光源部；110：壳体单元；111：安装基板；112：壳体主体；113：透光板；120：灯体单元；121：光源组件；122：光源基板；130：光源驱动单元；200：监测部；210：监测主体单元；220：监测探头单元；230：监测移动单元；240：换热单元；250：监测驱动单元；310：中控单元；320：传感单元；330：电源单元；331：光电转换元件；332：蓄电池组。
具体实施方式
下面结合附图进行详细说明。
实施例1
如图1所示为基于动态扫描的农业照明设备在实施例1中的结构示意图。
本发明公开了一种基于动态扫描的农业照明设备，其包括用于对动植物提供光照的光源部100和用于对动植物生长情况进行采集的监测部200，其中，动植物被限定于对应的生长区域内，光源部100和监测部200能够悬置于生长区域沿竖直方向上的空中。生产区域的结构尺寸材质等参数可根据不同动植物的生产需求而确定，例如，箱内种植的小型植物或培育的动物种蛋可设置为多层叠拼架构的生长区域以充分利用空间，室内种植的中大型植物或培育的动物可设置为单层平铺架构以保证生长空间。优选地，对于植物的生长区域可采用环境可控且产量更高的无土栽培模式，以使得生长区域可不需要依赖于土壤中的微生物环境为植物提供营养就能够保证植物生长所需要的栽培环境。
根据一种优选实施方式，光源部100可包括壳体单元110和灯体单元120，其中，灯体单元120包括间隔布设于光源基板122上的若干光源组件121，光源基板122可连接于壳体单元110的安装基板111一侧，以使得灯体单元120与壳体单元110相连。可选地，壳体单元110上异于安装基板111的其他区域可设为壳体主体112，其中，壳体主体112可采用圆形或方形等结构设计。优选地，在壳体单元110的壳体主体112上的至少部分区域可开设有壳体通孔，以使得透光板113能够通过壳体通孔与壳体主体112相连，其中，壳体通孔可开设于壳体主体112中心区域。进一步地，壳体通孔开设的结构尺寸可根据壳体主体112的结构而确定，透光板113的结构尺寸与壳体通孔结构匹配，例如，对于圆形结构的壳体主体112开设有圆形壳体通孔，以使得壳体主体112能够形成环形结构。安装基板111能够基于开设有壳体通孔的壳体主体112结构以结构匹配于壳体主体112的形式连接于壳体主体112一侧，以使得安装基板111可在壳体主体112一侧呈周向环形布设，其中，连接有安装基板111的壳体主体112一侧更靠近于动植物的生长区域，即安装基板111位于壳体主体112与生长区域之间。环形布设的安装基板111可呈立体环状结构，其中，立体环状结构可视为由一个三角形结构绕着与其共面但不交叉的外部轴线周向旋转闭合而成的几何结构。进一步地，呈立体环状结构的安装基板111可包括三个安装面，第一安装面能够与壳体主体112并行且贴合，第二安装面相比于第三安装面更靠近于壳体通孔，其中，第二安装面能够在第一安装面贴合于壳体主体112时呈现倾斜状态，其中，倾斜状态为第二安装面在连接于第一安装面的一端比其连接于第三安装面的一端更靠近于壳体通孔。灯体单元120通过光源基板122可与安装基板111上呈倾斜状态的第二安装面相连，以使得布设于光源基板122上的光源组件121所发出的光线能够基于第二安装面的倾角以不同的照射角度照向生长区域。优选地，根据生长区域内不同动植物的生长特性以通过调节壳体主体112的安装高度、第二安装面的倾角等方式，来进一步调节光源组件121的照射距离和角度，从而适应于不同动植物在不同生长时期的需求，其中，可直接通过对应光源部100整体的移动或更换来适应性调整照射距离或角度。进一步地，根据所需培养的动植物数量及特性，可对生长区域进行合理分区，以使得每个分区内的生长区域能够对应设置有相应的农业照明设备，从而保证各生长区域内动植物的正常受光。优选地，在光源基板122与安装基板111之间可设有热辐射材质制成的散热组件，以通过散热组件将光源单元的热量传递至壳体单元110。进一步地，壳体单元110可在安装基板111和/或壳体主体112上设置透气孔或换气扇或换热管路以使得散热组件的热量能够进一步地传递出去。在光源基板122上间隔布设的若干光源组件121可根据不同动植物的生长需求而选择不同的类型，例如，可设置高亮度大功率的白光LED，也可设置红光、蓝光、紫外光LED等，还可按一定距离以不同的比例进行组合设置。进一步地，灯体单元120可基于不同动植物的受光特性选择性地配置漫射板，以使得光线能够均匀扩散。
根据一种优选实施方式，光源部100可设置于监测部200与生产区域之间，以避免监测部200遮挡光源组件121的光线照射路径而影响动植物的受光情况。监测部200可包括相互连接的监测主体单元210和监测探头单元220，其中，监测探头单元220设置于监测主体单元210朝向于生长区域的一侧。监测探头单元220至少设置有拍摄元件以实现对动植物生长状况信息的获取。监测部200可基于生长区域的数量和位置确定不同的设置方式，其中，监测部200还可设置有与监测主体单元210连接的监测移动单元230，以通过监测移动单元230带动监测主体单元210和监测探头单元220在铺设的轨道上按照预设路径移动，从而使得监测部200可对多个生长区域内的动植物生长状况进行监测。监测移动单元230可设置有固定组件和移动组件，以通过移动组件在固定组件的预设轨道上滑动，从而使得监测移动单元230能够带动监测部200移动。进一步地，监测部200可设置为固定式和移动式，其中，固定式的监测部200可针对不同生产区域独立设置并分别获得相应生长区域的生长状况信息，以避免数据干扰；移动式的监测部200可针对多个生产区域进行依次监测并依次获得相应生长区域的生长状况信息，以节约安装成本。监测移动单元230至少包括由电机驱动的监测滑轮，其中，监测滑轮能够与架设于生长区域上方的监测滑轨活动连接，以使得在电机的驱动下，监测滑轮在监测滑轨的限定轨道上移动，从而带动监测部200按预设轨迹移动。进一步地，监测部200的安装位置或移动定点位置可根据光源部100的透光板113位置和生长区域位置而确定，使得光源组件121射出的光线能够经过生长区域内动植物表面反射后通过透光板113并被监测探头单元220接收，从而完成生长状况信息的获取。
根据一种优选实施方式，不同动植物在生长时需要不同的光照时间，当生长区域可接收到光照时定为光照期，当生长区域不可接收到光照时定为阴影期，农业照明设备能够根据不同动植物的不同受光需求而对光源部100进行启闭或调节。当生长区域处于阴影期时光源部100处于非工作状态，可通过对光源部100的移动实现装置的高效运行，从而提高装置的利用率以降低安装成本，其中，光源部100可通过光源移动单元在不同生长区域间实现移动，光源移动单元可包括由电机驱动的光源滑轮，光源滑轮能够与架设于生长区域上方的光源滑轨活动连接，以使得在电机的驱动下，光源滑轮在光源滑轨的限定轨道上移动，从而带动光源部100按预设轨迹移动。例如，对于茄科类植物每天的光照期为8～20小时，优选的光照期为12～18小时左右，即茄科类植物每天优选的阴影期为6～12小时左右，当光照期和阴影期均选为12小时的情况下，光照部可在两个生长区域之间完成理论上的无缝交替，从而实现光源部100的最大化利用。进一步地，为保证光源部100的使用寿命，可由多个光源部100轮替完成所有生长区域的照明工作，以通过合理的安排既节省了安装成本，也节省了维护成本。进一步地，光源移动单元和监测移动单元230可独立设置或组合设置，其中，独立设置能够更加灵活地实现照明功能和监测功能，组合设置可进一步节省成本。
根据一种优选实施方式，基于动态扫描的农业照明设备能够对位于生长区域内的植物进行光源供给和生长监测，其中，针对不同植物的种类可选择不同波长的光源进行照明，并基于不同植物的特征波长以完成生长状况信息的采集，例如，对于茄科类植物需要光源部100至少包括能够发射出450～660nm波长范围内的光线的灯体单元120。优选地，监测部200能够基于光谱数据库对采集到的信息进行比对分析，以获取当前植物的生长状况，其中，光谱数据库是利用基于不同植物特征波长而选择的多光谱标准光源照射植物以采集的不同植物色坐标和反射光谱等信息而建立的。进一步地，监测探头单元220可包括CCD光谱成像仪，以使得监测探头单元220可以对植物进行信息采集，并可将采集到的信息发送至监测主体单元210内的分析模块和/或储存模块以完成叶片色坐标和反射光谱等信息的比对分析和/或储存，经过分析后可判断当前被测植物的生长状况，以便于对生长区域的实时环境参数进行及时调节，从而实现植物的高效生长。
根据一种优选实施方式，基于动态扫描的农业照明设备能够对位于生长区域内的动物进行光源供给和生长监测，例如，母鸡的产蛋及鸡蛋的孵化都需要适宜的光照条件，其中，通过在不同的生长时期以调节光照时间、光照强度和/或光照颜色以保证产蛋与孵化的顺利进行。鸡蛋在孵化过程中可通过监测探头单元220的高清成像组件对鸡蛋的胚胎与蛋清进行成像以获取胚胎与蛋清的厚度，再通过设置于监测探头单元220的信号接收器来接收由电磁波发生器向鸡蛋发射的电磁波经鸡蛋反馈回的回波，以获取回波时间，从而基于回波时间与厚度的采集数据经过传播速度、介电常数和预设区间的推导分析，以判断被测鸡蛋的孵化情况。
根据一种优选实施方式，监测部200的监测主体单元210上可连接有换热单元240，其中，换热单元240可以是由若干能够绕同一转轴旋转的叶片组成，以通过电机的驱动转轴旋转，从而带动叶片沿同一方向转动。当监测部200移动至任一光源部100上方时，都可通过换热单元240实现对光源部100的降温。
根据一种优选实施方式，在生长区域的部分位置可配置若干涂覆有荧光粉的发光板，例如，在培育植物的生长区域内植物根部的上方设置有可为植物根部创造无光环境的反光板，使得涂覆有荧光粉的反光侧能够朝向于光源部100设置。光源部100的灯体单元120照向于植物受光面的过程中，部分光线能够透过植物叶片的间隙照射至位于植物根部的反光板的反光侧，反光侧上的荧光粉基于透过光线的激发而发射出植物背光面所需波长的光线，使得植物背光面也能够获取到一定的光照来补充植物叶片获取的光强，从而降低能耗。进一步地，监测部200可在生长区域内配置有用于监测反光板激发光线参数的反射光监测单元，反射光监测单元能够基于荧光粉激发光线的参数来推算由灯体单元120发出的透过叶片间隙的光线量，从而通过判断叶片间隙大小来确定叶片生长状态，进而判断植物生长状态。优选地，反射光监测单元和/或监测探头单元220获取的数据均可以用于判断植物的生长状态，其中任一监测单元推算的植物生长状态能够用于对另一检测单元推算的植物生长状态进行校准，以保证判断的准确性。当植物处于不良生长状态时能够基于反射光监测单元和/或监测探头单元220获取的数据来判断生长区域内的其他不利条件，例如温度、水、肥料供应等问题，从而更便于对生长区域内的环境因素进行调节。进一步地，可根据荧光粉被激发的能量来形成、更新育苗期、品质形成期和品质积累期的照射时长与光照强度的光配方数据库，以基于不同植物的种类合理规划生长区域及光源移动单元和/或监测移动单元230的移动轨迹。
实施例2
如图2所示为基于动态扫描的农业照明系统在实施例2中的结构示意框图，如图3所示为基于动态扫描的农业照明系统在实施例2中的局部电路连接图。
本发明公开了一种基于动态扫描的农业照明系统，其可包括实施例1中的基于动态扫描的农业照明设备，其中，农业照明系统还可包括中控单元310，中控单元310可与光源部100的光源驱动单元130和/或监测部200的监测驱动单元250信号连接，农业照明设备可设置有传感单元320和电源单元330。
根据一种优选实施方式，中控单元310既不设置于光源部100内也不设置于监测部200内，以通过信号传输的方式与光源驱动单元130和/或监测驱动单元250实现信息交互，光源驱动单元130和/或监测驱动单元250能够响应于中控单元310发出的控制信号以驱动光源部100和/或监测部200进行适应性调整。
根据一种优选实施方式，传感单元320可设置有紫外线传感器、温度传感器、湿度传感器、空气传感器等，以通过不同功能的传感器来执行不同的检测任务，从而获取当前生长区域的实时环境参数。当实时环境参数与标准环境参数之间存在由光照因素引起的差值超出设定阈值时，可反馈至中控单元310，以使得中控单元310能够通过光源驱动单元130对光源部100进行调节。同时，还可在光源部100内设有温度传感器，以用于对光源部100的内部温度进行检测，当光源部100内部温度过高时，接收到反馈信号的中控单元310能够驱动监测驱动单元250以启动监测移动单元230，基于监测移动单元的运动使得监测部200能够定向移动至需要降温的光源部100对应位置，以通过设置于监测主体单元210上的换热单元240实现对光源部100的降温。
根据一种优选实施方式，电源单元330能够与各功能单元电连接以提供电能，其中，电源单元330可至少包括用于维持光源部100正常运行的光源电源组件和用于维持监测部200正常运行的监测电源组件。优选地，监测电源组件能够在监测主体单元210上的与监测探头单元220同侧的一端设置有能够将光能转换为电能的光电转换元件331，以通过光电转换元件331对逸散于监测主体单元210表面的光能进行回收，从而在提高能量利用率的同时至少满足监测部200的至少部分功能运行时的能量消耗，例如，光电转换元件331转换的电能可为监测探头单元220的运行提供电能。进一步地，光电转换元件331可以是发光二极管元件，发光二极管元件可由基底发光二极管阵列以先串联后并联的方式连接而成，其中，基底发光二极管由若干发光二极管堆叠而成。优选地，由于生长区域存在光照期和阴影期的交替，不论是移动式还是固定式的监测部200都可能存在部分时刻无法接收到光线，因此监测主体内可设置有由若干蓄电池单体以串联和/或并联方式连接而成的蓄电池组332，以通过蓄电池组332对光电转换元件331转换而成的多余电能进行储存，以使得发光二极管转换的电能在不能满足监测探头单元220的能量消耗时可由蓄电池组332释放储存的电能以保证监测探头单元220的正常工作。进一步地，在生长区域可规律性地设置若干反光部件，以使得灯体单元120射向生长区域的部分光线能够被反射，从而使得位于生长区域的动植物在不能直接接收到光照的背光部位也可以通过反射光的照射而受光，同时，部分位置的反光部件还可将反射的光线以穿过光源部100的透光板113的方式射向光电转换元件331，以保证光电转换元件331能够接收到适宜的光线从而完成光电转换。中控单元310能够基于各光源部100的光照计划和/或蓄电池组332内的剩余电量等因素来制定监测部200的运行计划和路径，例如，监测部200在处于非监测状态时，中控单元310可通过监测驱动单元250驱动监测移动单元230来带动监测主体单元210移动至光照强度高、光照时间长、光照波长范围广的光源部100对应位置，以在非监测状态为蓄电池组332储存更多电能；监测部200在处于监测状态时，中控单元310能够基于各光源部100的光照计划和当前状态，合理规划出监测部200的监测路径，监测移动单元230响应于控制信号以配合于各光源部100的方式实现生长状态的采集。
实施例3
本发明公开了一种基于动态扫描的农业照明方法，其可采用实施例2中的基于动态扫描的农业照明系统实现，基于动态扫描的农业照明系统设置的中控单元310可执行如下步骤：
S1、将划分而成的若干生长区域及对应的农业照明设备编号，确定各生长区域内相应设置的动植物种类；
S2、根据数据库中的云端数据基于不同的动植物种类确定不同生长区域对应的标准环境参数，并将标准光照参数根据编号对应传输至相应的光源部100，以使得光源驱动单元130能够响应于控制信号对壳体单元110和/或灯体单元120进行调节，从而向生长区域发射对应参数的光线；
S3、基于传感单元320反馈的实时环境参数与标准环境参数之间差值和设定阈值之间的关系，来判断光源部100运行的状态，并在由光照因素引起的差值超出设定阈值时，通过驱动光源驱动单元130来调节光源部100的光照参数；
S4、基于各光源部100的光照计划和/或蓄电池组332内的剩余电量等因素来制定监测部200的运行计划和路径，并通过驱动监测驱动单元250来带动监测部200按照预设的计划和路径运行；
S5、通过向监测驱动单元250传输控制信号以驱动监测部200的监测探头单元220对各生长区域的动植物生长状态信息进行采集，并在监测主体单元210内进行信息储存和分析，以使得中控单元310能够接收到由监测驱动单元250发出的对应被测动植物的当前生长状态；
S6、对于培育植物的生长区域可驱动反射光监测单元对反光板上荧光粉激发的光线进行采集，以通过透过叶片间隙的光线量来推算植物当前的生长状态和生长阶段，并可将植物当前生长状态发送至中控单元310以进行校正；
S7、基于采集的动植物当前生长状态与历史生长数据库中的信息进行对比，以判断动植物的生长环境是否满足预设条件，并在当前生长状态与历史数据信息差异超出设定阈值时通过驱动光源驱动单元130来调节光源部100的光照参数。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”、“若干”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。在全文中，“优选地”所引导的特征仅为一种可选方式，不应理解为必须设置，故此申请人保留随时放弃或删除相关优选特征之权利。

Claims (9)

1.一种基于动态扫描的农业照明设备，其包括：
光源部(100)，用于向生长区域内的动植物提供光照，
监测部(200)，用于采集所述生长区域内的动植物的生长状态信息，
其特征在于，
所述监测部(200)在对应于任一所述光源部(100)时，能够基于生长区域的反馈光线所携带的信号和/或信息，通过所述监测部(200)对所述反馈光线进行接收及处理，以完成能量回收和/或生长状态监测；
所述监测部(200)能够基于监测移动单元(230)的运动而移动至不同所述生长区域对应的位置，以完成相应动植物的生长状况信息采集，其中，所述监测部(100)设置有用于对光源部进行调温的换热单元(240)，所述监测部(200)能够随着所述监测移动单元(230)的运动而通过所述换热单元(240)对所述光源部(100)进行调温；
所述农业照明设备基于各所述光源部(100)的光照计划和/或蓄电池组(332)内的剩余电量来制定所述监测部(200)的运行计划和路径，并通过驱动监测驱动单元(250)来带动所述监测部(200)按照预设的计划和路径运行。
2.根据权利要求1所述的农业照明设备，其特征在于，所述光源部(100)包括相互连接的壳体单元(110)和灯体单元(120)，其中，所述灯体单元(120)呈异径环状结构，且所述灯体单元(120)靠近于壳体主体(112)部分的径向尺寸小于其远离于所述壳体主体(112)部分的径向尺寸。
3.根据权利要求2所述的农业照明设备，其特征在于，所述壳体主体(112)通过安装基板(111)与所述灯体单元(120)连接，其中，所述安装基板(111)能够基于所述灯体单元(120)预期的照射角度而对应设置第二安装面的倾斜角度。
4.根据权利要求3所述的农业照明设备，其特征在于，所述壳体主体(112)的至少部分区域开设有能够容纳透光板(113)的壳体通孔，其中，所述透光板(113)的结构尺寸与所述壳体通孔结构匹配。
5.根据权利要求4所述的农业照明设备，其特征在于，所述透光板(113)能够允许至少部分反馈光线由靠近于所述生长区域的一侧向另一侧逸散，并能够由位于所述透光板(113)另一侧的监测主体单元(210)和/或监测探头单元(220)接收，其中，所述监测探头单元(220)设置于所述监测主体单元(210)靠近于所述生长区域的一侧。
6.根据权利要求5所述的农业照明设备，其特征在于，所述监测主体单元(210)上与所述监测探头单元(220)同侧设置有光电转换元件(331)，以通过所述光电转换元件(331)将透过所述透光板(113)的光能转换为电能。
7.根据权利要求6所述的农业照明设备，其特征在于，所述光电转换元件(331)转换得到的电能能够以直接或间接的方式为所述监测部(200)供能，其中，所述光电转换元件(331)能够将多余的电能传输至蓄电池组(332)进行储存。
8.一种基于动态扫描的农业照明系统，其特征在于，所述农业照明系统包括了前述任一权利要求所述的农业照明设备，其中，所述农业照明系统设置的中控单元(310)能够基于光源驱动单元(130)和/或监测驱动单元(250)来调控光源部(100)和/或监测部(200)。
9.一种基于动态扫描的农业照明方法，其特征在于，所述农业照明方法采用了权利要求8中的所述农业照明系统，其中，所述农业照明系统的中控单元(310)至少能够执行如下步骤：
S1.根据数据库中的云端数据基于不同的动植物种类确定不同所述生长区域对应的标准环境参数，并将标准光照参数根据编号对应传输至相应的光源部(100)，以使得光源驱动单元(130)能够响应于控制信号对壳体单元(110)和/或灯体单元(120)进行调节，从而向所述生长区域发射对应参数的光线；
S2.基于包括但不限于所述光源部(100)的光照计划和/或蓄电池组(332)内的剩余电量的影响因素来制定监测部(200)的运行计划和路径，并通过驱动监测驱动单元(250)来带动所述监测部(200)按照预设的计划和路径运行；
S3.通过向所述监测驱动单元(250)传输控制信号以驱动所述监测部(200)的监测探头单元(220)对各所述生长区域的动植物生长状态信息进行采集，并在监测主体单元(210)内进行信息储存和分析，以使得所述中控单元(310)能够接收到由所述监测驱动单元(250)发出的对应被测动植物的当前生长状态；
S4.基于所述监测部(200)得到的动植物当前生长状态与历史生长数据库中的信息进行对比，以判断动植物的生长环境是否满足预设条件，并在当前生长状态与历史数据信息差异超出设定阈值时通过驱动所述光源驱动单元(130)来调节所述光源部(100)的光照参数。
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