CN114593389B - 一种水稻栽培光照调节系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水稻栽培光照调节系统，包括光源模组、光源安装架以及视觉分析模块；光源模组包括光源灯和灯罩网板，灯罩网板上设置有呈网格分布的多个镂空槽；镂空槽的两相邻边缘分别转动设置有第一半透板和第二半透板，第一半透板和第二半透板的长度方向均朝向光源灯设置且遮光程度不同，第一半透板和第二半透板可转动至相叠合；光源模组还包括带动第一半透板转动的第一驱动组件、为第一半透板转动复位的第一弹性复位件、带动第二半透板转动的第二驱动组件和为第二半透板转动复位的第二弹性复位件；单一的水稻栽培光照调节系统就能够针对较大面积的水稻种植区进行提供或者补充光线，且光线强度可根据水稻生长阶段进行自适应调整。

Description

一种水稻栽培光照调节系统及方法

技术领域

本发明涉及水稻栽培技术领域，更具体地说，涉及一种水稻栽培光照调节系统及方法。

背景技术

水稻栽培过程中，随着水稻的生长过程的不同，需要的光照强度也会发生变化，同时受各方面条件限制，在同一块水稻栽培地中的不同区域水稻的长势也会存在区别；现有的完全依靠阳光照射的方式，明显的不能够满足水稻高效培育需求，而常规的补充光线的植物灯则存在难以进行分区调整光线强度的缺陷，需要一种能够大面积提供光线同时能够分区域进行调节光强度的水稻栽培光照调节系统及方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种水稻栽培光照调节系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

构造一种水稻栽培光照调节系统，其中，包括光源模组、光源安装架以及视觉分析模块；所述视觉分析模块包括拍摄单元和图像处理主机，所述图像处理主机用于将所述拍摄单元获取的水稻种植区图片进行划分为设定的多个矩阵分布的分区，还用于对各分区进行图像分析获取各分区水稻生长平均高度，并依据该平均高度判断水稻生长情况；所述光源模组包括光源灯和灯罩网板，所述灯罩网板上设置有呈网格分布的多个镂空槽，所述光源灯透过多个所述镂空槽后的光斑与多个所述分区一一对应；所述镂空槽的两相邻边缘分别转动设置有第一半透板和第二半透板，所述第一半透板和所述第二半透板的长度方向均朝向所述光源灯设置且遮光程度不同，所述第一半透板和所述第二半透板可转动至相叠合；所述光源模组还包括带动所述第一半透板转动的第一驱动组件、为所述第一半透板转动复位的第一弹性复位件、带动所述第二半透板转动的第二驱动组件和为所述第二半透板转动复位的第二弹性复位件。

本发明所述的水稻栽培光照调节系统，其中，所述第一弹性复位件和所述第二弹性复位件均包括转动轴和均匀套设在所述转动轴上的多个扭簧。

本发明所述的水稻栽培光照调节系统，其中，所述第一半透板和所述第二半透板，一端均通过相应的转动轴与所述灯罩网板转动连接，另一端均连接有金属绳；所述灯罩网板上穿设有供所述金属绳通过的陶瓷管；所述陶瓷管和与其对应的转动轴分别设置在相应的所述镂空槽的两相对侧；所述第一驱动组件和所述第二驱动组件，均为用于拉动相应金属绳的拉线单元。

本发明所述的水稻栽培光照调节系统，其中，所述第一驱动组件和所述第二驱动组件均包括对金属绳收放卷的卷线电机和电机控制器。

本发明所述的水稻栽培光照调节系统，其中，所述光源安装架包括顶板和底板；所述顶板和所述底板通过多根立柱连接；所述顶板的下表面设置有安装所述光源灯的散热灯板；所述第一驱动组件和所述第二驱动组件均设置在所述顶板上且位于所述光源灯的周侧；所述底板上设置有安装所述灯罩网板的安装通槽；所述立柱上设置有对所述光源灯、所述第一驱动组件以及所述第二驱动组件散热的散热风扇。

本发明所述的水稻栽培光照调节系统，其中，所述顶板的下表面设置有多个安装槽，所述安装槽内设置有一所述第一驱动组件和一所述第二驱动组件。

本发明所述的水稻栽培光照调节系统，其中，所述拍摄单元包括多个朝向不同方位拍摄的摄像头，所述摄像头设置在所述立柱上。

一种水稻栽培光照调节方法，应用于如上述的水稻栽培光照调节系统，其实现方法如下：

通过光源安装架将光源模组设置在水稻种植区域上方，光源灯向下发出的光线经由灯罩网板的多个镂空槽后投射区域分别对应不同的水稻种植分区；

拍摄单元按设定时间启动对水稻种植区域拍照，图像处理主机将拍摄单元获取的水稻种植区图片中的各水稻种植分区水稻生长情况，并跟设定好的水稻生长情况与光线亮度对应表进行调整：当需要较高的光照强度时，第一半透板和第二半透板均处于初始的避开镂空槽的状态，光源灯光线直接透过镂空槽对水稻进行照射；当需要中高的光照强度时，第一驱动组件带动第一半透板转动遮挡镂空槽，光源灯光线经过第一半透板的削弱后对水稻进行照射；当需要中等的光照强度时，第二驱动组件带动第二半透板转动遮挡镂空槽，光源灯光线经过第二半透板的削弱后对水稻进行照射；当需要低等的光照强度时，第一驱动组件带动第一半透板转动遮挡镂空槽，而后第二驱动组件带动第二半透板转动叠合在第一半透板上，光源灯光线经过第一半透板以及第二半透板的削弱后对水稻进行照射；需要解除第一半透板的遮挡作用时，第一驱动组件松开对第一半透板的遮挡状态的保持，第一弹性复位件作用使得第一半透板复位；需要解除第二半透板的遮挡作用时，第二驱动组件松开对第二半透板的遮挡状态的保持，第二弹性复位件作用使得第二半透板复位。

本发明的有益效果在于：通过光源安装架将光源模组设置在水稻种植区域上方，光源灯向下发出的光线经由灯罩网板的多个镂空槽后投射区域分别对应不同的水稻种植分区；拍摄单元按设定时间启动对水稻种植区域拍照，图像处理主机将拍摄单元获取的水稻种植区图片中的各水稻种植分区水稻生长情况，并跟设定好的水稻生长情况与光线亮度对应表进行调整：当需要较高的光照强度时，第一半透板和第二半透板均处于初始的避开镂空槽的状态，光源灯光线直接透过镂空槽对水稻进行照射；当需要中高的光照强度时，第一驱动组件带动第一半透板转动遮挡镂空槽，光源灯光线经过第一半透板的削弱后对水稻进行照射；当需要中等的光照强度时，第二驱动组件带动第二半透板转动遮挡镂空槽，光源灯光线经过第二半透板的削弱后对水稻进行照射；当需要低等的光照强度时，第一驱动组件带动第一半透板转动遮挡镂空槽，而后第二驱动组件带动第二半透板转动叠合在第一半透板上，光源灯光线经过第一半透板以及第二半透板的削弱后对水稻进行照射；需要解除第一半透板的遮挡作用时，第一驱动组件松开对第一半透板的遮挡状态的保持，第一弹性复位件作用使得第一半透板复位；需要解除第二半透板的遮挡作用时，第二驱动组件松开对第二半透板的遮挡状态的保持，第二弹性复位件作用使得第二半透板复位；单一的水稻栽培光照调节系统就能够针对较大面积的水稻种植区进行提供或者补充光线，且光线强度可根据水稻生长阶段进行自适应调整，实现方便，整体还可以作为水稻种植过程中的照明灯来使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图：

图1是本发明较佳实施例的水稻栽培光照调节系统剖视图；

图2是本发明较佳实施例的水稻栽培光照调节系统第一半透板和第二半透板分布示意图；

图3是本发明较佳实施例的水稻栽培光照调节系统原理框图。

具体实施方式

为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明较佳实施例的水稻栽培光照调节系统，如图1所示，同时参阅图2和图3，包括光源模组1、光源安装架2以及视觉分析模块3；视觉分析模块3包括拍摄单元30和图像处理主机31，图像处理主机31用于将拍摄单元30获取的水稻种植区图片进行划分为设定的多个矩阵分布的分区，还用于对各分区进行图像分析获取各分区水稻生长平均高度，并依据该平均高度判断水稻生长情况；光源模组1包括光源灯10和灯罩网板11，灯罩网板11上设置有呈网格分布的多个镂空槽110，光源灯10透过多个镂空槽后110的光斑与多个分区一一对应；镂空槽110的两相邻边缘分别转动设置有第一半透板111和第二半透板，第一半透板111和第二半透板112的长度方向均朝向光源灯10设置且遮光程度不同，第一半透板111和第二半透板112可转动至相叠合；光源模组1还包括带动第一半透板111转动的第一驱动组件、为第一半透板111转动复位的第一弹性复位件12、带动第二半透板112转动的第二驱动组件和为第二半透板转动复位的第二弹性复位件；

通过光源安装架2将光源模组1设置在水稻种植区域上方，光源灯10向下发出的光线经由灯罩网板11的多个镂空槽110后投射区域分别对应不同的水稻种植分区；拍摄单元30按设定时间启动对水稻种植区域拍照，图像处理主机31将拍摄单元30获取的水稻种植区图片中的各水稻种植分区水稻生长情况，并跟设定好的水稻生长情况与光线亮度对应表进行调整：

当需要较高的光照强度时，第一半透板111和第二半透板均处于初始的避开镂空槽110的状态，光源灯10光线直接透过镂空槽110对水稻进行照射；

当需要中高的光照强度时，第一驱动组件带动第一半透板111转动遮挡镂空槽110，光源灯10光线经过第一半透板111的削弱后对水稻进行照射；

当需要中等的光照强度时，第二驱动组件带动第二半透板转动遮挡镂空槽110，光源灯10光线经过第二半透板的削弱后对水稻进行照射；

当需要低等的光照强度时，第一驱动组件带动第一半透板111转动遮挡镂空槽，而后第二驱动组件带动第二半透板转动叠合在第一半透板111上，光源灯光线经过第一半透板以及第二半透板的削弱后对水稻进行照射；

需要解除第一半透板111的遮挡作用时，第一驱动组件松开对第一半透板的遮挡状态的保持，第一弹性复位件作用使得第一半透板复位；

需要解除第二半透板的遮挡作用时，第二驱动组件松开对第二半透板的遮挡状态的保持，第二弹性复位件作用使得第二半透板复位；

单一的水稻栽培光照调节系统就能够针对较大面积的水稻种植区进行提供或者补充光线，且光线强度可根据水稻生长阶段进行自适应调整，实现方便，整体还可以作为水稻种植过程中的照明灯来使用。

第一半透板111和第二半透板112的转动叠合，可以通过将第一半透板111和第二半透板112在纵向方位上错位安装的方式来实现；

优选的，第一弹性复位件和第二弹性复位件均包括转动轴120和均匀套设在转动轴120上的多个扭簧；第一半透板111和第二半透板，一端均通过相应的转动轴120与灯罩网板11转动连接，另一端均连接有金属绳13；灯罩网板11上穿设有供金属绳通过的陶瓷管113；陶瓷管113和与其对应的转动轴分别设置在相应的镂空槽的两相对侧；第一驱动组件和第二驱动组件均包括对金属绳收放卷的卷线电机14和电机控制器；

通过卷线电机来拉动金属绳，进而相应的带动第一半透板和/或第二半透板转动，相应的多个扭簧受力形变，当第一半透板和/或第二半透板转动遮挡相应的镂空槽时电机停止转动，并保持住拉住的状态，完成驱动调节过程，实现方便，成本低，可靠性好。

优选的，光源安装架2包括顶板20和底板21；顶板20和底板21通过多根立柱22连接；顶板20的下表面设置有安装光源灯10的散热灯板23；第一驱动组件和第二驱动组件均设置在顶板20上且位于光源灯10的周侧；底板21上设置有安装灯罩网板11的安装通槽210；立柱22上设置有对光源灯10、第一驱动组件以及第二驱动组件散热的散热风扇24；顶板20的下表面设置有多个安装槽200，安装槽200内设置有一第一驱动组件和一第二驱动组件；结构合理且紧凑，整体性好，同时能够对光源灯、第一驱动组件以及第二驱动组件保障散热的同时构成一定的防护。

优选的，拍摄单元30包括多个朝向不同方位拍摄的摄像头300，摄像头300设置在立柱22上；便于装配，整体性好。

一种水稻栽培光照调节方法，应用于如上述水稻栽培光照调节系统，其实现方法如下：

通过光源安装架将光源模组设置在水稻种植区域上方，光源灯向下发出的光线经由灯罩网板的多个镂空槽后投射区域分别对应不同的水稻种植分区；

拍摄单元按设定时间启动对水稻种植区域拍照，图像处理主机将拍摄单元获取的水稻种植区图片中的各水稻种植分区水稻生长情况，并跟设定好的水稻生长情况与光线亮度对应表进行调整：当需要较高的光照强度时，第一半透板和第二半透板均处于初始的避开镂空槽的状态，光源灯光线直接透过镂空槽对水稻进行照射；当需要中高的光照强度时，第一驱动组件带动第一半透板转动遮挡镂空槽，光源灯光线经过第一半透板的削弱后对水稻进行照射；当需要中等的光照强度时，第二驱动组件带动第二半透板转动遮挡镂空槽，光源灯光线经过第二半透板的削弱后对水稻进行照射；当需要低等的光照强度时，第一驱动组件带动第一半透板转动遮挡镂空槽，而后第二驱动组件带动第二半透板转动叠合在第一半透板上，光源灯光线经过第一半透板以及第二半透板的削弱后对水稻进行照射；需要解除第一半透板的遮挡作用时，第一驱动组件松开对第一半透板的遮挡状态的保持，第一弹性复位件作用使得第一半透板复位；需要解除第二半透板的遮挡作用时，第二驱动组件松开对第二半透板的遮挡状态的保持，第二弹性复位件作用使得第二半透板复位；

单一的水稻栽培光照调节系统就能够针对较大面积的水稻种植区进行提供或者补充光线，且光线强度可根据水稻生长阶段进行自适应调整，实现方便，整体还可以作为水稻种植过程中的照明灯来使用；

当然，在生产过程中，还可以将多个这样的水稻栽培光照调节系统进行组合使用，来覆盖满足几十亩甚至上百亩的水稻种植需求。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种水稻栽培光照调节系统，其特征在于，包括光源模组、光源安装架以及视觉分析模块；所述视觉分析模块包括拍摄单元和图像处理主机，所述图像处理主机用于将所述拍摄单元获取的水稻种植区图片进行划分为设定的多个矩阵分布的分区，还用于对各分区进行图像分析获取各分区水稻生长平均高度，并依据该平均高度判断水稻生长情况；所述光源模组包括光源灯和灯罩网板，所述灯罩网板上设置有呈网格分布的多个镂空槽，所述光源灯透过多个所述镂空槽后的光斑与多个所述分区一一对应；所述镂空槽的两相邻边缘分别转动设置有第一半透板和第二半透板，所述第一半透板和所述第二半透板的长度方向均朝向所述光源灯设置且遮光程度不同，所述第一半透板和所述第二半透板可转动至相叠合；所述光源模组还包括带动所述第一半透板转动的第一驱动组件、为所述第一半透板转动复位的第一弹性复位件、带动所述第二半透板转动的第二驱动组件和为所述第二半透板转动复位的第二弹性复位件；所述第一弹性复位件和所述第二弹性复位件均包括转动轴和均匀套设在所述转动轴上的多个扭簧；所述第一半透板和所述第二半透板，一端均通过相应的转动轴与所述灯罩网板转动连接，另一端均连接有金属绳；所述灯罩网板上穿设有供所述金属绳通过的陶瓷管；所述陶瓷管和与其对应的转动轴分别设置在相应的所述镂空槽的两相对侧；所述第一驱动组件和所述第二驱动组件，均为用于拉动相应金属绳的拉线单元；所述第一驱动组件和所述第二驱动组件均包括对金属绳收放卷的卷线电机和电机控制器；所述光源安装架包括顶板和底板；所述顶板和所述底板通过多根立柱连接；所述顶板的下表面设置有安装所述光源灯的散热灯板；所述第一驱动组件和所述第二驱动组件均设置在所述顶板上且位于所述光源灯的周侧；所述底板上设置有安装所述灯罩网板的安装通槽；所述立柱上设置有对所述光源灯、所述第一驱动组件以及所述第二驱动组件散热的散热风扇；所述顶板的下表面设置有多个安装槽，所述安装槽内设置有一所述第一驱动组件和一所述第二驱动组件；所述拍摄单元包括多个朝向不同方位拍摄的摄像头，所述摄像头设置在所述立柱上。

2.一种水稻栽培光照调节方法，应用于如权利要求1所述的水稻栽培光照调节系统，其特征在于，实现方法如下：

通过光源安装架将光源模组设置在水稻种植区域上方，光源灯向下发出的光线经由灯罩网板的多个镂空槽后投射区域分别对应不同的水稻种植分区；

拍摄单元按设定时间启动对水稻种植区域拍照，图像处理主机将拍摄单元获取的水稻种植区图片中的各水稻种植分区水稻生长情况，并跟设定好的水稻生长情况与光线亮度对应表进行调整：当需要较高的光照强度时，第一半透板和第二半透板均处于初始的避开镂空槽的状态，光源灯光线直接透过镂空槽对水稻进行照射；当需要中高的光照强度时，第一驱动组件带动第一半透板转动遮挡镂空槽，光源灯光线经过第一半透板的削弱后对水稻进行照射；当需要中等的光照强度时，第二驱动组件带动第二半透板转动遮挡镂空槽，光源灯光线经过第二半透板的削弱后对水稻进行照射；当需要低等的光照强度时，第一驱动组件带动第一半透板转动遮挡镂空槽，而后第二驱动组件带动第二半透板转动叠合在第一半透板上，光源灯光线经过第一半透板以及第二半透板的削弱后对水稻进行照射；需要解除第一半透板的遮挡作用时，第一驱动组件松开对第一半透板的遮挡状态的保持，第一弹性复位件作用使得第一半透板复位；需要解除第二半透板的遮挡作用时，第二驱动组件松开对第二半透板的遮挡状态的保持，第二弹性复位件作用使得第二半透板复位。