CN203176944U - 一种基于led照明的水族箱智能控制系统 - Google Patents

一种基于led照明的水族箱智能控制系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及自动控制装置技术领域。本实用新型的一种基于LED照明的水族箱智能控制系统,包括微处理器单元、LED光源组件、鱼缸状态信息采集单元和水循环单元,所述LED光源组件、鱼缸状态信息采集单元和水循环单元均与该微处理器单元电性连接,所述LED光源组件包括组件外壳,所述组件外壳设置水族箱的上顶盖上,所述组件外壳内设有光谱可调的光输出模块和热输出模块。本实用新型通过热管导热或者直接和水体接触,以水冷的方式将LED鱼缸灯LED工作时的热量迅速导到水体中,有效的保障了LED鱼缸灯的长期工作寿命。

Description

一种基于LED照明的水族箱智能控制系统
技术领域
本实用新型涉及自动控制装置技术领域,具体是涉及一种基于LED照明的水族箱智能控制系统。
背景技术
随着人类生活水平的提高,在家里或办公室养上一缸赏心悦目的观赏鱼以消除身心疲劳,提高生活品味,增添生活情趣,已经成为一件非常容易的事情。而这些用于饲养观赏鱼等水族生物的水族箱,又称为生态鱼缸或水族槽,是为观赏用、专门饲养水生动植物的容器,是一个动物饲养区,通常至少有一面为透明的玻璃或高强度的塑料。水族箱内人工饲养殖生活于水中的植物及动物(通常为鱼类,但亦可是无脊椎动物、两栖动物、海洋哺乳爬行动物)。
现有的水族箱中的LED照明灯具因防水的需要,将LED照明灯具密封导致LED工作时的热量无法排除而造成LED在长期工作过程中光衰减和颜色漂移严重,从而普遍无法实现长寿命,或者为实现热量排除而配备风扇进行强制对流散热,增加了成本。
现有水族箱对水体的加热采用电热丝,能耗高。而LED工作时产生的热量却通过自然散热或者强制散热等方式散失掉,并未对其加以利用,造成电力资源浪费。
现有水族箱中除照明功能外无其他功能,功能单一,无法做到帮助植物生长,消毒净水,控制水温、亮度调节、颜色调节等多种功能同时实现。
现有水族箱中的帮助植物生长,消毒净水的开关均需人工控制,无法实现智能化。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是现有技术中的水族箱自动控制系统只能就其中一项或两项进行独立控制,不能对水族箱内水族生物过程进行全面智能化控制。
为了解决上述技术问题,本实用新型所采用的技术方案是,一种基于LED照明的水族箱智能控制系统,包括微处理器单元、LED光源组件、鱼缸状态信息采集单元和水循环单元,所述LED光源组件、鱼缸状态信息采集单元和水循环单元均与该微处理器单元电性连接;
所述LED光源组件包括组件外壳,所述组件外壳内设有光谱可调的光输出模块和热输出模块,所述光谱可调的光输出模块包括若干不同波长的LED芯片、LED阵列基板和PCB电路板,若干不同波长的LED芯片与LED阵列基板活动插接,形成LED阵列,所述LED阵列与PCB电路板电性连接,所述PCB电路板与微处理器单元电性连接,所述热输出模块包括热产生单元和PCB电路模块,所述热产生单元和PCB电路模块电性连接,所述PCB电路模块与微处理器单元电性连接。 
进一步的,所述热产生单元为红外光LED芯片或加热电阻器。
进一步的,还包括导热单元,所述导热单元由金属散热器和导热管组成,所述金属散热器设置在LED光源组件的组件外壳上,所述导热管一侧与金属散热器连接,金属导热管另一侧伸入鱼缸内。
进一步的,还包括参数输入单元,所述参数输入单元与微处理器单元连接。
更进一步的,所述参数输入单元包括键盘输入单元或触控屏单元。
进一步的,还包括网卡和2G/3G无线通信模块,所述网卡和2G/3G无线通信模块均与该微处理器单元连接。
进一步的,所述鱼缸状态信息采集单元包括光感传感器和温度传感器,所述光感传感器和温度传感器分别与所述微处理器单元电性连接。
进一步的,所述水循环单元由供水模块和循环水泵组成,所述供水模块包括水管和电磁阀,所述水管连接自来水源用于向鱼缸注入冷水,所述电磁阀设置在水管中间,所述电磁阀与该微处理器单元电性连接,所述循环水泵设置在鱼缸底部,所述循环水泵的进水口朝向供水模块的水管出口,所述循环水泵的出水口朝向所述LED光源组件的热输出模块。
进一步的,所述LED芯片包括蓝光LED芯片、绿光LED芯片、红光LED芯片和紫外光LED芯片。
进一步的,所述LED光源组件还包括二次透镜,该二次透镜沿LED芯片的发光光路方向设置于所述组件外壳上。
进一步的,所述LED光源组件还包括二次透镜,所述二次透镜沿热产生单元的红外光LED芯片的出光光路方向设置于所述组件外壳上。
本实用新型通过采用上述技术方案,与现有技术相比,具有如下优点:
1、本实用新型通过热管导热或者直接和水体接触,以水冷的方式将LED鱼缸灯LED工作时的热量迅速导到水体中,有效的保障了LED鱼缸灯的长期工作寿命;
2、本实用新型通过使用LED光源组件的LED芯片工作时的热量来加热水体,而避免其散失,有效提高了电力资源的利用效率,整体降低能耗;
3、本实用新型通过将多种不同波长的LED芯片集成一起制成统一的LED光源组件,做到帮助植物生长,消毒净水,控制水温、亮度调节、颜色调节等多种功能同时实现,并且通过微处理器单元实现智能化控制;
4、本实用新型通过采用红外光LED或电阻元器件作为热源输出并通过导热单元传导来加热鱼缸水体,实现输出热量总量可控、时间可控;
5、本实用新型通过引入鱼缸状态信息采集单元来控制鱼缸的环境灯光,实现了鱼缸的观赏功能和鱼儿的健康成长环境能够并存。
附图说明
图1是本实用新型的实施例的系统结构示意图;
图2是图1中LED光源组件的结构示意图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
作为一个具体的实施例,如图1所示,本实用新型的一种基于LED照明的水族箱智能控制系统,包括微处理器单元1、LED光源组件2、鱼缸状态信息采集单元3和水循环单元4,所述LED光源组件2、鱼缸状态信息采集单元3和水循环单元4均与该微处理器单元1电性连接;
还包括导热单元5,所述导热单元5由金属散热器和导热管组成,所述金属散热器设置在LED光源组件的组件外壳上,所述导热管一侧与金属散热器连接,金属导热管另一侧伸入鱼缸内。
本实用新型还包括参数输入单元6,所述参数输入单元6与微处理器单元1连接。本实用新型中,所述参数输入单元包括键盘输入单元或触控屏单元。
本实用新型还包括网卡和2G/3G无线通信模块7,所述网卡和2G/3G无线通信模块7均与该微处理器单元1连接。
本实用新型中,所述鱼缸状态信息采集单元3包括光感传感器31和温度传感器32,所述光感传感器31和温度传感器32分别与所述微处理器单元1电性连接。
参考图2所示,所述LED光源组件2包括组件外壳(未示出),所述组件外壳设置水族箱的上顶盖上,所述组件外壳内设有光谱可调的光输出模块21和热输出模块22,所述光谱可调的光输出模块21包括若干不同波长的LED芯片211、LED阵列基板212和PCB电路板213,若干不同波长的LED芯片211与LED阵列基板212活动插接,形成LED阵列,所述LED阵列与PCB电路板213电性连接,所述PCB电路板213与微处理器单元1电性连接,所述热输出模块22包括热产生单元221和PCB电路模块222,所述热产生单元221和PCB电路模块222电性连接,,所述PCB电路模块222与微处理器单元1电性连接,所述热产生单元221为红外光LED芯片或加热电阻器。进一步的,所述LED芯片包括蓝光LED芯片、绿光LED芯片、红光LED芯片和紫外光LED芯片。
本实用新型中,所述LED光源组件还包括二次透镜,该二次透镜沿LED芯片的发光光路方向设置于所述组件外壳上。
本实用新型中,所述LED光源组件还包括二次透镜,所述二次透镜沿热产生单元的红外光LED芯片的出光光路方向设置于所述组件外壳上。
本实用新型中,所述水循环单元4由供水模块和循环水泵组成,所述供水模块包括水管和电磁阀,所述水管连接自来水源用于向鱼缸注入冷水,所述电磁阀设置在水管中间,所述电磁阀与该微处理器单元电性连接,所述循环水泵设置在鱼缸底部,所述循环水泵的进水口朝向供水模块的水管出口,所述循环水泵的出水口朝向所述LED光源组件的热输出模块。
本实用新型在实际使用过程中,包括以下功能:
本实用新型采用微处理器单元用以控制LED光源组件的热输出和可见光输出,控制鱼缸信息采集系统定时采集鱼缸中水体的温度、光线亮度信息,及控制循环水泵及时换水给鱼缸降温或者进行定期换水。其控制功能主要体现如下:
本实用新型中的鱼缸状态信息采集单元的温度传感器定时采集鱼缸中水体的温度信息,当鱼缸中水体温度低于设定的温度范围时,启动鱼缸灯上的LED光源组件的热输出模块对水体进行加热直至设定的温度范围。当鱼缸中水体温度高于设定的温度范围时,启动鱼缸的水循环单元给鱼缸中注入低温的活水直至鱼缸中水体温度降至设定的温度范围。
本实用新型中的鱼缸状态信息采集单元的光感传感器定时采集鱼缸中光线亮度,并根据微处理器程序预先设计的要求,控制LED光源组件的光输出模块的光输出以完成以下功能:
A、不同时段(如夜间和白昼)有不同的光亮度输出;
B、定时开启光输出模块中的紫光LED(波长范围360-400nm)净化鱼缸水体;
C、定时开启光输出模块中的蓝光LED(波长范围440nm-460nm)、绿光(波长范围520nm-560nm)、红光LED(波长范围630nm-680nm)帮助鱼缸中的动植物生长。
本实用新型可以通过手动通过按键、开关、触摸屏等方式操作、也可以通过电脑连接远程控制,亦可以通过手机、遥控器等无线终端操作来进行微处理器单元的参数调整设置。
本实用新型中的LED光源组件设有热输出模块和光谱可调的光输出模块的。其中光谱可调的光输出模块由发出可见光的LED、线路板、二次透镜组成。由于此光输出模块在工作过程中能够产生热量,故光输出模块带有一定程度的热输出功能。而热输出模块则由热产生单元、线路板、二次透镜组成;其热产生单元可以是红外光LED和电阻、或者其他类别的发出不可见光并能产生大量热量的的元器件,利用热产生单元发出的红外光的热效应和红外光LED工作时的自身发热来完成热输出,有效地节省能耗。
本实用新型中的LED光源组件其空间位置可以位于水族箱水面上不与水族箱水体直接接触。这样就避免了将LED光源组件密封为了防水,导致LED工作时的热量无法排除而造成LED在长期工作过程中光衰减和颜色漂移严重,从而影响使用效果。
本实用新型中的导热单元由金属散热器和热导管组成,其主要功能为将鱼缸灯的可见光输出模块和热输出的模块产生的热量导入到鱼缸的水体环境中使水体达到预先设置的温度。
本实用新型的鱼缸状态信息采集单元由鱼缸光亮度信息采集模块、鱼缸水体温度信息采集模块组成。用于采集鱼缸中水体的温度、光线亮度信息。并将采集到的信息反馈给微处理器单元,用于调控鱼缸内的光亮度和水体温度。
本实用新型的水循环单元由供水模块和循环水泵组成。用于在水体温度高于设定值时利用循环水来给鱼缸水体降温、带走可见光输出模块工作时所释放的温度,另一个功能为微处理器单元的程序设定定期的给鱼缸换水。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型,但所属领域的技术人员应该明白,在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内,在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化,均为本实用新型的保护范围。 

Claims (10)

1.一种基于LED照明的水族箱智能控制系统,其特征在于:包括微处理器单元、LED光源组件、鱼缸状态信息采集单元和水循环单元,所述LED光源组件、鱼缸状态信息采集单元和水循环单元均与该微处理器单元电性连接;
所述LED光源组件包括组件外壳,所述组件外壳内设有光谱可调的光输出模块和热输出模块,所述光谱可调的光输出模块包括若干不同波长的LED芯片、LED阵列基板和PCB电路板,若干不同波长的LED芯片与LED阵列基板活动插接,形成LED阵列,所述LED阵列与PCB电路板电性连接,所述PCB电路板与微处理器单元电性连接,所述热输出模块包括热产生单元和PCB电路模块,所述热产生单元和PCB电路模块电性连接,所述PCB电路模块与微处理器单元电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于LED照明的水族箱智能控制系统,其特征在于:所述热产生单元为红外光LED芯片或加热电阻器。
3.根据权利要求1所述的一种基于LED照明的水族箱智能控制系统,其特征在于:还包括导热单元,所述导热单元由金属散热器和导热管组成,所述金属散热器设置在LED光源组件的组件外壳上,所述导热管一侧与金属散热器连接,金属导热管另一侧伸入鱼缸内。
4.根据权利要求1所述的一种基于LED照明的水族箱智能控制系统,其特征在于:还包括参数输入单元,所述参数输入单元与微处理器单元连接。
5.根据权利要求4所述的一种基于LED照明的水族箱智能控制系统,其特征在于:所述参数输入单元包括键盘输入单元或触控屏单元。
6.根据权利要求1所述的一种基于LED照明的水族箱智能控制系统,其特征在于:还包括网卡和2G/3G无线通信模块,所述网卡和2G/3G无线通信模块均与该微处理器单元连接。
7.根据权利要求1至5任一所述的一种基于LED照明的水族箱智能控制系统,其特征在于:所述鱼缸状态信息采集单元包括光感传感器和温度传感器,所述光感传感器和温度传感器分别与所述微处理器单元电性连接。
8.根据权利要求1至5任一所述的一种基于LED照明的水族箱智能控制系统,其特征在于:所述水循环单元由供水模块和循环水泵组成,所述供水模块包括水管和电磁阀,所述水管连接自来水源用于向鱼缸注入冷水,所述电磁阀设置在水管中间,所述电磁阀与该微处理器单元电性连接,所述循环水泵设置在鱼缸底部,所述循环水泵的进水口朝向供水模块的水管出口,所述循环水泵的出水口朝向所述LED光源组件的热输出模块。
9.根据权利要求1至5任一所述的一种基于LED照明的水族箱智能控制系统,其特征在于:所述LED芯片包括蓝光LED芯片、绿光LED芯片、红光LED芯片和紫外光LED芯片。
10.根据权利要求1至5任一所述的一种基于LED照明的水族箱智能控制系统,其特征在于:所述LED光源组件还包括二次透镜,该二次透镜沿LED芯片的发光光路方向设置于所述组件外壳上。
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