CN205938915U - 一种智能型光伏照明系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光伏照明技术，尤其涉及一种应用于农业大棚的智能型光伏照明系统，该系统包括蓄电池组、太阳能电池组件、MPPT模块、充放电控制单元、监控采集单元、后台管理监控系统、集中控制器、调光模块单元和LED灯板，利用太阳能产生电源，形成具有可改变光源波长特征的智能型照明系统，以满足不同农作物所需的不同光照时间、波长的要求，同时还可以利用该光源波长的可变特性诱杀害虫以保证农作物的健康。

Description

一种智能型光伏照明系统

技术领域

本实用新型涉及光伏照明技术，尤其涉及一种应用于农业大棚的智能型光伏照明系统。

背景技术

目前在农业上通常主要靠喷施农药杀灭危害农作物的害虫，这不仅污染空气、水源和土壤，还使人们食用的粮食、蔬菜和水果残留着有毒物质，危害人体健康，影响食品安全，还易使害虫产生越来越强的抗药性，陷入恶性循环。

光照作为生物生长的必要条件，已经成为提升农业生产的重要手段。而目前采用的白炽灯和荧光灯仅能为动物活动提供必需的可视光线，无法胜任对照明颜色、强度、时长及间断控制的调控要求，应用需求日益迫切。由于传统植物工厂的照明系统会耗费大量能源，PIDA(光电科技工业协进会)指出，在萤光灯植物苗工厂中，照明能耗占运行能耗高达82％。

现有的农业大棚均采用市电供应，由于远距离布线，加之农业基础设施薄弱，安全隐患大且能量损耗严重；农业供电波动大也会导致供电不稳且受自然环境影响大等缺陷。现代农业种植中普遍通过人工现场监视农作物的生长状态来调节其生长环境适应其生长，照明系统缺乏从智能控制方考虑，人员不时待在大棚查看等，导致整个农业大 棚植物生长不稳定、效率不高受自然环境影响仍较大且劳动强度大等问题。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提出了一种应用于农业大棚植物生长的智能型光伏照明系统，所述智能型光伏照明系统包括：

蓄电池组，用于储存并提供所需电能；

太阳能电池组件，用于将太阳能转化为电能；

MPPT(Maximum Power Point Tracking太阳能控制器，简称MPPT)模块，与所述太阳能电池组件连接，以用于转换输出最大功率电能；

充放电控制单元，分别与所述MPPT模块、所述蓄电池组连接，以用于对所述蓄电池组的充电和放电进行控制；

监控采集单元，用以采集当前所处环境的图像信息，并形成一采集信号输出；

后台管理监控系统，与所述监控采集单元连接，用以接收所述采集信号，并根据所述采集信号生成控制指令以实现后台远程监控；

集中控制器，与所述后台管理监控系统连接，以接收并根据所述控制指令输出与所述控制指令相匹配的控制信号；

调光模块单元，分别与所述集中控制器和所述充放电控制单元连接，以接收并根据所述控制信号生成LED驱动信号；

LED灯板，安装于所述大棚内，与所述调光模块单元连接，以接收并于所述LED驱动信号控制下发出与所述LED驱动信号相匹配 的波长与强度的光线；

其中，所述充放电控制单元分别与所述集中控制器和所述调光模块单元连接，以用于接收所述集中控制器发出的所述控制信号，并根据所述控制信号为所述调光模块单元生成所述LED驱动信号提供电能。

上述的智能型光伏照明系统，其中，所述智能型光伏照明系统中：

所述LED灯板包括数个LED灯板单元，且每个所述LED灯板单元包括红光LED灯排、蓝光LED灯排、绿光LED灯排、白光LED灯排。

上述的智能型光伏照明系统，其中，所述智能型光伏照明系统中：

所述红光LED灯排发出光的波长在620nm-625nm之间；

所述蓝光LED灯排发出光的波长在465nm-470nm之间；

所述绿光LED灯排发出光的波长在520nm-525nm之间；

所述白光LED灯排发出光的波长在450nm-460nm之间。

上述的智能型光伏照明系统，其中，所述智能型光伏照明系统还包括：

调距控制单元，与所述集中控制器连接，以用于接收所述集中控制器的所述控制信号，并根据所述控制信号控制所述红光LED灯排、蓝光LED灯排、绿光LED灯排和白光LED灯排的空间位置。

上述的智能型光伏照明系统，其中，所述智能型光伏照明系统还包括：

专用充电插口，与所述集中控制器连接，以用于接收所述集中控 制器的所述控制信号为外部设备提供电源。

上述的智能型光伏照明系统，其中，所述专用充电插口提供48V以内的直流电与220V交流电。

上述的智能型光伏照明系统，其中，所述智能型光伏照明系统还包括：

通讯转接单元，与所述后台管理监控系统连接，以用于为述后台管理监控系统提供所需监控参数。

上述的智能型光伏照明系统，其中，所述通讯转接单元的通讯协议为RS485通讯协议或WIFI。

一种智能型光伏照明系统控制方法，应用于上述的智能型光伏照明系统，所述控制方法包括：

太阳能电池组件将太阳能转化为电能；

MPPT模块接收所述电能并转换，以用于转换输出最大功率电能；

充放电控制单元接收所述最大功率电能并存储于蓄电池中；

监控采集单元采集当前所处环境的图像信息，并形成一采集信号输出；

后台管理监控系统接收所述采集信号，并生成控制指令以实现后台远程监控；

集中控制器接收并根据所述控制指令输出与所述控制指令相匹配的控制信号；

所述充放电控制单元接收并根据所述控制信号控制所述蓄电池 组放出输出电能；

调光模块单元接收并根据所述控制信号和所述输出电能生成LED驱动信号；

LED灯板接收并于所述驱动信号控制下发出与所述驱动信号相匹配的波长与强度的光线。

上述的智能型光伏照明系统控制方法，其中，所述智能型光伏照明系统控制方法还包括：

所述集中控制器向所述调距控制单元发出控制信号；

所述调距控制单元根据所述控制信号控制所述LED灯排的空间位置。

综上所述，本实用新型提供了一种应用于农业大棚的智能型光伏照明系统及其控制方法，利用太阳能产生电源，形成具有可改变光源波长特征的智能型照明系统，以满足不同农作物所需的不同光照时间、波长的要求，同时还可以利用该光源波长的可变特性诱杀害虫以保证农作物的健康。

附图说明

图1是本实用新型实施例中智能型光伏照明系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中LED灯板控制部分的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体的实施例作进一步的说明。

实施例一

如图1所示，本实施例提出了一种应用于农业大棚的智能型光伏 照明系统，后台管理监控系统1与集中控制器相连接2，以实现后台远程监控；集中控制器2与通讯转接单元3相连接，用于对充放电控制单元6、调光模块单元8、调距控制单元9、监控采集单元11、专用充电插口12进行控制；通讯转接单元3(通讯协议可以为RS485通讯协议、WIFI或其他有效协议)与集中控制器2、充放电控制单元6、调光模块单元8、调距控制单元9、监控采集单元11、专用充电插口12相连接，用于实现集中控制器2、充放电控制单元6、调光模块单元8、调距控制单元9、监控采集单元11、专用充电插口12之间的通讯；监控采集单元11用以采集当前所处环境的图像信息，并形成一采集信号，通过通讯转接单元3输出给后台管理监控系统1；后台管理监控系统1接收监控采集单元11发出的采集信号，并根据采集信号生成控制指令以实现后台远程监控；太阳能电池组件4与MPPT模块5相连接，用于将太阳能转化为电能；MPPT模块5分别与太阳能电池组件4和充放电控制单元6相连接，不断追踪最大功率点，用于获得最大功率电能；充放电控制单元6分别与蓄电池组7、调光模块单元8、调距控制单元9、监控采集单元11、专用充电插口12相连接，用于控制蓄电池组7为集中控制器2、通讯转接单元3、调光模块单元8、调距控制单元9、监控采集单元11、专用充电插口12供电；蓄电池组7与充放电控制单元6相连接，实现电能的储存与释放；如图2所示，调光模块单元8与LED灯板10连接，用于驱动LED灯板10，并通过控制LED灯板10上的LED灯板单元101来控制发出光的波长和强度，LED灯板10包括数个LED灯板单元 101，且每个LED灯板单元101包括红光LED灯排1011、蓝光LED灯排1012、绿光LED灯排1013、白光LED灯排1014，用于发出作物生长所需光线(具体的调光模块单元8可以分成若干特定色光调光器，例如红光调光器81，以控制红光LED灯排上LED灯的发光数量和/或强度，进而控制LED灯板单元所发出的复色光的波长及强度)，并且所有的灯板单元101共同对应一组调光器81-84；调距控制单元9与集中控制器2连接，以用于接收集中控制器2的控制信号，并根据该控制信号控制各颜色LED灯排的空间位置，形成不同波长及强度的光照空间分布；监控采集单元11安装于大棚内，用于监视并获得大棚内的现场数据；专用充电插口12(提供48V以内的直流电与220V交流电)安装于户外，用于为电动车辆、设备提供电源。

实施例二

一种应用于如图1所示的农业大棚智能型光伏照明系统控制方法，该控制方法包括：

太阳能电池组件4将太阳能转化为电能；

MPPT模块5接收电能并转换，以用于输出最大功率电能；

充放电控制单元6接收最大功率电能并存储于蓄电池7中；

监控采集单元11采集当前所处环境的图像信息，并形成一采集信号输出；

后台管理监控系统1接收采集信号，并生成控制指令以实现后台远程监控；

集中控制器2接收并根据控制指令输出与控制指令相匹配的控 制信号；

充放电控制单元6接收并根据控制信号控制蓄电池组7放出输出电能；

调光模块单元8接收并根据控制信号和输出电能生成LED驱动信号；

LED灯板10接收并于驱动信号控制下发出与驱动信号相匹配的波长与强度的光线。

优选的，该控制方法还包括：

集中控制器2向调距控制单元9发出控制信号；

调距控制单元9根据控制信号控制红光LED灯排1011、蓝光LED灯排1012、绿光LED灯排1013、白光LED灯排1014的空间位置。

综上所述，本实用新型提供了一种应用于农业大棚的智能型光伏照明系统及其控制方法，利用太阳能产生电源，形成具有可改变光源波长特征的智能型照明系统，以满足不同农作物所需的不同光照时间、波长的要求，同时还可以利用该光源波长的可变特性诱杀害虫以保证农作物的健康。

通过说明和附图，给出了具体实施方式的典型实施例，基于本实用新型精神，还可作其他的转换。尽管上述实用新型提供了一个实施例，然而，这些内容并不作为局限。

对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本实用新型的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所 有等价的范围与内容，都应认为仍属本实用新型的意图和范围内。

Claims (8)

1.一种应用于农业大棚植物生长的智能型光伏照明系统，其特征在于，所述智能型光伏照明系统包括：

蓄电池组，用于储存并提供所需电能；

太阳能电池组件，用于将太阳能转化为电能；

MPPT模块，与所述太阳能电池组件连接，以用于转换输出最大功率电能；

充放电控制单元，分别与所述MPPT模块、所述蓄电池组连接，以用于对所述蓄电池组的充电和放电进行控制；

监控采集单元，用以采集当前所处环境的图像信息，并形成一采集信号输出；

后台管理监控系统，与所述监控采集单元连接，用以接收所述采集信号，并根据所述采集信号生成控制指令以实现后台远程监控；

集中控制器，与所述后台管理监控系统连接，以接收并根据所述控制指令输出与所述控制指令相匹配的控制信号；

调光模块单元，分别与所述集中控制器和所述充放电控制单元连接，以接收并根据所述控制信号生成LED驱动信号；

LED灯板，安装于所述大棚内，与所述调光模块单元连接，以接收并于所述LED驱动信号控制下发出与所述LED驱动信号相匹配的波长与强度的光线；

其中，所述充放电控制单元分别与所述集中控制器和所述调光模块单元连接，以用于接收所述集中控制器发出的所述控制信号，并根据所述控制信号为所述调光模块单元生成所述LED驱动信号提供电 能。

2.根据权利要求1所述的智能型光伏照明系统，其特征在于，所述智能型光伏照明系统中：

所述LED灯板包括数个LED灯板单元，且每个所述LED灯板单元包括红光LED灯排、蓝光LED灯排、绿光LED灯排、白光LED灯排。

3.根据权利要求2所述的智能型光伏照明系统，其特征在于，所述智能型光伏照明系统中：

所述红光LED灯排发出光的波长在620nm-625nm之间；

所述蓝光LED灯排发出光的波长在465nm-470nm之间；

所述绿光LED灯排发出光的波长在520nm-525nm之间；

所述白光LED灯排发出光的波长在450nm-460nm之间。

4.根据权利要求2所述的智能型光伏照明系统，其特征在于，所述智能型光伏照明系统还包括：

调距控制单元，与所述集中控制器连接，以用于接收所述集中控制器的所述控制信号，并根据所述控制信号控制所述红光LED灯排、蓝光LED灯排、绿光LED灯排和白光LED灯排的空间位置。

5.根据权利要求1所述的智能型光伏照明系统，其特征在于，所述智能型光伏照明系统还包括：

专用充电插口，与所述集中控制器连接，以用于接收所述集中控制器的所述控制信号为外部设备提供电源。

6.根据权利要求5所述的智能型光伏照明系统，其特征在于，所述 专用充电插口提供48V以内的直流电与220V交流电。

7.根据权利要求1所述的智能型光伏照明系统，其特征在于，所述智能型光伏照明系统还包括：

通讯转接单元，与所述后台管理管理监控系统连接，以用于为述后台管理管理监控系统提供所需监控参数。

8.根据权利要求7所述的智能型光伏照明系统，其特征在于，所述通讯转接单元的通讯协议为RS485通讯协议或WIFI。