CN210094039U - 一种遥控可追溯的全光谱植物生长灯具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种遥控可追溯的全光谱植物生长灯具，包括：壳体，在壳体外表面的侧上方开设有三个开口，三个开口内嵌装有湿度传感器、光照度传感器和温度传感器，相邻的两个传感器不同步工作；全光谱植物生长LED灯，排列安装在壳体的内侧下端；土壤检测仪，与控制终端电性连接，土壤检测仪的探头延伸到壳体外；控制终端，负责接收温度传感器、光照度传感器、温度传感器和土壤检测仪的检测数据，将检测数据通过无线网络传送到服务器中；服务器，负责接收控制终端传送的检测数据，根据检测数据生成对应的控制信息反馈到控制终端实现全光谱植物生长LED灯工作参数的自动控制；本实用新型精度高、可远程监控大棚环境，智能调整大棚光照。

Description

一种遥控可追溯的全光谱植物生长灯具

技术领域

本实用新型涉及农作物生长领域，尤其涉及一种遥控可追溯的全光谱植物生长灯具。

背景技术

目前，一般大棚或相关设施中的农作物，会因天气、季节或其他环境因素导致受到的光照不足，通过人工光源的照射，可以促进农作物的生长，甚至可以提前收获农作物；

但是，现在的传统大棚或相关设施中所使用的补光灯具有以下缺陷：

(1)补光灯具一般为荧光灯、高压钠灯、白炽灯等，其光谱中包含许多植物生长不需要的波长，且耗能高、寿命短。

(2)用于检测环境所使用的检测设备在大棚内的分布混乱，检测设备之间存在一定程度上的干扰，导致检测精度差，且对于检测的顺序和检测设备的位置并没有限制，无法真实检测出大棚内的环境情况。

(3)再加上一般大棚或相关设施通常无农作物生长环境监测设施，或者监测方式为集中化的监测，导致监控不及时，相关数据不够精确、不够具体。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种精度高、可远程监控大棚内环境，且根据环境情况智能调整大棚光照的遥控可追溯的全光谱植物生长灯具。

本实用新型的目的采用如下技术方案实现：

一种遥控可追溯的全光谱植物生长灯具，包括：

壳体，设置为由金属基板整体密封组成的框体结构，壳体的底部套装有灯罩；在壳体外表面的侧上方开设有三个开口，三个开口内嵌装有湿度传感器、光照度传感器和温度传感器，相邻的两个传感器不同步工作；

全光谱植物生长LED灯，排列安装在壳体的内侧下端；

土壤检测仪，与控制终端电性连接，土壤检测仪的探头延伸到壳体外；

控制终端，固定在壳体内远离传感器的一侧，与温度传感器、光照度传感器、温度传感器、全光谱植物生长LED灯和土壤检测仪电性连接；负责接收温度传感器、光照度传感器、温度传感器和土壤检测仪的检测数据，将检测数据通过无线网络传送到服务器中；

服务器，负责接收控制终端传送的检测数据，根据检测数据生成对应的控制信息反馈到控制终端实现全光谱植物生长LED灯工作参数的自动控制；服务器与网络云端相连接，将检测数据传送到网络云端进行远程监控；服务器还负责接收来自服务器和网络云端的调控信号，对全光谱植物生长LED灯的工作参数进行调节。

进一步地，三个传感器的排列顺序为光照度传感器、湿度传感器、温度传感器。

进一步地，三个传感器的工作顺序为光照度传感器和温度传感器预先同步工作后再控制湿度传感器工作。

进一步地，所述土壤检测仪包括但不限于PH传感器、水分传感器和土壤温度传感器。

进一步地，所述控制终端还连接有存储单元，用于存储接收到的调控信息、环境参数和土壤参数。

进一步地，所述金属基板设置为导热铝板。

进一步地，所述无线网络通过ZigBee无线通信技术实现。

进一步地，所述全光谱植物生长LED灯的工作参数包括但不限于工作电压、电流、功率、光波长、光强、闪烁频率、光周期、R/B数值其中的一种或以上。

进一步地，所述壳体的顶端连接有可调节吊挂链。

进一步地，所述壳体外表面还安装有液晶显示屏，所述液晶显示屏与控制终端相连接，用于实时读取各种检测数据。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

(1)灯具采用全光谱植物生长LED灯，能满足不同植物、不同生长阶段的光照需要，并可根据实际环境情况调整全光谱植物生长LED灯的工作参数，加快农作物的育种和缩短农作物的生长周期，增加了农作物的收益；

(2)全光谱植物生长LED灯具有实时监控功能，能对温度、湿度和植物生长环境进行监测及记录，同时可随时在现场或网络云端调阅相关数据进行查看，农作物生长过程中的数据可以被追溯，食品安全和绿色环境得到保障；

(3)通过网络远端和服务器将控制信号分配到全光谱植物生长LED灯，实现对全光谱植物生长LED灯的远程调控；

(4)灯具上的传感器之间干扰少，提高传感器的检测精度，从而使得植物生长环境监控更加精确。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的信号流通图。

图中：1、壳体；2、全光谱植物生长LED灯；3、控制终端；4、监控单元；401、光照度传感器；402、湿度传感器；403、温度传感器；404、土壤检测仪；405、探头；5、存储单元；6、液晶显示屏；7、服务器；8、网络云端；9、灯罩。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1、图2所示，一种遥控可追溯的全光谱植物生长灯具，包括：

壳体1，设置为由金属基板整体密封组成的框体结构，所述金属基板设置为高导热铝材料，壳体1采用高导热铝材料作为主要散热部件，具有高效热传导、保证灯具工作在最佳的温度范围、保证灯具性能稳定可靠；同时壳体1采用整体密封的结构，达到防水的作用，可通过IP54/IP64不同等级和雨淋测试。壳体1的顶部安装有可调节吊挂链，可让灯具悬挂在大棚顶部，同时可调节式吊挂链的使用使得灯具便于安装和拆卸。

壳体1的内侧下端排列安装有全光谱植物生长LED灯2，并在全光谱植物生长LED灯2外套装有透明的灯罩9，对全光谱植物生长LED灯2起到保护的作用。

壳体1内置有监控单元4，包括湿度传感器402、光照度传感器401、温度传感器403和土壤检测仪404等。在壳体1外表面的侧上方开设有三个开口，三个开口内分别嵌装有湿度传感器402、光照度传感器401和温度传感器403，三个传感器的排列顺序为光照度传感器401、湿度传感器402、温度传感器403，由于壳体1内的控制终端3或全光谱植物生长LED灯2在长期工作后会产生热量，为了避免壳体1内的热量影响温度传感器403的检测，因此将温度传感器403安装在远离控制终端3和全光谱植物生长LED灯2的右侧上方。

与此同时，控制相邻的两个传感器不同步工作，其目的在于由于传感器工作时均有一定的检测范围，若多个传感器紧靠在一起，则传感器之间会相互干扰，因此为了减少传感器之间的干扰，在传感器以上述方式排列的情况下，控制三个传感器的工作顺序为首先让光照度传感器401和温度传感器403同步工作后再控制湿度传感器402工作，因为光照度传感器401和温度传感器403并非相邻的传感器，两者同时工作能减少两者在工作范围上的重合，进而减少两者之间的干扰；其次，由于温度严重地影响着一定空间内的湿度，温度每变化0.1℃，将产生0.5％RH的湿度变化(误差)，因此为了检测高精度的湿度数据，需要先对环境的温度进行检测，待温度检测数据处于平稳状态时，再控制位于光照度传感器401和温度传感器403之间的湿度传感器402开始检测，最后检测的湿度传感器402不仅不会受到相邻的光照度传感器401和温度传感器403的干扰，还能避免由于环境温度的不稳定导致湿度检测不精确的情况发生，进而提高三个传感器的检测精度。

生长灯具还连接有土壤检测仪404，土壤检测仪404与控制终端3电性连接，土壤检测仪404的探头405延伸到壳体1外；所述土壤检测仪404包括但不限于PH传感器、水分传感器和土壤温度传感器403。土壤温度传感器403用于检测土壤温度，其使用的有效温度范围在10～40℃，土壤温度传感器403通过探头405检测农作物根部土壤以测量农作物的生长、发育的土壤温度及浇水后土壤的温度变动情况。土壤水分传感器用于检测土壤中水分含量，便于及时和适量浇灌，其有效范围在10～70％。PH传感器用于检测土壤的酸碱度，土壤里含有许多有机酸、无机酸、碱以及盐类等物质，各种物质的含量不同，使土壤显示出不同的酸碱性。

上述的温度传感器403、光照度传感器401、温度传感器403、全光谱植物生长LED灯2和土壤检测仪404均与控制终端3电性连接，将所述控制终端3固定在壳体1内远离传感器的一侧的目的是为了避免控制终端3自身产生的热量影响温度传感器403的检测精度；控制终端3负责接收温度传感器403、光照度传感器401、温度传感器403和土壤检测仪404的检测数据，将检测数据通过ZigBee无线通信技术传送到服务器7中；由于ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术，主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用，因此为了降低耗能，本实施例的无线网络传送方式采用ZigBee无线通信技术。

此外，所述控制终端3还连接有存储单元5，用于存储接收到的调控信息、环境参数和土壤参数，便于人员追溯农作物生长过程中的全部检测数据。

为了让现场人员及时了解环境检测情况，在壳体1外表面还安装有液晶显示屏6，所述液晶显示屏6与控制终端3相连接，用于实时读取各种检测数据。

服务器7，负责接收控制终端3传送的检测数据，根据检测数据生成对应的控制信息反馈到控制终端3中，对控制终端3进行控制，从而实现全光谱植物生长LED灯2工作参数的自动控制；其工作参数包括但不限于工作电压、电流、功率、光波长、光强、闪烁频率、光周期、R/B数值其中的一种或以上。

服务器7的工作原理如下：服务器7在植物光谱数据库基础上通过软件选择不同植物需要的光波长，采用固化程序或联机的形式，同时将所得到波长转化为控制信号分配到每一个控制终端3，从而实现对植物生长所需光环境的自动控制，促使其在最适宜的条件下高效发育。

服务器7与网络云端8相连接，每个灯具所检测的实时环境监控数据和过往检测数据均传送到网络云端8上供人员查阅，可对温度、湿度和植物生长环境进行实时监测和记录，同时农作物生长过程中的数据均可被追溯，随时可现场调阅所需的数据，使得食品安全和绿色环境得到保障，即服务器7联网后，人们可以在网络云端8在线查看农作物生长情况。此外，服务器7还负责接收来自服务器7和网络云端8的调控信号，对全光谱植物生长LED灯2的工作参数进行调节，实现对全光谱植物生长LED灯2的远程调控。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种遥控可追溯的全光谱植物生长灯具，其特征在于，包括：

壳体，设置为由金属基板整体密封组成的框体结构，壳体的底部套装有灯罩；在壳体外表面的侧上方开设有三个开口，三个开口内嵌装有湿度传感器、光照度传感器和温度传感器，相邻的两个传感器不同步工作；

全光谱植物生长LED灯，排列安装在壳体的内侧下端；

土壤检测仪，与控制终端电性连接，土壤检测仪的探头延伸到壳体外；

控制终端，固定在壳体内远离传感器的一侧，与温度传感器、光照度传感器、温度传感器、全光谱植物生长LED灯和土壤检测仪电性连接；负责接收温度传感器、光照度传感器、温度传感器和土壤检测仪的检测数据，将检测数据通过无线网络传送到服务器中；

服务器，负责接收控制终端传送的检测数据，根据检测数据生成对应的控制信息反馈到控制终端实现全光谱植物生长LED灯工作参数的自动控制；服务器与网络云端相连接，将检测数据传送到网络云端进行远程监控；服务器还负责接收来自服务器和网络云端的调控信号，对全光谱植物生长LED灯的工作参数进行调节。

2.根据权利要求1所述的遥控可追溯的全光谱植物生长灯具，其特征在于，三个传感器的排列顺序为光照度传感器、湿度传感器、温度传感器。

3.根据权利要求2所述的遥控可追溯的全光谱植物生长灯具，其特征在于，三个传感器的工作顺序为光照度传感器和温度传感器预先同步工作后再控制湿度传感器工作。

4.根据权利要求1所述的遥控可追溯的全光谱植物生长灯具，其特征在于，所述土壤检测仪包括但不限于PH传感器、水分传感器和土壤温度传感器。

5.根据权利要求1所述的遥控可追溯的全光谱植物生长灯具，其特征在于，所述控制终端还连接有存储单元，用于存储接收到的调控信息、环境参数和土壤参数。

6.根据权利要求1所述的遥控可追溯的全光谱植物生长灯具，其特征在于，所述金属基板设置为导热铝板。

7.根据权利要求1所述的遥控可追溯的全光谱植物生长灯具，其特征在于，所述无线网络通过ZigBee无线通信技术实现。

8.根据权利要求1所述的遥控可追溯的全光谱植物生长灯具，其特征在于，所述全光谱植物生长LED灯的工作参数包括但不限于工作电压、电流、功率、光波长、光强、闪烁频率、光周期、R/B数值其中的一种或以上。

9.根据权利要求1所述的遥控可追溯的全光谱植物生长灯具，其特征在于，所述壳体的顶端连接有可调节吊挂链。

10.根据权利要求9所述的遥控可追溯的全光谱植物生长灯具，其特征在于，所述壳体外表面还安装有液晶显示屏，所述液晶显示屏与控制终端相连接，用于实时读取检测数据。

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