CN211607483U - 一种基于太阳能的种植大棚智能补光系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于太阳能的种植大棚智能补光系统，日照充足时，植物在获得充足光照的同时，利用光伏电池板和控制芯片对蓄电池进行充电，在夜间或阴雨天等弱光照时，通过蓄电池和控制芯片对植物进行补光，以满足植物正常生长光照需求；在连续阴雨天，光伏电池板和蓄电池都不能供电情况下，通过应急供电设备进行应急供电，进一步保证植物正常生长；通过升降控制器控制LED灯与植物之间距离；采用光照控制器在夜间定时光照，解放人力；通过光照控制器内的光强感应器，以感应种植大棚内环境的光照强度，控制LED灯的光照强度，避免电能的浪费；本技术方案的结构简单，便于安装操作，安全可靠，光照智能，能量浪费少，具有良好的市场前景。

Description

一种基于太阳能的种植大棚智能补光系统

技术领域

本实用新型涉及种植领域，具体是一种基于太阳能的种植大棚智能补光系统。

背景技术

近些年来，光质对植物生长与形态的影响已经越来越多地被人重视和研究，植物的生长发育需要光照，通常依赖太阳光，但蔬菜、花卉等其他经济作物的工厂化生产、组织培养及试管苗的繁殖等还需人造光源进行补充光照，晚秋、冬、春季节，光照时间较短时，植物生长严重缺光，作物不能正常生长，如连遇阴天、雾天、雨雪天，对作物的生长更会带来严重的影响，因此，采用人工光源在棚室内直接给作物补光是促进植物生长的有效途径，利用科学有效的植物补光方法提高农产品的产量是解决农业现状的一个有效途径，但目前人工补光只能在有限范围内实施，不能很好地扩展，而且都是单独采用市政供电，不仅浪费资源，而且管理起来十分不便。

光照对植物的生长发育具有一定的影响。对植物进行补充光照激发植物光合作用的潜力，从而能够提高果树、农作物的生产效益。近年来，我国大棚种植面积不断扩大，广泛应于果树栽培、农作物种植等。光照对植物生长、开花和结果有重要的影响，光质对果树形态建成及果实品质的发育具有重要的调控作用，在适宜温度下通过人工补光可以促使植物秋正常花芽分化。然而，直接采用传统能源成本过高，且有悖于国家节能减排的号召。另外，不同类型植物在不同季节的最适宜光照强度、光照时间和光照距离都有不同，因此，需要提供一种根据不同植物需要的且可智能调节光照强度、光照时间和光照距离的补光装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中种植大棚季节不同光照时间不同及种植大棚一天内昼夜时段光照强度不同，导致农作物生长均势不同的缺点，而提出的一种种植大棚用智能补光系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用了一种基于太阳能的种植大棚智能补光系统，包括：

位于种植大棚内的植物；

位于种植大棚内大棚横梁上的多盏LED灯，该LED灯包括红光LED灯、蓝光LED灯和自然光LED灯；

用于控制LED灯与植物之间距离的多个升降控制器和多个升降执行器，升降执行器执行升降控制器的升降信号；

用于控制LED灯工作状态的太阳能电板供电设备，该太阳能电板供电设备通过电源线与每个升降控制器、每个升降执行器和每盏LED灯连接；

用于稳定太阳能板供电设备输出电压的电压控制器，包括稳压器和变压器，该电压控制器的输入端与太阳能板供电设备输出端电连接；采用电压控制器可使太阳能供电设备稳定运行，使植物的光照时间更为持续，光照强度更为平稳。

与太阳能电板供电设备连接的蓄电池，该蓄电池对太阳能电板供电设备进行供电补充，也可以储存太阳能电板供电设备多余的电量；

太阳能电板供电设备包括光伏电池板和控制芯片，光伏电池板、蓄电池和电压控制器分别与控制芯片连接；光伏电池板可通过控制芯片和电压控制器将电能提供给升降控制器、升降执行器、距离感应器、LED灯和光照控制器；在光照充足时，光伏电池板也可通过控制芯片将多余电能提供给蓄电池进行充电；在光照不足时，蓄电池也可通过控制芯片给将电能直接提供给升降控制器、升降执行器、LED灯和光照控制器；

用于控制LED灯工作时间的光照控制器，该光照控制器和每盏LED灯连接；

光照控制器内还设有光强感应器，以感应种植大棚内环境的光照强度，提供所需LED灯光照强度信号至光照控制器。

本实用新型提供的基于太阳能的种植大棚智能补光系统，可根据不同植物在不同昼夜时段和不同季节采用不同的LED灯类型、不同的LED灯工作时间及不同的LED灯与植物距离，对植物进行不间断的光照和不同光照强度、光照类型的光照，充分激发植物光合作用的潜力；另外，当白天太阳光照射进种植大棚内，可同时对光伏电池板进行照射，进而对蓄电池进行充电，在太阳光较弱时，蓄电池也可通过控制芯片驱动LED灯对植物进行补充光照，具有较好的节能减排作用。

具体地，升降执行器包括安装在升降执行器内部的转向滑轮，该转向滑轮上设有绳索，绳索一端与升降执行器本体连接，另一端与大棚横梁连接。通过转向滑轮可控制升降执行器在绳索上滑行，进而带动与升降执行器连接的LED灯移动，从而调整LED灯与植物的距离。

具体地，包括用于检测LED灯与植物之间距离的距离传感器，该距离传感器安装在LED灯上。

特别地，距离传感器可通过内部元件发送距离信号给升降控制器，升降控制器把距离信号处理成升降信号并发送给升降执行器，使升降执行器带动LED灯移动。

具体地，太阳能电板供电设备通过电压控制器与光照控制器、升降控制器、升降执行器、距离感应器、LED灯连接。

特别地，还设有与电压控制器连接的应急供电设备，以应对光伏电池板和蓄电池都不能提供电能的场景。

与现有技术相比，本实用新型通过上述技术方案，在日照充足时，植物在获得充足光照的同时，利用光伏电池板和控制芯片对蓄电池进行充电，在夜间或阴雨天等弱光照时，通过蓄电池和控制芯片对植物进行补光，以满足植物正常生长光照需求；在连续阴雨天，光伏电池板和蓄电池都不能供电情况下，通过应急供电设备进行应急供电，进一步保证植物正常生长；通过升降控制器控制LED灯与植物之间距离；采用光照控制器在夜间定时光照，解放人力；通过光照控制器内的光强感应器，以感应种植大棚内环境的光照强度，控制LED灯的光照强度，避免电能的浪费；本技术方案的结构简单，便于安装操作，安全可靠，光照智能，能量浪费少，具有良好的市场前景。

附图说明

图1是本实用新型的种植大棚智能补光系统结构示意图。

其中，1、种植大棚，2、大棚横梁，3、电线槽，4、绳索，5、升降执行器，6、LED灯，7、距离传感器，8、LED灯连接线，9、植物，10、电源线，11、升降控制器，12、光照控制器，13、电压控制器，14、太阳能板供电设备，15、蓄电池，16、应急供电设备。

具体实施方式

为了进一步理解本实用新型，下面结合实施例对本实用新型优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本实用新型的特征和优点，而不是对本实用新型权利要求的限制。

实施例一

一种基于太阳能的种植大棚智能补充系统，如图1所示，种植大棚1内安装有大棚横梁2，电线槽3安装于大棚横梁2下方，电源线10安装在电线槽3内部，LED灯连接线8一端与LED灯6相连接，LED灯连接线8的另一端与升降执行器5相连接，LED灯6位于植物9上方，升降控制器11通过电源线10与升降执行器5相连接，光照控制器12通过电源线10与每盏LED灯6相连接并控制LED灯6，LED灯6上安装有距离传感器7，升降执行器5上有绳索4，绳索4一端与升降执行器5本体连接，绳索4另一端固定在大棚横梁2上。

种植大棚1外面设有太阳能板供电设备14，太阳能板供电设备14包括光伏电池板(附图未释出)和控制芯片(附图未释出)，光伏电池板、蓄电池15和电压控制器13分别与控制芯片连接；光伏电池板可通过控制芯片和电压控制器13将电能提供给升降控制器11、升降执行器5、距离感应器7、LED灯6和光照控制器12；在光照充足时，光伏电池板也可通过控制芯片将多余电能提供给蓄电池15进行充电；在光照不足时，蓄电池15也可通过控制芯片给将电能直接提供给升降控制器11、升降执行器5、距离感应器7、LED灯6和光照控制器12。

电压控制器13与电线槽3连接，其中，电压控制器13包括稳压器(附图未释出)和变压器(附图未释出)，该电压控制器13的输入端与太阳能板供电设备14输出端电连接；采用电压控制器13可使太阳能板供电设备14稳定运行，使植物的光照时间更为持续，光照强度更为平稳。电压控制器13还连接有应急供电设备16，应急供电设备16为市政用电，以应对光伏电池板和蓄电池15都不能提供电能的场景。

光照控制器12内还设有光强感应器(附图未释出)，以感应种植大棚内环境的光照强度，提供所需LED灯6光照强度信号至光照控制器12；当光照强度足够时，光照控制器12控制LED灯6不进行照明，当光照强度不够时，光照控制器12控制LED灯6进行照明，照明强度可根据大棚内的光照强度自动调节。

太阳能电板供电设备14通过电压控制器13与光照控制器12、升降控制器11、升降执行器5、LED灯6、距离感应器7连接。

实施例二

一种基于太阳能的种植大棚智能补光方法，包括如下步骤：

步骤一：每天白天，光伏电池板将光能转换为电能，储藏电能并在夜间输出电能。

步骤二：通过距离传感器7采集LED灯6与植物最上面的距离，当检测距离为正常时，则执行步骤三，否则通过升降控制器11调整LED灯6的高度。

步骤三：通过光照控制器12每天夜间智能定时开启LED灯，光照一定时间后定时关灯；通过光强感应器以感应种植大棚内环境的光照强度，当光照强度足够时，光照控制器12控制LED灯6不进行照明，当光照强度不够时，光照控制器12控制LED灯6进行照明，照明强度可根据大棚内的光照强度自动调节。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。

凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种基于太阳能的种植大棚智能补光系统，包括：

位于种植大棚内的植物；

位于种植大棚内大棚横梁上的多盏LED灯，该LED灯包括红光LED灯、蓝光LED灯和自然光LED灯；

用于控制LED灯与植物之间距离的多个升降控制器和多个升降执行器，升降执行器执行升降控制器的升降信号；

用于控制LED灯工作状态的太阳能电板供电设备，该太阳能电板供电设备通过电源线与每个升降控制器、每个升降执行器和每盏LED灯连接；

用于稳定太阳能板供电设备输出电压的电压控制器，包括稳压器和变压器，该电压控制器的输入端与太阳能板供电设备输出端电连接；

与太阳能电板供电设备连接的蓄电池，该蓄电池对太阳能电板供电设备进行供电补充，储存太阳能电板供电设备多余的电量；

太阳能电板供电设备包括光伏电池板和控制芯片，光伏电池板、蓄电池和电压控制器分别与控制芯片连接；光伏电池板可通过控制芯片和电压控制器将电能提供给升降控制器、升降执行器、LED灯和光照控制器；

用于控制LED灯工作时间的光照控制器，该光照控制器和每盏LED灯连接；

光照控制器内还设有光强感应器，以感应种植大棚内环境的光照强度，提供所需LED灯光照强度信号至光照控制器。

2.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的种植大棚智能补光系统，其特征在于，所述升降执行器包括安装在升降执行器内部的转向滑轮，该转向滑轮上设有绳索，绳索一端与升降执行器本体连接，另一端与大棚横梁连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的种植大棚智能补光系统，其特征在于，包括用于检测LED灯与植物之间距离的距离传感器，该距离传感器安装在LED灯上。

4.根据权利要求3所述的一种基于太阳能的种植大棚智能补光系统，其特征在于，所述距离传感器可通过内部元件发送距离信号给升降控制器。

5.根据权利要求3所述的一种基于太阳能的种植大棚智能补光系统，其特征在于，所述太阳能电板供电设备通过电压控制器与光照控制器、升降控制器、升降执行器、距离感应器、LED灯连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的种植大棚智能补光系统，其特征在于，所述电压控制器还连接有应急供电设备，以应对光伏电池板和蓄电池都不能提供电能的场景。