一種立體化種植的陽光分配系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于植物大棚種植領域，涉及光纖導光系統，具體涉及一種立體化種植的陽光分配系統。
【背景技術】
[0002]目前，國內部分企業提出利用光導管將戶外陽光引入室內用于照明，采用光導管傳導陽光，該技術廣泛應用于家居、軍事和采礦業等領域。此外，一些研宄者提出將導光技術用于植物生長的設想，主要針對單株植物的生長照射，如房間里的盆栽等，但尚未出現相應的具體商用產品和實施方案。國外對立體化種植的陽光分配系統的研宄與應用也不多。
[0003]陽光自動跟蹤技術的發展，促進陽光實時追蹤技術的進步，提高了光纖導光系統對太陽光的利用率。其中透鏡等裝置是光纖導光系統中的重要組成部分，國內外對透鏡技術研宄和制造水平近年來顯著提高，成本也隨之降低。基于溫室大棚的智能化，對溫度、濕度等調節功能均較為完善，然而在光照強度的調節方面，一般仍然采用以下四種方法:(I)改善設施的透光率；(2)遮光；(3)采用反光幕；(4)人工補光。這些傳統的采光方式都大大降低了太陽能的利用率。

【發明內容】

[0004]本實用新型的目的是針對溫室大棚立體種植的采光問題，提供一種立體化種植的陽光分配系統，將太陽光引進大棚內搭建的多層種植架結構中，增加可種植面積；采用光電法自動追蹤系統，菲涅爾透鏡組聚光，經耦合，通過光導纖維的傳導，輸入漫射器，散射后，對植物進行光照，具有自動追蹤太陽光和光譜波段的可調節功能。
[0005]本實用新型采用下述技術方案:
[0006]本實用新型包括太陽能自動追蹤器、菲涅爾透鏡組、漫射器、太陽能電池板和燈光組；所述的太陽能電池板給燈光組供電；所述的太陽能自動追蹤器包括光電檢測裝置、機械裝置、中心處理器和檢測電路。所述的機械裝置包括第一電機、第二電機、第一蝸輪、第一蝸桿、傳動軸、第二蝸桿和第二蝸輪；所述第一電機和第二電機的電源輸入端均連接中心處理器的電源輸出端；第一電機的輸出軸與第一蝸桿通過聯軸器連接，第一蝸輪固定在傳動軸的一端，并與第一蝸桿嚙合；傳動軸的另一端與太陽能接收板沿水平軸鉸接；第二電機的底座通過支架固定在傳動軸上；第二電機的輸出軸與第二蝸桿通過聯軸器連接，第二蝸輪與太陽能接收板固定，并與第二蝸桿嚙合；第二蝸輪的轉軸與太陽能接收板的鉸接軸同軸設置。所述的菲涅爾透鏡組包括固定在太陽能接收板上的多個菲涅爾透鏡；光電檢測裝置與菲涅爾透鏡組垂直設置，且底部固定在菲涅爾透鏡組的中心處；每個菲涅爾透鏡的一個焦點與一束光纖束的輸入端耦合；所述的光電檢測裝置為柱形，開設有光接收孔，且內部固定設有主光敏二極管、第一輔光敏二極管、第二輔光敏二極管、第三輔光敏二極管和第四輔光敏二極管；主光敏二極管設置在光接收孔正下方，第一輔光敏二極管、第二輔光敏二極管、第三輔光敏二極管和第四輔光敏二極管以主光敏二極管為圓心沿圓周均布設置；主光敏二極管、第一輔光敏二極管、第二輔光敏二極管、第三輔光敏二極管和第四輔光敏二極管的信號輸出端均通過檢測電路與中心處理器連接；多塊光纖安裝板分別固定在種植架的一塊隔板底部；每塊光纖安裝板的底部與一個漫射器固定；光纖安裝板的數量與菲涅爾透鏡的數量相等，每束光纖束與一塊光纖安裝板連接；光纖束包括多根光纖，每根光纖的輸出端固定在對應光纖安裝板的一個光纖孔內，并對準對應的漫射器。所述的中心處理器與燈光組連接，燈光組均分為多組，組數與菲涅爾透鏡的數量相等；每組燈光組與一塊光纖安裝板連接；每組的一個燈光設置在對應光纖安裝板的一個光纖孔內。
[0007]所述的中心處理器采用AT89C51單片機。
[0008]本實用新型的有益效果:
[0009]1、本實用新型利用光纖具有透光性高、損耗率低、柔韌性好和安裝方便的特點，可以順利將光線傳導至有光照需求的位置。
[0010]2、本實用新型通過漫射器有效地將太陽光還原，并均勻地將光線分布到所需位置，如有其它光線要求，可通過調節不同漫射器實現。
[0011]3、本實用新型的光纖束與菲涅爾透鏡組形成分光裝置，通過調節光纖束的輸入端口到菲涅爾透鏡的中心距離，實現了不同波段光譜的傳導。
[0012]4、本實用新型的太陽能接收板能夠沿水平軸和豎直軸轉動，從而實現光電檢測裝置對太陽光的全方位自動追蹤；菲涅爾透鏡組與光電檢測裝置垂直設置，使陽光總趨于垂直入射，增加太陽能的利用率。
[0013]5、本實用新型針對種植架種植的各層植物分別安裝漫射器漫射光線，將光均勻分布到各株植物上，可以解決立體化種植的太陽光采光問題，實現立體種植的充足采光。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的整體結構示意圖；
[0015]圖2-1為本實用新型中光電檢測裝置的結構立體圖；
[0016]圖2-2為本實用新型中主光敏二極管、第一輔光敏二極管、第二輔光敏二極管、第三輔光敏二極管和第四輔光敏二極管的分布圖；
[0017]圖3為本實用新型的光纖安裝板和漫射器在種植架上的安裝位置示意圖；
[0018]圖4為本實用新型中光纖安裝板的結構立體圖；
[0019]圖5為本實用新型中漫射器的結構立體圖；
[0020]圖6為本實用新型判斷天氣情況的工作流程框圖；
[0021]圖7為本實用新型的控制流程圖；
[0022]圖8為本實用新型的功能原理框圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖及實施例對本實用新型進行進一步描述。
[0024]如圖1、2-1、2-2、3、4、5和7所示，一種立體化種植的陽光分配系統，包括太陽能自動追蹤器1、菲涅爾透鏡組2、漫射器3、太陽能電池板10和燈光組11 ;太陽能電池板10給燈光組11供電；太陽能自動追蹤器I包括光電檢測裝置4、機械裝置、中心處理器和檢測電路；中心處理器采用AT89C51單片機。機械裝置包括第一電機5-1、第二電機5-2、第一蝸輪5-3、第一蝸桿5-4、傳動軸5-5、第二蝸桿5-6和第二蝸輪5_7 ;第一電機5_1和第二電機5-2的電源輸入端均連接中心處理器的電源輸出端；第一電機5-1的輸出軸與第一蝸桿5-4通過聯軸器連接，第一蝸輪5-3固定在傳動軸5-5的一端，并與第一蝸桿5-4嗤合；傳動軸5-5的另一端與太陽能接收板6沿水平軸鉸接；第二電機5-2的底座通過支架固定在傳動軸5-5上；第二電機5-2的輸出軸與第二蝸桿5-6通過聯軸器連接，第二蝸輪5-7與太陽能接收板6固定，并與第二蝸桿5-6嚙合；第二蝸輪5-7的轉軸與太陽能接收板6的鉸接軸同軸設置。菲涅爾透鏡組2包括固定在太陽能接收板6上的五個菲涅爾透鏡；光電檢測裝置4與菲涅爾透鏡組2垂直設置，且底部固定在菲涅爾透鏡組2的中心處；每個菲涅爾透鏡的一個焦點與一束光纖束9的輸入端耦合；光纖束9與菲涅爾透鏡組2形成分光裝置，通過調節光纖束9的輸入端口到菲涅爾透鏡的中心距離，實現不同波段光譜的傳導。光電檢測裝置4為柱形，開設有光接收孔4-1，