一種大棚智能環保led補光系統及其補光方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于自動化農業植物補光技術領域，涉及一種LED補光系統，尤其是一種大棚智能環保LED補光系統及其補光方法。
【背景技術】
[0002]光照是影響植物生長的重要因子，植物利用光能將二氧化碳和水轉化為碳水化合物，光合作用是植物賴以生存的基礎。傳統的溫室大棚補光設備一般需要管理員去大棚實際操作，且具有盲目性，不能實現對溫室大棚內部光照自動強度自動識別、自動補光，也不能針對特定植物進行精確補光，而且人為判斷、控制大棚燈光，容易對電能造成浪費。
[0003]現階段我國大部分設施農業仍然依靠白熾燈、鹵鎢燈、高壓水銀燈、高壓鈉燈等作為光源對植物進行補光，這些傳統的補光技術存在光譜匹配不合理、光能利用率低、未考慮溫度等其他因素的影響，其耗能過高。而且不同波長的光線對于植物光合作用的影響是不同的，一般植物所需的光線波長在400?720nm左右，其中400?520nm(藍色)的光線以及610?720nm(紅色)對于光合作用貢獻。傳統的補光技術未考慮不同植物及植物不同生長階段需光量及光色的差異，造成補光不足、補光過度、補光不精確，能源浪費嚴重。
[0004]目前大棚補光系統中的供電系統一般仍是傳統的電網交流供電，綠色供電模式欠缺。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種大棚智能環保LED補光系統及其補光方法。
[0006]本發明的目的是通過以下技術方案來實現的:
[0007]這種大棚智能環保LED補光系統，包括遠程控制端、控制處理器、光照檢測模塊、LED補光模塊、太陽能光伏模塊以及供電模塊；所述遠程控制端通過無線通信方式與控制處理器相連；控制處理器與遠程控制端、供電模塊雙向連接；光照檢測模塊與控制處理器相連，將大棚環境光照強度檢測情況反饋給控制處理器；LED補光模塊根據控制處理器的指令開啟且調節LED燈組特定燈的亮度；太陽能光伏模塊與供電模塊連接；供電模塊與控制處理器、光照檢測模塊、LED補光模塊相連。
[0008]上述的遠程控制端是電腦。
[0009]上述LED補光模塊包括三種顏色補光模塊，分別為由10個中心波長為450nm的窄帶藍光LED燈組成的藍光模塊、由10個中心波長為660nm的窄帶紅光LED燈組成的紅光模塊、10個白光LED燈組成的白光模塊。
[0010]本發明公開了一種基于上述大棚智能環保LED補光系統的補光方法:所述的光照檢測模塊將檢測大棚內光照情況反饋給控制處理器，控制處理器將光照信息反饋給遠程控制端，遠程控制端經過綜合數據分析給出控制指令，通過控制處理器傳遞到供電控制器，供電控制器根據實際供電情況經過分析，驅動對應顏色燈模塊，且直接控制對應的PWM調光器調節燈組亮度。
[0011]上述的遠程控制端包括各種植物生長光照數據庫，管理員根據大棚實際種植的植物從此數據庫中選出該植物，即可設置好該植物不同生長階段所需光照類別及其強度，電腦再根據控制處理器反饋的情況進行數據分析、融合，給出LED補光模塊所需調節信息。
[0012]本發明具有以下有益效果:
[0013]本發明充分考慮了不同波長光線對不同植物生長的不同階段的影響，實現了遠程控制端智能數據分析、融合，進而實現大棚智能化、自適應精確補光，同時采用太陽能供電作為主要供電方式，采用綠色照明光源LED燈作為補光燈，既實現節能環保，又降低了能耗，保證了大棚內作物均勻光照，提高了作物產量，解決了如今技術中光照不均勻導致的生長不一致的問題。另外，通過調節光照，可人為加快晝夜回圈，使植物生長速度遠高于室外田地栽培的植物生長速度。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明的原理框圖；
[0015]圖2為本發明的供電模塊及補光模塊原理圖。
[0016]其中圖2中虛線部分分別為:1太陽能供電，2外充式蓄電池組供電，3外接市電交流供電。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本發明做進一步詳細描述:
[0018]如圖1:本發明的大棚智能環保LED補光系統，包括遠程控制端、控制處理器、光照檢測模塊、LED補光模塊、太陽能光伏模塊、供電模塊。所述的遠程控制端通過無線通信方式與控制處理器相連；控制處理器與遠程控制端、供電模塊雙向連接；光照檢測模塊與控制處理器相連，將大棚環境光照強度檢測情況反饋給控制處理器；LED補光模塊根據控制處理器的指令開啟且調節LED燈組特定燈的亮度；太陽能光伏模塊與供電模塊，為其提供能量；供電模塊包含多種供電模式，與控制處理器、光照檢測模塊、LED補光模塊相連，為其供電，保證其正常工作。所述的遠程控制端是基于電腦的遠程控制端，包括各種植物生長光照數據庫，管理員根據大棚實際種植的植物從此數據庫中選出該植物，即可設置好該植物不同生長階段所需光照類別及其強度，電腦再根據控制處理器反饋的情況進行數據分析、融合，給出LED補光模塊所需調節信息。
[0019]如圖2所示:供電模塊包括太陽能供電1、外充式蓄電池組供電2、外接市電交流3供電三種供電模式，以第一種供電模式為主，且前兩種模式均帶低電量報警電路，供電控制器根據實際情況自動切換選擇，切換順序依照序號順序，實現了節能供電為主的自動、可靠供電。所述LED補光模塊包括三種顏色補光模塊，分別為由10個中心波長為450nm的窄帶藍光LED燈組成的藍光模塊、由10個中心波長為660nm的窄帶紅光LED燈組成的紅光模塊、10個白光LED燈組成的白光模塊。
[0020]本發明的補光方法為:光照檢測模塊將檢測大棚內光照情況反饋給控制處理器，控制處理器將光照信息反饋給遠程控制端，遠程控制端經過綜合數據分析給出控制指令，通過控制處理器傳遞到供電控制器，供電控制器根據實際供電情況經過分析，驅動對應顏色燈模塊，且直接控制對應的PWM調光器調節燈組亮度。
[0021]綜上所述，本發明利用現有計算機軟件控制技術、無線傳輸技術、太陽能發電技術、LED燈PWM調光等技術，充分考慮了不同波長光線對不同植物生長的不同階段的影響，實現了遠程控制端智能數據分析、融合，進而實現大棚智能化、自適應精確補光，同時采用太陽能供電作為主要供電方式，采用綠色照明光源LED燈作為補光燈，既實現節能環保，又降低了能耗，保證了大棚內作物均勻光照，提高了作物產量，解決了如今技術中光照不均勻導致的生長不一致的問題。另外，通過調節光照，可人為加快晝夜回圈，使植物生長速度遠高于室外田地栽培的植物生長速度。
[0022]以上所述，對于本領域的普通技術人員來說，可以根據本發明的技術方案和技術構思作出其他各種相應的改變和變形，而所有這些改變和變形都應屬于本發明權利要求的保護范圍。
【主權項】
1.一種大棚智能環保LED補光系統，其特征在于，包括遠程控制端、控制處理器、光照檢測模塊、LED補光模塊、太陽能光伏模塊以及供電模塊；所述遠程控制端通過無線通信方式與控制處理器相連；控制處理器與遠程控制端、供電模塊雙向連接；光照檢測模塊與控制處理器相連，將大棚環境光照強度檢測情況反饋給控制處理器；LED補光模塊根據控制處理器的指令開啟且調節LED燈組特定燈的亮度；太陽能光伏模塊與供電模塊連接；供電模塊與控制處理器、光照檢測模塊、LED補光模塊相連。
2.根據權利要求1所述的大棚智能環保LED補光系統，其特征在于，所述的遠程控制端是電腦。
3.根據權利要求1所述的大棚智能環保LED補光系統，其特征在于，所述LED補光模塊包括三種顏色補光模塊，分別為由10個中心波長為450nm的窄帶藍光LED燈組成的藍光模塊、由10個中心波長為660nm的窄帶紅光LED燈組成的紅光模塊、10個白光LED燈組成的白光模塊。
4.一種基于權利要求1-3任意一項所述大棚智能環保LED補光系統的補光方法，其特征在于，所述的光照檢測模塊將檢測大棚內光照情況反饋給控制處理器，控制處理器將光照信息反饋給遠程控制端，遠程控制端經過綜合數據分析給出控制指令，通過控制處理器傳遞到供電控制器，供電控制器根據實際供電情況經過分析，驅動對應顏色燈模塊，且直接控制對應的PWM調光器調節燈組亮度。
5.根據權利要求4所述的補光方法，其特征在于，所述的遠程控制端包括各種植物生長光照數據庫，管理員根據大棚實際種植的植物從此數據庫中選出該植物，即可設置好該植物不同生長階段所需光照類別及其強度，電腦再根據控制處理器反饋的情況進行數據分析、融合，給出LED補光模塊所需調節信息。
【專利摘要】本發明公開了一種大棚智能環保LED補光系統及其補光方法，該系統遠程控制端通過無線通信方式與控制處理器相連；控制處理器與遠程控制端、供電模塊雙向連接；光照檢測模塊與控制處理器相連；LED補光模塊根據控制處理器的指令開啟且調節LED燈組特定燈的亮度；太陽能光伏模塊與供電模塊連接；供電模塊與控制處理器、光照檢測模塊、LED補光模塊相連。本發明考慮了不同波長光線對不同植物生長的不同階段的影響，實現大棚智能化、自適應精確補光，同時采用太陽能供電作為主要供電方式，采用綠色照明光源LED燈作為補光燈，既實現節能環保，又降低了能耗，保證了大棚內作物均勻光照，提高了作物產量，解決了如今技術中光照不均勻導致的生長不一致的問題。
【IPC分類】A01G7-04, H05B37-02
【公開號】CN104780693
【申請號】CN201510209533
【發明人】史永勝, 趙會平, 高丹陽, 寧青菊
【申請人】陜西科技大學
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年4月28日