[發明專利]一種植物工廠自適應補光系統及方法

有效

• 申請號: 201310594866.5
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN103563685B
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 毛罕平;時志立;胡圣堯
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: A01G9/20
• 分類號: A01G9/20
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 盧霞

1.一種植物工廠自適應補光系統，其特征在于：所述的補光系統包括控制模塊和執行模塊；所述控制模塊由多個測距傳感器（11）和控制器組成；

所述執行模塊包括補光燈（1）、卷線器（2）、卷線軸（3）、步進電機（4）、蝸輪蝸桿傳動箱（5）、鋼繩（6）、滑輪組件（7）、軸承座（8）、栽培架（9）和栽培床（10）；固定在栽培架（9）上的步進電機（4）直接與蝸輪蝸桿傳動箱（5）的蝸桿聯接；卷線軸（3）一端聯接在蝸輪蝸桿傳動箱（5）上，另一端與固定在栽培架（9）上的軸承座（8）相連，卷線器（2）固結連接在卷線軸（3）上；兩根鋼繩（6）分別纏繞于一個卷線器（2）上且繞向相反，鋼繩（6）的一端繞過滑輪組件（7）后與補光燈（1）連接，鋼繩（6）的另一端連接卷線器（2）凹槽內；步進電機（4）通過蝸輪蝸桿傳動箱（5）驅動安裝在卷線軸（3）上卷線器（2）轉動，處于滑輪組件（7）與補光燈（1）之間的鋼繩（6）的長度隨之縮短或增長，從而使補光燈（1）上下移動；

所述多個測距傳感器（11）在縱向和橫向均勻分布安裝在補光燈（1）上；

所述執行模塊中的蝸輪蝸桿傳動箱（5）中的蝸輪蝸桿具有自鎖功能；

光照強度傳感器（13）安裝于L型支架（14）上，通過調節旋鈕（16）可調整L型支架（14）與支架基座（15）的相對位置，從而調節光照強度傳感器（13）與補光燈（1）之間的相對距離；

通過補光系統自動調節補光燈（1）與植物（12）之間的間距，補光系統通過測距傳感器（11）自動測量補光燈（1）與植物（12）之間的距離，比較后得出最小值，以最小值作為系統最后測量值；補光系統可比較補光燈（1）與植物（12）之間實測距離值與預設值的大小，若實測值小于預設范圍下限，系統驅動步進電機（4）正轉，帶動補光燈（1）上升，使間距變大；若實測值大于預設范圍上限，系統驅動步進電機（4）反轉，帶動補光燈（1）下降，使間距變??；補光系統高度預設范圍可通過控制器人工修改，以滿足所栽培植物的對生長空間的要求。

2.如權利要求1所述的一種植物工廠自適應補光系統的補光方法，其特征在于：通過補光系統自動調節補光燈（1）的光照強度，補光系統通過安裝在L型支架（14）上的光照強度傳感器（13）及拉線位移傳感器（17）分別測得光照強度傳感器（13）相應位置的光照強度及光照強度傳感器（13）與補光燈（1）的垂直距離，然后補光系統根據測量所得補光燈（1）與植物（12）之間的實測距離值及所測光照強度值和垂直距離值計算出植物冠層的光照強度，然后補光系統比較植物冠層的光照強度值與補光系統預設光照強度范圍；若大于補光系統預設光照強度范圍上限，則降低補光燈（1）的光照強度；若小于補光系統預設光照強度范圍下限，則升高補光燈（1）的光照強度；補光系統預設光照強度范圍可通過控制器人工修改，以滿足所栽培植物的光合作用需求。