[發明專利]基于生長模型的設施番茄補光調控方法與系統

有效

• 申請號: 201410210032.4
• 申請日: 2014-05-16
• 公開（公告）號: CN103987170A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 張海輝;胡瑾;梁巖;代建國;劉翔;陶彥容
• 申請（專利權）人: 西北農林科技大學
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02;A01G7/04
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 段俊濤

1.一種基于生長模型的設施番茄補光調控方法，其特征在于，包括如下步驟：

選取番茄幼苗期、開花期以及結果期三個生長階段，測量不同溫度、二氧化碳濃度及光照強度下的番茄葉片凈光合速率，得到不同溫度、二氧化碳濃度條件下對應的光飽和點，建立番茄最優光飽和點模型；

實時監測番茄生長環境中的溫度、二氧化碳濃度及光照強度，根據番茄當前所處的生長階段，結合番茄最優光飽和點模型判斷當前光照強度是否在當前溫度和二氧化碳濃度所對應的光飽和點，如不是，則利用LED光源進行補光直至達到光飽和點。

2.根據權利要求1所述的基于生長模型的設施番茄補光調控方法，其特征在于，在建立模型時，選取不同的番茄品種，最終建立不同品種的最優光飽和點模型，從而實現不同品種的精確補光。

3.根據權利要求1所述的基于生長模型的設施番茄補光調控方法，其特征在于，在利用LED光源進行補光之前，計算當前光照強度與相應的光飽和點差值得到需補光強值，然后利用PWM信號控制方式控制精確補光。

4.一種基于生長模型的設施番茄補光調控系統，其特征在于，包括：

監測模塊，由溫度檢測系統、光照強度檢測系統和二氧化碳濃度檢測系統組成；

智能調光控制模塊，包括數據庫和處理器，其中，所述數據庫中存儲有番茄最優光飽和點模型，所述模型是通過選取番茄幼苗期、開花期以及結果期三個生長階段，測量不同溫度、二氧化碳濃度及光照強度下的番茄葉片凈光合速率，獲取不同溫度、二氧化碳濃度條件下對應的光飽和點，然后建立得到；所述處理器接收監測模塊發送的數據，然后調用數據庫中的模型，根根據番茄當前所處的生長階段，判斷當前光照強度是否在當前溫度和二氧化碳濃度所對應的光飽和點，如不是，則向補光模塊發出補光控制指令；

補光模塊，采用陣列式LED光源，接收智能調光控制模塊發送的補光控制指令開啟補光；

通信模塊，采用485總線結構，從監測模塊向智能調光控制模塊傳輸監測數據，從智能調光控制模塊向補光模塊發送補光控制指令。

5.根據權利要求4所述的基于生長模型的設施番茄補光調控系統，其特征在于，所述溫度檢測系統主要由熱敏電阻構成，采集溫度；光照強度檢測系統通過光照傳感器采集光照強度；二氧化碳濃度檢測系統由二氧化碳傳感器模組組成，采集二氧化碳濃度。

6.根據權利要求4所述的基于生長模型的設施番茄補光調控系統，其特征在于，所述補光模塊的LED光源由PWM信號驅動電路控制，所述智能調光控制模塊中，處理器計算當前光照強度與相應的光飽和點差值得到需補光強值，然后輸出多路PWM信號控制打開LED光源并調整相應亮度實現定量精確補光。

7.根據權利要求4所述的基于生長模型的設施番茄補光調控系統，其特征在于，在智能調光控制模塊中設定有定時模塊和閾值數據，定時模塊用于控制系統的開關時間；閾值數據包括溫度閾值、光照強度閾值和二氧化碳濃度閾值，當當前溫度在溫度閾值范圍內時，才監測當前二氧化碳濃度，當當前二氧化碳濃度在二氧化碳濃度閾值范圍內時，才監測當前光照強度。

8.根據權利要求4所述的基于生長模型的設施番茄補光調控方法，其特征在于，在建立番茄最優光飽和點模型時，選取不同的番茄品種，最終建立不同品種的最優光飽和點模型。