[發明專利]一種應用多色LED的智能型植物工廠的光照控制系統和方法

在審

• 申請號: 201410588304.4
• 申請日: 2014-10-28
• 公開（公告）號: CN104302062A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 劉文;劉路青;邵歡歡;許立新;姚培軍;張智森;錢大憨
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學先進技術研究院
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02;A01G9/20
• 代理公司: 合肥市長遠專利代理事務所(普通合伙) 34119
• 代理人: 程篤慶;黃樂瑜

1.一種應用多色LED的智能型植物工廠的光照控制系統，其特征在于，包括：多種光色LED植物燈、光功率探測裝置、光照控制裝置、植物燈控制電路；

光功率探測裝置與光照控制裝置連接，光照控制裝置與植物燈控制電路連接，植物燈控制電路與多種光色LED植物燈連接；

多種光色LED植物燈設置在植物工廠中為植物提供多種光色的光照；光功率探測裝置用于探測不同光色LED植物燈的發光功率；光照控制裝置用于根據多種光色LED植物燈的發光功率比例和預設的參考發光功率比例進行計算并發出光照控制信號，其中參考發光功率比例是根據植物在不同生長階段的光照需求而確定的；植物燈控制電路根據光照控制信號控制不同光色LED植物燈的發光功率，使得多種光色LED植物燈的發光功率比例與參考發光功率比例相匹配，以滿足植物不同生長階段的光照需求。

2.根據權利要求1所述的應用多色LED的智能型植物工廠的光照控制系統，其特征在于，所述植物燈控制電路根據光照控制信號控制多種光色LED植物燈的發光功率包括：植物燈控制電路通過控制每種光色LED植物燈的開燈數量，和/或，控制每種光色LED植物燈的供電電壓或者供電電流來控制多種光色LED植物燈的發光功率。

3.根據權利要求1或2所述的應用多色LED的智能型植物工廠的光照控制系統，其特征在于，多種光色LED植物燈包括紅光燈和藍光燈，光功率探測裝置包括紅光功率探測裝置和藍光功率探測裝置，紅光功率探測裝置用于探測紅光燈的發光功率，藍光功率探測裝置用于探測藍光燈的發光功率。

4.根據權利要求3所述的應用多色LED的智能型植物工廠的光照控制系統，其特征在于，紅光燈和藍光燈的數量比例為4-6：1，優選為5:1；優選地，植物不同生長階段的光照需求比例不同，紅光和藍光的光功率比例在10-2：1。

5.根據權利要求3所述的應用多色LED的智能型植物工廠的光照控制系統，其特征在于，多種光色LED植物燈還包括紅外燈和/或紫外燈，光功率探測裝置還包括紅外光功率探測裝置和紫外光功率探測裝置，紅外光功率探測裝置用于探測紅外燈的發光功率，紫外光功率探測裝置用于探測紫外燈的發光功率。

6.根據權利要求1-5中任一項所述的應用多色LED的智能型植物工廠的光照控制系統，其特征在于，光功率探測裝置包括光功率探測模塊，光功率探測模塊包括晶硅光伏芯片和覆蓋在晶硅光伏芯片表面的鍍有帶通濾波膜的玻璃底片，帶通濾波膜由多層干涉膜組成，帶通濾波膜只允許具有預定波長范圍的光透過；優選地，在一個光功率探測裝置上設有一個光功率探測模塊，一個光功率探測裝置可以探測一種光色LED植物燈的發光功率；優選地，在一個光功率探測裝置上集成多個光功率探測模塊，多個光功率探測模塊的帶通濾波膜允許透過的光的波長范圍不同，一個光功率探測裝置可以探測多種光色LED植物燈的發光功率；優選地，光功率探測裝置還包括信號放大電路和A/D轉換電路，光功率探測模塊與信號放大電路連接，信號放大電路用于對探測到的信號進行放大處理，信號放大電路與A/D轉換電路連接，A/D轉換電路用于對經過放大的信號進行A/D轉換成數字信號。

7.根據權利要求1-6中任一項所述的應用多色LED的智能型植物工廠的光照控制系統，其特征在于，在植物的植株之間和/或葉片之間設置多個光功率探測裝置對不同光色LED植物燈的發光功率進行探測；優選地，光照控制裝置可以根據多個光功率探測裝置的探測結果計算植物工廠的空間環境中不同光色LED植物燈的發光功率的均勻性。

8.根據權利要求1-7中任一項所述的應用多色LED的智能型植物工廠的光照控制系統，其特征在于，光照控制裝置還可以根據多種光色LED植物燈的發光功率比例和預定時間區間的植物生長情況進行分析并根據分析結果調整參考發光功率比例。

9.根據權利要求1-8中任一項所述的應用多色LED的智能型植物工廠的光照控制系統，其特征在于，參考發光功率比例是根據植物在不同生長階段中太陽光中多種光色的發光功率而確定的；優選地，參考發光功率比例是根據植物處于一個或多個較佳的生產地域和生長季節時太陽光中多種光色的發光功率而確定的；優選地，在LED植物燈初始發光時，光照控制裝置通過植物燈控制電路控制多種光色LED植物燈在參考發光功率比例下工作。

10.一種應用多色LED的智能型植物工廠的光照控制方法，其特征在于，應用在權利要求1-9中所述的應用多色LED的智能型植物工廠的光照控制系統中，所述光照控制方法包括：

S1、分別探測不同光色LED植物燈的發光功率；

S2、根據測得的不同光色LED植物燈的發光功率計算得到多種光色LED植物燈的發光功率比例；

S3、根據發光功率比例和預設的參考發光功率比例進行計算并發出光照控制信號，其中參考發光功率比例是根據植物不同生長階段的光照需求而確定的；

S4、根據光照控制信號控制不同光色LED植物燈的發光功率，使得多種光色的發光功率比例與參考發光功率比例相匹配，以滿足植物不同生長階段的光照需求；

優選地，在S4中，所述根據光照控制信號控制多種光色LED植物燈的發光功率具體如下：通過控制每種光色LED植物燈的開燈數量，和/或，控制每種光色LED植物燈的供電電壓或者供電電流來控制多種光色LED植物燈的發光功率。