[實用新型]一種用LED進行植物生長照明的智能控制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720177547.8
• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN206575890U
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何苗;黃波;熊德平;周海亮
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: A01G7/04
• 分類號: A01G7/04;H05B33/08
• 代理公司: 廣東廣信君達(dá)律師事務(wù)所44329
• 代理人: 楊曉松

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及LED燈具在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及到一種用LED進行植物生長照明的智能控制裝置。

背景技術(shù)

人類的生命活動離不開綠色植物，植物的生命活動離不開光照。植物通過光合作用將太陽能以有機能量的形式固定在植物體內(nèi)，所以光環(huán)境對設(shè)施栽培的重要性處在首位。而在如今，環(huán)境污染，特別是霧霾的日益顯現(xiàn)，使得植物生長面臨光照時間和光質(zhì)下降的嚴(yán)峻形勢。

溫室種植為蔬菜提供了優(yōu)異的生長環(huán)境，對其產(chǎn)量提升提供了一種新途徑。而將LED燈應(yīng)用于植物照明補償，則為蔬菜提供了精細(xì)而健康的光環(huán)境，擺脫復(fù)雜的室外環(huán)境因素，針對且系統(tǒng)的滿足植物的生長需求，用最少的能量消耗達(dá)到最大植物生長要求，對蔬菜質(zhì)量的提升提供了一種新可能。

光合作用的公式：二氧化碳+水——有機物(儲存能量)+氧氣。

可見光合作用的原料是二氧化碳和水，條件是光，場所是葉綠體，產(chǎn)物是有機物淀粉和氧氣，影響光合作用的因素是光照強度、溫度、濕度、二氧化碳的濃度等，因此不能單一注重某一方面的生長因素。

植物中葉綠素a、b吸收光譜峰值分別為660nm、450nm。LED為單色光，能滿足植物生長所需的單色光光譜，與葉綠素吸收光譜峰值能達(dá)到完全吻合，可大幅度提升光源的植物生理效用，促進植物高效生長，提高植物對光能的利用效率，降低能耗。

PWM(脈沖寬度)調(diào)光技術(shù)被認(rèn)為最適合LED的調(diào)光技術(shù)。在進行脈沖寬度PWM調(diào)光時，通過控制脈沖寬度占空比，來調(diào)制LED驅(qū)動芯片的開關(guān)控制信號。LED的快速開關(guān)特性使PWM調(diào)光成為可能。這種調(diào)光技術(shù)具有應(yīng)用簡單、精度高、效率高、且調(diào)光效果好等優(yōu)點。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代溫室邁入了信息化、智能化的時代，為植物光照明應(yīng)用于植物產(chǎn)量和質(zhì)量的提升提供了一種可能。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種節(jié)能高效、用LED單色光實現(xiàn)對植物生長光環(huán)境進行精準(zhǔn)補光、輔以對環(huán)境中二氧化碳、溫度、濕度的檢測調(diào)控，實現(xiàn)多維度的植物生長環(huán)境調(diào)控的智能控制裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所提供的技術(shù)方案為：包括信號處理單元、LED光源模塊、環(huán)境因素監(jiān)測單元以及環(huán)境因素調(diào)控單元；

環(huán)境因素監(jiān)測單元，監(jiān)測植物生長環(huán)境中各種因素；

信號處理單元，根據(jù)環(huán)境因素監(jiān)測單元實時反饋的數(shù)據(jù)信息，調(diào)用數(shù)據(jù)庫比對，改變LED光源模塊和環(huán)境因素調(diào)控單元指數(shù)特征，達(dá)到對植物生長環(huán)境的實時調(diào)控；

LED光源模塊，包括有LED紅光模塊和LED藍(lán)光模塊；

環(huán)境因素調(diào)控單元，根據(jù)信號處理單元發(fā)出的指令信息調(diào)控環(huán)境中各種因素，從而達(dá)到植物生長所需的最佳環(huán)境；

其中，LED光源模塊還包括有LED綠光模塊、LED紅外模塊以及LED紫外模塊；

LED綠光模塊，調(diào)控綠光LED燈珠亮度，促進植物的長勢，植物葉片著色方面尤其顯著，有助于植物生長；

LED紅外模塊，作用于植物開花結(jié)果階段，調(diào)節(jié)植物周圍環(huán)境的溫度；

LED紫外模塊，作用于植物開花結(jié)果階段，具有殺菌消毒的作用。

進一步地，所述環(huán)境因素監(jiān)測單元包括CO₂監(jiān)測單元，光質(zhì)監(jiān)測單元，溫度監(jiān)測單元以及濕度監(jiān)測單元。

進一步地，所述環(huán)境因素調(diào)控單元包括CO₂調(diào)控單元、溫度調(diào)控單元以及濕度調(diào)控單元。

進一步地，所述LED紅光模塊、LED藍(lán)光模塊、LED綠光模塊的峰值波長分別為650nm-670nm、440nm-460nm、510nm-530nm，相對光譜分布比例為32:4:9；LED紅外、紫外模塊的峰值波長分別為330nm-400nm，750nm-950nm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本方案具有以下優(yōu)點及有益效果：

1)相比于傳統(tǒng)的熒光燈和高壓鈉燈等連續(xù)復(fù)合光譜的補光光源，本方案根據(jù)植物生長自身需要的實際情況，結(jié)合PWM調(diào)控技術(shù)，對紅藍(lán)綠等光比進行調(diào)控，避免部分光譜浪費，達(dá)到較高的補光效率，更節(jié)能。

2)在植物光合作用所需紅藍(lán)光線的基礎(chǔ)上添加綠光線、紫外光線以及紅外光線；綠光有助于促進植物的長勢，植物葉片著色方面尤其顯著；紅外光線調(diào)節(jié)植物周圍環(huán)境的溫度；紫外光線具有殺菌消毒的作用。

3)在提供所需光線的前提下，輔以二氧化碳、水、溫度，三個重要元素，全方位、多維度保障植物所需的生長條件。

4)監(jiān)測到調(diào)控全程智能化操作，大大減少人力的消耗。