[發(fā)明專利]基于反饋控制的植物補(bǔ)光照明系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810506331.0
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號(hào): CN108541109A
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉昌平;黃超越;呂益兵;戴漢濤;李虎;宋寶華
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽中電晶超照明有限公司
• 主分類號(hào): H05B33/08
• 分類號(hào): H05B33/08
• 代理公司: 北京同輝知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11357
• 代理人: 杜彬

本發(fā)明公開了一種基于反饋控制的植物補(bǔ)光照明系統(tǒng)，通過上位機(jī)管理模塊預(yù)先輸入該植物在不同生長周期的補(bǔ)光策略，通過補(bǔ)光策略執(zhí)行模塊根據(jù)植物當(dāng)前生長周期，分別設(shè)定紅色LED陣列、藍(lán)色LED陣列和綠色LED陣列的光質(zhì)比例、補(bǔ)光強(qiáng)度和補(bǔ)光時(shí)間，通過單片機(jī)控制模塊輸出不同占空比的PWM信號(hào)，控制三路PWM調(diào)光模塊驅(qū)動(dòng)三路LED陣列的紅、藍(lán)、綠光源輸出，同時(shí)，通過三路光強(qiáng)傳感器分別采集當(dāng)前紅光、藍(lán)光和綠光的光照強(qiáng)度值，反饋到單片機(jī)控制模塊處理，對紅色LED陣列、藍(lán)色LED陣列和綠色LED陣列的光源輸出進(jìn)行微調(diào)，實(shí)現(xiàn)植物補(bǔ)光的反饋控制，為植物生長提供舒適、合理的照明光環(huán)境，保證植物對光照的需求，實(shí)現(xiàn)植物生長精細(xì)化光照管理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于照明控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種植物補(bǔ)光照明系統(tǒng)，具體是一種基于反饋控制的植物補(bǔ)光照明系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)規(guī)模性種植，產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)已成為現(xiàn)實(shí)。植物生長需要光合作用，在自然條件下，由于天氣狀況、季節(jié)變換等原因，使得光照時(shí)數(shù)和光照強(qiáng)度達(dá)不到植物所需的標(biāo)準(zhǔn)，影響作物的產(chǎn)量。

近年來，隨著科技的發(fā)展使得通過使用特殊波長的植物照明燈具照射來替代太陽光以滿足植物生長需求成為現(xiàn)實(shí)。尤其是LED光源相較于傳統(tǒng)的鹵素?zé)襞c熒光燈管更有優(yōu)勢。不僅環(huán)保，同時(shí)也兼具省電優(yōu)點(diǎn)。對使用者而言，LED光源的可調(diào)控性更是為農(nóng)業(yè)栽植帶來更多優(yōu)勢。據(jù)業(yè)內(nèi)專家觀察，LED光源的光之與光亮皆可控制，可以針對不同品種與種類搭配不同波長的LED光源。光通量的部分也可以隨著日照長短進(jìn)行補(bǔ)充。

現(xiàn)有的植物補(bǔ)光照明系統(tǒng)通常缺乏反饋控制功能，無法根據(jù)當(dāng)前的光照條件調(diào)節(jié)補(bǔ)光策略，效果不理想。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于反饋控制的植物補(bǔ)光照明系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)植物補(bǔ)光的反饋控制，為植物生長提供舒適、合理的照明光環(huán)境，保證植物對光照的需求，實(shí)現(xiàn)植物生長精細(xì)化光照管理。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

基于反饋控制的植物補(bǔ)光照明系統(tǒng)，包括用于提供植物光源的紅色LED陣列、藍(lán)色LED陣列和綠色LED陣列以及用于控制紅色LED陣列、藍(lán)色LED陣列和綠色LED陣列光源輸出的照明控制單元；

所述照明控制單元包括上位機(jī)管理模塊、時(shí)鐘模塊、補(bǔ)光策略執(zhí)行模塊、單片機(jī)控制模塊以及三路PWM調(diào)光模塊；

所述上位機(jī)管理模塊，用于管理系統(tǒng)補(bǔ)光策略，根據(jù)不同種類植物的生長需求，預(yù)先輸入該植物在不同生長周期的補(bǔ)光策略，并傳輸?shù)窖a(bǔ)光策略輸出模塊；

所述時(shí)鐘模塊，用于記錄當(dāng)前系統(tǒng)的補(bǔ)光工作時(shí)間；

所述補(bǔ)光策略執(zhí)行模塊，參照上位機(jī)管理模塊提供的植物補(bǔ)光策略，根據(jù)時(shí)鐘模塊記錄的系統(tǒng)時(shí)間，判斷植物當(dāng)前的生長周期，分別設(shè)定紅色LED陣列、藍(lán)色LED陣列和綠色LED陣列的光質(zhì)比例、補(bǔ)光強(qiáng)度和補(bǔ)光時(shí)間，并輸出到單片機(jī)控制模塊；

所述單片機(jī)控制模塊，根據(jù)補(bǔ)光策略執(zhí)行模塊設(shè)定的紅色LED陣列、藍(lán)色LED陣列和綠色LED陣列的光質(zhì)比例、補(bǔ)光強(qiáng)度和補(bǔ)光時(shí)間，輸出不同占空比的PWM信號(hào)，控制三路PWM調(diào)光模塊；

三路PWM調(diào)光模塊，分別連接紅色LED陣列、藍(lán)色LED陣列和綠色LED陣列，驅(qū)動(dòng)三路LED陣列的紅、藍(lán)、綠光源輸出。

進(jìn)一步地，所述照明控制單元還包括三路光強(qiáng)傳感器，三路光強(qiáng)傳感器上分別設(shè)有紅光濾光片、藍(lán)光濾光片和綠光濾光片，分別采集當(dāng)前紅光、藍(lán)光和綠光的光照強(qiáng)度值。

進(jìn)一步地，所述光強(qiáng)傳感器采用TEMT6000光強(qiáng)傳感器。