[發明專利]一種智能LED組培系統及控制方法

在審

• 申請號: 201811308465.8
• 申請日: 2018-11-05
• 公開（公告）號: CN109329058A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 李棟宇;黃貞;周小娟;陳恩文;陳建明
• 申請（專利權）人: 嶺南師范學院
• 主分類號: A01H4/00
• 分類號: A01H4/00;H05B33/08
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 劉瑤云;陳偉斌

本發明涉及植物組培的技術領域，更具體地，涉及一種智能LED組培系統及控制方法，包括用于將用戶指令轉化為機器語言的上位機、光強光質光周期可調的LED補光模塊、用于采集培養層照度值的光質檢測模塊、用于接收光質檢測模塊的信號及向LED補光模塊發送指令的終端控制器以及用于將指令發送給對應終端控制器的主協調器，光質檢測模塊連接于終端控制器的輸入端，LED補光模塊連接于終端控制器的輸出端，若干終端控制器與主協調器連接，主協調器與上位機連接。本發明可根據植物在不同的生長階段、不同時間和不同環境下對光的需求調整紅光與藍光的照度比，提升組培植物的光合效率，解決植物組培過程中出現的高耗能、周期長、管理復雜的問題。

技術領域

本發明涉及植物組培的技術領域，更具體地，涉及一種智能LED組培系統及控制方法。

背景技術

眾所周知，光是植物進行光合作用的能量來源，它作為一種物理因子影響離體培養物的脫分化、器官發生及幼苗形態建成，是影響種苗生長的內在因素；而在太陽光的有效輻射范圍中，620～700nm的紅光和430～490nm的藍光被認為是影響植物光合作用和形態建成的主要光譜。

目前，多數向陽型植物需要光照時間在12-16小時，組培室潔凈度要求高，一般采用人工光源補光，但是有如下劣勢之處：（1）傳統人工光源由于發光效率低，發熱量大，以致提高了整體耗電成本，光能消耗約占整個培養費用的20%-40%，高能耗提高生產成本，減少了組培廠的利潤，限制香蕉組培苗的規模化推廣；（2）傳統人工光源以有線的方式連接，并將開關集成到組培架一端，由于組培室內培養架眾多，每一層均需要光源，導致整個組培室布線繁多，組合不靈活，控制復雜，不易管理；（3）植物對光有選擇性吸收作用，研究表明植物光合作用主要利用波長為620-700 nm的紅光和波長為430-490 nm的藍光，黃光和藍綠光吸收較少，傳統人工光源的紅光和藍光所占比例較小，導致植物有機物積累少，生長緩慢，延長了培育周期。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種智能LED組培系統及控制方法，根據植物在不同生長階段、不同時間和不同環境下對光的需求在全光譜范圍內對LED光質進行調控，解決植物組培過程中出現的高能耗、周期長、管理復雜的問題。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

提供一種智能LED組培系統，包括用于將用戶指令轉化為機器語言的上位機、光強光質光周期可調的LED補光模塊、用于采集培養層照度值的光質檢測模塊、用于接收光質檢測模塊采集的信號及向LED補光模塊發送指令的終端控制器以及用于將指令發送給對應終端控制器的主協調器，所述光質檢測模塊連接于終端控制器的輸入端，LED補光模塊連接于終端控制器的輸出端，若干終端控制器與主協調器連接，所述主協調器與上位機連接；所述LED補光模塊包括波長調節范圍為590nm～680nm的紅光LED燈以及波長調節范圍為465nm~468nm藍光LED燈，所述紅光LED燈和藍光LED燈相間分布。

本發明的智能LED組培系統，終端控制器接收主協調器的信息，可控制每組LED補光模塊的工作狀態；而光質檢測模塊實時檢測培養層的照度值，并反饋給終端控制器；終端控制器分析設定的照度值以及實時檢測到的照度值，調整相應的紅光LED燈和藍光LED燈開啟從而將實際的照度值調整到設定的范圍內，而設定的范圍可根據植物在不同生長階段、不同時間和不同環境下對光的需求確定，能夠提升組培植物的光合效率，解決植物組培過程中出現的高耗能、周期長、管理復雜的問題。