[發明專利]一種可調光譜光強的植物照明系統

在審

• 申請號: 202110663046.1
• 申請日: 2021-06-15
• 公開（公告）號: CN113573434A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 艾為黨;唐永康;張立紅;秦利鋒;沈韞賾;張良長;毛瑞鑫
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍63919部隊
• 主分類號: H05B45/10
• 分類號: H05B45/10;H05B45/20;H05B47/155;H05B47/165;A01G7/04
• 代理公司: 北京中南長風知識產權代理事務所(普通合伙) 11674
• 代理人: 鄭海

本發明公開了一種可調光譜光強的植物照明系統，通過HMI人機界面對植物生成所需的光環境參數進行設定，并將參數通過以太網寫入可編程邏輯控制器，以控制可編程邏輯控制器輸出的模擬量信號；可編程邏輯控制器將模擬量信號輸入至各個數控LED電源模塊，調節各個數控LED電源模塊輸出的電流強度；各個顏色的LED燈珠接收到電流不同，所發出的光亮度不同；同種顏色的LED燈珠共用同一數控LED電源模塊，實現各個顏色LED燈珠的單獨調光，通過調節數控LED電源模塊供給LED燈珠的電流強度對燈光亮度和光合有效輻射強度進行控制，從而使植物光源系統的整體光源的光譜組成及其相應光照強度可根據植物培養試驗條件的要求進行自動調整。

技術領域

本發明涉及植物培養技術研究及人工光源植物培養裝備研發技術領域，特別是涉及一種可調光譜光強的植物照明系統。

背景技術

植物的生長離不開光環境，光在植物生長中是不可或缺的，它對基于光形態建成的植物形態以及植物所含的成分也具有控制作用。其中，光照強度、光照時間和光源品質這三個要素是影響植物正常生長的重要因素。

光源品質是調控植物生理代謝的基本因素之一，大多數生物合成過程可通過改變光源品質來進行調控。對植物來說，并不是所有的光均能被利用，只有可見光區域的光源(波長在400～700nm范圍)才能被植物吸收。一般認為，影響植物生長發育的波長范圍約為300～800nm，能被用于光合作用的波長范圍為400～700nm。研究表明，其中最有效的波長為紅光(λ≈660nm)和藍光(λ≈480nm)。紅光促進光合產物的快速生長，而藍光則有利于光合產物的形態建成。

LED光源具有傳統光源無法比擬的光電優勢，是人工光源植物裝備光環境調控的理想光源，在人工光源植物培養裝備中的應用也越來越廣發。研究探索光照強度、光照時間和光源品質等綜合因素對植物生長發育、植物形態建成、植物營養品質等影響，對研發人工光源植物裝備具有非常重要的作用。

在現有的人工光源植物培養裝備中，大多采用紅光LED、藍光LED和白光LED燈珠，按一定比例組合進行搭配，研發的光照系統僅僅能調整光照強度和光照時間，不能根據試驗要求調整光源品質，即光譜組成及其相應光照強度，往往不能滿足植物培養試驗條件要求。

綜上所述可以看出，如何提供一種可根據植物培養試驗條件要求調整光譜光強的植物光源系統是目前有待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種可調光譜光強的植物照明系統，以解決現有人工光源植物培養裝備無法根據試驗要求調整光譜組成及其相應光照強度的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種可調光譜光強的植物照明系統，包括：HMI人機界面，可編程邏輯控制器，光源模組，電源；其中，所述光源模組包括不同顏色的LED燈珠和多個數控LED電源模塊，且相同顏色的LED燈珠共用同一數控LED電源模塊；所述光源模組，用于通過調整所述不同顏色的LED燈珠的發光亮度與發光時長，實現整體光源的光譜光強的調節，以生成植物生長所需的光環境；所述HMI人機界面，用于設定植物生長所需光環境參數，并通過以太網與所述可編程邏輯控制器進行數據交換，以控制所述可編程邏輯控制器輸出的模擬量信號；所述可編程邏輯控制器，用于將不同的模擬量信號分別輸入至各個數控LED電源模塊，以調節所述各個數控LED電源模塊輸出的電流強度；所述數控LED電源模塊，用于為LED燈珠提供可變電源；所述LED燈珠，用于產生與所述數控LED電源模塊輸出的電流強度相對應的光亮度；所述電源，用于為所述HMI人機界面、所述可編程邏輯控制器與所述光源模組供電。

優選地，所述光源模組包括：燈板，光源結構組件，風冷組件；

其中，所述燈板包括所述不同顏色的LED燈珠和鋁基板，所述不同顏色的LED燈珠依據預設比例鑲嵌在所述鋁基板上；

所述光源結構組件包括光源結構框架、數控LED電源控制模塊、供電線路；

所述風冷組件包括多個小型軸流風機，用于對所述燈板工作時散發的熱量進行吹掃。