一种立体栽培温室的光照控制方法及光照控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种立体栽培温室的光照控制方法及光照控制系统。该光照控制方法根据生长周期内所需的光照数据对苗床单元制定第一调度计划，控制各个苗床单元的位置和受光时间，并通过传感单元实时监测光照强度反馈调整第一调度计划。再根据实际受光量生成第二或第三调度计划，利用剩余光照数据或利用补光系统，对苗床单元进行补光，使得温室内的植物在生成周期内受光均匀。本发明专利技术在确定调度计划时，考虑处于非迎光位置的苗床单元的受光情况，达到精准控制各个苗床实际受光量的目的。达到精准控制各个苗床实际受光量的目的。达到精准控制各个苗床实际受光量的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种立体栽培温室的光照控制方法及光照控制系统


[0001]本专利技术涉及植物生长环境控制技术，尤其涉及一种立体栽培温室的光照控制方法及光照控制系统。

技术介绍

[0002]采用多层立体栽培可以提高温室的种植效率，可以用于中草药等重要植物的育苗。如何在有限的光照条件下保证每层苗床的光照辐射，是立体栽培必须解决的问题。现有技术通常采用最小二乘法预测温室光照情况，据此生成苗床调度计划。该方法尝试根据当日光照条件优化预测结果，但是天气条件预测难度大，采用固定的苗床调度计划容易导致光照不均匀。CN201910250048.0公开了一种苗床滚动调度方法，该方法根据当前光照条件不断滚动迭代，反复调度苗床，使得光照条件发生变化时苗床受光量保持均匀。除了光照最佳的位置，部分苗床还可能位于局部受光的位置，现有技术的苗床滚动调度方法没有考虑到被调度至下方的苗床光照情况。鉴于此，现有技术有进一步改进的必要。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本专利技术提供了一种立体栽培温室的光照控制方法及光照控制系统，将多个苗床设置在受光环境中，提高光照利用率，同时监控每一苗床的受光环境，将核心位置苗床单元的受光量作为调度计划的执行标准。该控制方法采用时间条件和光照条件为双重标准修改调度计划，使得光照更为均匀。
[0004]本申请的专利技术目的可通过以下技术方案实现：一种立体栽培温室的光照控制方法，包括以下步骤：步骤1：在立体栽培温室内布置至少一个苗床子系统、监测子系统和补光系统，苗床子系统具有n个苗床单元，将苗床子系统的种植区分为1个迎光位置和n
‑
1个背光位置，监测子系统在苗床单元内设置传感单元；步骤2：生长周期开始前，根据苗床单元的基准受光量和任意时刻的预测光照强度生成第一调度计划，该第一调度计划包含任意苗床单元的基准受光量及位于迎光位置的截止时间；步骤3：根据第一调度计划将其中一个苗床单元移动至迎光位置，获取传感单元的实际光照强度并根据实际光照强度统计每一苗床单元的实际受光量；步骤4：若当前时间大于截止时间或位于迎光位置的苗床单元的实际受光量大于基准受光量，将下一苗床单元移动至迎光位置并更新第一调度计划，否则传感单元继续监测实际光照强度；步骤5：第一调度计划执行完毕后，若n个苗床单元的实际受光量均大于基准受光量，根据该生长周期的剩余光照数据生成第二调度计划并进入步骤6，否则进入步骤7；步骤6：根据第二调度计划将任意苗床单元移动至迎光位置，第二调度计划执行完毕后进入步骤9；
步骤7：根据每一苗床单元的基准受光量与实际受光量之差确定苗床单元的补光量，再根据补光量生成第三调度计划并进入步骤8；步骤8：开启补光系统，根据第三调度计划将任意苗床单元移动至迎光位置，第三调度计划执行完毕后进入步骤9；步骤9：进入非生长周期，苗床子系统和监测子系统进入休眠状态。
[0005]在本专利技术中，在步骤2中，根据n个苗床单元的基准受光量将生长周期内的全部光照数据分配至n个苗床单元，生成第一调度计划。
[0006]在本专利技术中，所述苗床单元为四个，第一调度计划为[t0,w1,t1,w2,t2,w3,t3,w4,t4]，其中，t0为第一调度计划开始执行的时刻，t1、t2、t3、t4分别为执行第一调度计划时四个苗床单元位于迎光位置的截止时刻，w1、w2、w3、w4分别为四个苗床单元的基准受光量。
[0007]在本专利技术中，第三调度计划为[t4,h1,h2,h3,h4]，其中，h1、h2、h3、h4分别为执行第三调度计划时四个苗床单元位于迎光位置的截止时刻，h1= t4+e1/q0，e1为苗床单元的补光量，q0为补光系统的固定光照强度。
[0008]在本专利技术中，基准受光量为苗床单元位于迎光位置的受光量与位于背光位置的受光量之和。
[0009]在本专利技术中，在步骤5中，根据每一苗床单元的实际受光量与基准受光量之差确定苗床单元的光照饱和量，再根据光照饱和量倒数的大小将该生长周期的剩余光照数据分配至n个苗床单元，生成第二调度计划。
[0010]在本专利技术中，在步骤3中，根据多个生长周期中各苗床单元位于迎光位置的时长，确定苗床单元的位置影响因子γ，基于该位置影响因子γ统计苗床单元的实际受光量。
[0011]一种根据所述立体栽培温室的光照控制方法的光照控制系统，该光照控制系统包括控制子系统、至少一个苗床子系统和监测子系统和补光系统，所述苗床子系统包括驱动单元和传动单元，其中，进入生长周期后，控制子系统根据第一调度计划、第二调度计划以及第三调度计划操纵驱动单元，驱动单元经传动单元带动任意苗床单元进入迎光位置；进入非生长周期后，苗床子系统和监测子系统进入休眠状态，控制子系统保持工作状态。
[0012]在本专利技术中，所述补光系统包括多个LED光源，LED光源位于苗床子系统的上方。
[0013]实施本专利技术的立体栽培温室的光照控制方法及光照控制系统，根据任意苗床单元的基准受光量制定多个调度计划，采用调度计划移动苗床单元，充分利用太阳光辐射。同时根据实际光照强度计算实际受光量，保证育苗基本光照的同时，使得苗床受光更均匀。本专利技术在确定调度计划时，考虑处于非迎光位置的苗床单元的受光情况，达到精准控制各个苗床光照数据的目的。进一步的，本专利技术根据位置影响因子确定不同位置对苗床单元实际受光量的影响，使得第一调度计划更加准确。
附图说明
[0014]图1为本专利技术的立体栽培温室的光照控制方法的流程图；图2为本专利技术的苗床单元光照角度的示意图；图3为本专利技术的立体栽培温室的光照控制系统的框图；图4为本专利技术的立体栽培温室的优选结构示意图；
图5为本专利技术的苗床子系统的优选结构示意图。
具体实施方式
[0015]为更清楚地理解本申请的目的、技术方案和优点，下面结合附图和实施例，对本申请进行了描述和说明。在这些描述和附图中，具体公开了本专利技术的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本专利技术的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本专利技术的实施例的范围不受此限制。相反，本专利技术的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
[0016]实施例一本专利技术这种立体栽培温室的光照控制方法，在立体栽培温室内布置多个苗床子系统、监测子系统和补光系统，根据生长周期内所需的基准受光量制定调度计划，控制各个苗床单元的光照环境，再通过传感单元得到的实际光照强度调整调度计划。补光系统对光照不足的苗床单元进行补光，以达到温室内的植物在生成周期内能够受光均匀。本专利技术的生长周期可以是一个光照日，非生长周期可以是夜晚非光照日。
[0017]参照图1，该立体栽培温室的光照控制方法包括以下步骤：步骤1：在立体栽培温室内布置至少一个苗床子系统和监测子系统和补光系统，苗床子系统具有n个苗床单元，将苗床子系统的种植区分为1个迎光位置和n
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1个背光位置，监测子系统在苗床单元内设置传感单元。监测子系统包括多个传感单元，用来采集每一苗床单元的实际光照强度。在实际案例中，可以将传感单元集成至综合传感器，同时采集本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种立体栽培温室的光照控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：在立体栽培温室内布置至少一个苗床子系统、监测子系统和补光系统，苗床子系统具有n个苗床单元，将苗床子系统的种植区分为1个迎光位置和n
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1个背光位置，监测子系统在苗床单元内设置传感单元；步骤2：生长周期开始前，根据苗床单元的基准受光量和任意时刻的预测光照强度生成第一调度计划，该第一调度计划包含任意苗床单元的基准受光量及位于迎光位置的截止时间；步骤3：根据第一调度计划将其中一个苗床单元移动至迎光位置，获取传感单元的实际光照强度并根据实际光照强度统计每一苗床单元的实际受光量；步骤4：若当前时间大于截止时间或位于迎光位置的苗床单元的实际受光量大于基准受光量，将下一苗床单元移动至迎光位置并更新第一调度计划，否则传感单元继续监测实际光照强度；步骤5：第一调度计划执行完毕后，若n个苗床单元的实际受光量均大于基准受光量，根据该生长周期的剩余光照数据生成第二调度计划并进入步骤6，否则进入步骤7；步骤6：根据第二调度计划将任意苗床单元移动至迎光位置，第二调度计划执行完毕后进入步骤9；步骤7：根据每一苗床单元的基准受光量与实际受光量之差确定苗床单元的补光量，再根据补光量生成第三调度计划并进入步骤8；步骤8：开启补光系统，根据第三调度计划将任意苗床单元移动至迎光位置，第三调度计划执行完毕后进入步骤9；步骤9：进入非生长周期，苗床子系统和监测子系统进入休眠状态。2.根据权利要求1所述的立体栽培温室的光照控制方法，其特征在于，在步骤2中，根据n个苗床单元的基准受光量将生长周期内的全部光照数据分配至n个苗床单元，生成第一调度计划。3.根据权利要求2所述的立体栽培温室的光照控制方法，其特征在于，所述苗床单元为四个，第一调度计划为[t0,w1,t1,w2,t2,w3,t3,w4,t4]，...

【专利技术属性】
技术研发人员：章海亮，罗微，田彭，周泽宇，谢潮勇，卫浩浩，詹白勺，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：发明
国别省市：