基于LED光源的植物生长补光智能控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及基于LED光源的植物生长补光智能控制系统，包括电源模块、主控模块、驱动单元、补光灯单元，还包括图形化人机界面、无线网络，补光灯单元包括多组LED灯；驱动单元包括多个支持长串接驱动的驱动电路，每个驱动电路分别驱动一组串接的IED灯；电源模块分别向主控模块和驱动单元供电，图形化人机界面与主控模块相互通讯，主控模块通过无线网络控制每个驱动电路。本实用新型专利技术解决了现有光源补光灯能被植物吸收的光能少、补光效率低、光谱成分固定不变的技术问题。本实用新型专利技术控制方式灵活方便；系统采用7″大面积触摸屏显示，操作简单直观。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种植物生长培育以及植物生长时令调节系统。
技术介绍
满足植物各生长期不同光照需求，现有的光源补光灯包括白炽灯、荧光灯、高压钠灯等，但存在以下几个缺陷1、白炽灯靠钨丝发连续光谱，其辐射光谱缺少植物所需的蓝光。能被植物吸收进行光合作用的光能很少(仅10%左右)，且效率过低发热大不符合补光的光谱要求。2、荧光灯依靠汞的特征谱线253. 7nm的紫外线激发荧光物质发光，其辐射光谱。 能被植物吸收的光能约70%，目前植物补光应用较为普遍。但是辐射光谱中红光、蓝光成分固定不变，不能根据不同植物不同生长阶段进行变化。3、高压钠灯辐射光谱含有较高的红光、橙光、补光效率较高，但发热量较大。同样辐射光谱中红光、蓝光成分固定不变，不能根据不同植物不同生长阶段进行调节变化。另外，因为传统光源光谱成分不能变化，大量光谱不能被植物所利用。自动化程度低，无法根据植物不同生长阶段进行针对性补光，导致整体补光效率低下。
技术实现思路
本技术目的是提供一种基于LED光源的植物生长补光智能控制系统，其解决了现有光源补光灯能被植物吸收的光能少、补光效率低、光谱成分固定不变的技术问题。本技术的技术解决方案是一种基于LED光源的植物生长补光智能控制系统，包括电源模块、主控模块、驱动单元、补光灯单元，其特殊之处在于还包括图形化人机界面、无线网络，所述补光灯单元包括多组LED灯；所述驱动单元包括多个支持长串接驱动的驱动电路，所述每个驱动电路分别驱动一组串接的IED灯；所述电源模块分别向主控模块和驱动单元供电，所述图形化人机界面与主控模块相互通讯，所述主控模块通过无线网络控制每个驱动电路。上述补光灯单元包括多组远红光LED灯和多组深蓝光LED灯。上述远红光LED灯和深蓝光LED灯的数量比为6 1。上述主控模块包括PWM电路。上述无线网络采用Zigbee无线网络模块。本技术的技术效果1、本技术提供一种采用触摸屏可视人机交互控制系统，有自动和手动两种控制模式，控制方式灵活方便；系统采用7"大面积触摸屏显示，操作简单直观。2、本技术主控模板和驱动单元之间采用先进的Zigbee无线网络模块传输数据，系统可灵活进行补光灯照度调节、分区控制，用户可以自设灯具分区，控制灵活自由，可随时根据播种面积进行扩展或删减，实现周期性重复开关灯，能满足植物各生长期不同光照需求的优势，扩展性强。3、本技术专为 控制育苗中为植物生长补充光照而设计，能满足植物各生长期不同的光照需求。能加速植物生长，增强植物生长强度，统一苗木生长一致性。4、该控制器采用高性能单片机、触摸屏和ZigBee无线控制设计，设计思路先进， 功能实用，外形美观，照度可调，分区控制，扩展方便，节能环保，寿命长。5、该系统所用灯具使用特殊波长的红光、蓝光LED光源，灯具单元数量任意可调， 颜色比例可调，光源分布均勻，16位灰阶可调光照强度，连接只需一根数据线，模块化设计， 灯光布局更改，无需重新设计线路，寿命长。通过PWM调光控制分别调整红蓝光亮度，实现红蓝光光量比例从1 20到20 1大范围调节。6、本技术采用LED灯，比传统光源用于补光，比白炽灯补光节电90%，比普通节能灯补光节电70 %，光源不含汞及其它有害物质，节能环保，可广泛应用到各种农作物和花卉温室栽培过程中的补充光照。智能LED补光控制系统采用自控设备智能控制，主控模板、分控和补光灯具成为一体，根据用户设定补光参数，控制LED补光灯具的红蓝光强度和比例，以及。附图说明图1为本技术的结构示意图。具体实施方式如图1所示为本技术的结构示意图，根据补光系统实施的具体工程环境，系统采用智能LED补光控制系统主控模板1台，驱动单元1-10台，补光灯具1-1000只，共同构成一个完整的系统。每个补光灯具悬挂在需要补光照射植物上方1米处，每只灯具照射覆盖面积1. 5平方米，根据具体环境，均勻布置补光灯具，所覆盖面积照度均勻，同时根据环境及电力供应，可将补光灯具分成1-10个区域，每个区域最长串接100只补光灯具。用户在主控模板上设定分区及具体参数，通过无线数据传输+串接级联模式控制所有补光灯具，所有区域集中控制，省去补光过程中人员来回行走等重复动作，减轻劳动力消耗，提高补光效率。系统采用采用7"大面积触摸屏显示，操作简单直观；主控模板和驱动单元之间采用先进的Zigbee无线网络模块传输数据，分区控制方便，使用简单可靠，扩展性强；先进的线路设计，16位灰阶可调光照强度，调整范围大，适应面广，调节容易，操作简单；用户可以自设灯具分区，控制灵活自由，非常方便；灯具单元数量任意可调，连接只需一根数据线，模块化设计，灯光布局更改，无需重新设计线路，扩展非常方便；比白炽灯补光节电90%，比普通节能灯补光节电70%，光源不含汞及其它有害物质，节能环保。工作时，系统根据用户在主控模块上设定的参数对区域内所有补光灯具进行控制。该系统可控制10个区域，用户在主控模块设定分区、分区的光照参数、控制模式，系统按照设定参数自动运行，控制区域内补光灯具的开关、补光光量、红蓝光比例、自动开启关闭时间，实现整个区域内补光灯具覆盖植物的补光。系统采用自控设备智能控制，控制系统通过主控模块将用户设定参数通过Zigbee 无线网络模块发送给各区域的驱动单元，并从驱动单元返回相应的状态数据确定数据发送正确与否，若数据发送出现错误主控重新发送数据，从而达到设定数据的发送。驱动单元把收到的数据换算成灯具控制所需数据发送给所有级联灯具，通过数据移位及锁存信号的控制将数据转化成3路PWM控制波形输出。3路PWM波控制5路恒流控制芯片的调光控制端，实现灯具的照度调节。利用5路恒流芯片驱动总计70颗1-3W光源实现补光。其中4路远红光，每路15 颗串联，1路深蓝光10颗串联，实现红蓝光光源数量比例为6 1。通过PWM调光控制分别调整红蓝光亮度，实现红蓝光光量比例从1 20到20 1大范围调节。系统可以设定普通模式，红蓝光比例自动调节到日光中红蓝光比例，LED恒流驱动，用户只需调整光照强度即可，满足大部分应用场合，专家模式红蓝光比例和强度由用户自行设定，用于实验或特殊使用环境。自动模式时系统可以按照设定的参数周期性工作，用于系统的自动开关，省掉大量人力。智能LED补光控制系统采用自控设备智能控制，主控模板、分控和补光灯具成为一体，根据用户设定补光参数，控制LED补光灯具的红蓝光强度和比例，以及周期性重复开关灯。系统有过压保护，短路保护，过温保护，功率因素校正，掉电保存数据等保护电路， 保证了电路免遭各种意外损害，确保植物生长补光过程的安全性和连续性，保护用户财产安全。权利要求1.一种基于LED光源的植物生长补光智能控制系统，包括电源模块、主控模块、驱动单元、补光灯单元，其特征在于还包括图形化人机界面、无线网络，所述补光灯单元包括多组 LED灯；所述驱动单元包括多个支持长串接驱动的驱动电路，所述每个驱动电路分别驱动一组串接的IED灯；所述电源模块分别向主控模块和驱动单元供电，所述图形化人机界面与主控模块相互通讯，所述主控模块通过无线网络控制每个驱动电路。2.根据权利要求1所述的基于LED光源的植物生长补光智能控制系统，其特征在于 所述补光灯单本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于ＬＥＤ光源的植物生长补光智能控制系统，包括电源模块、主控模块、驱动单元、补光灯单元，其特征在于：还包括图形化人机界面、无线网络，所述补光灯单元包括多组ＬＥＤ灯；所述驱动单元包括多个支持长串接驱动的驱动电路，所述每个驱动电路分别驱动一组串接的ＩＥＤ灯；所述电源模块分别向主控模块和驱动单元供电，所述图形化人机界面与主控模块相互通讯，所述主控模块通过无线网络控制每个驱动电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖吉林，党晓辉，卢俊，韦征航，付文哲，强刚，欧星星，叶聪，向勇，
申请(专利权)人：西安圣华电子工程有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：87