利用led照明的植物栽培系统及其方法、植物栽培用led照明装置及其驱动方法
【技术领域】
[0001] 本发明的实施例涉及一种利用LED照明的植物栽培系统及其方法、植物栽培用 LED照明装置及其驱动方法。尤其涉及一种采用远程监视植物工厂内部状态或栽培植物或 者通过互联网或以太网直接控制及管理的方式，而顺利连接管理者用操作装置与生产者， 从而提高稳定性与可信度的利用LED照明的植物栽培系统及其方法、植物栽培用LED照明 装置及其驱动方法。
【背景技术】
[0002] 下面记述的内容仅用于提供关于本发明实施例的背景信息，并非现有技术。
[0003] 通常，栽培植物采用在土壤播种，然后施肥、浇水，并在阳光照射下在植物内产生 光合作用的方式。然而这种栽培方法，其生产量不仅受到气候变化的影响，而且由于使用肥 料或农药，从而既有经济费用问题，又引发环境问题。
[0004] 从而最近，着眼于植物通过光合作用生长，实现了利用人工光源即LED(Light Emitting diode)提供光合作用所需波长而促进植物生长，且不受气候的影响、无需施农药 的植物栽培，这种方式不仅提高植物生产量，而且实现了不施农药的绿色植物栽培，从而颇 受瞩目。
[0005] 图1是图示普通植物栽培温室的结构的图。
[0006] 如图1所示，普通植物栽培温室的结构是在温室内设有风机、用于安装灌溉设施 的框架（F)。此时在框架（F)能够加设用于提供人工光源的LED模块（未图示），并且可以 另外具备用于调节温室内温度、湿度及LED发光量的管理者用电脑（未图示）。
[0007] 然而，这种结构由于植物工厂内部的管理者用电脑与远程地点的LED模块之间的 网络连接及调控不精确，因此存在很难对每个植物分别进行调控的问题。例如，不能精确调 节通过栽培植物的光合作用促进生长的LED模块的波长或脉冲调制、占空比（Duty Rate)、 开 / 关时间（0n/0ff Time)、光强度（Intensity)。
[0008] 并且在植物工厂使用的LED模块、包含电源系统与该LED模块的调控系统等没有 标准规范，从而引发栽培植物的成本上升，而存在栽培植物的经济效率下降的问题。
【发明内容】
[0009] 本发明实施例的目的在于提供一种利用LED照明的植物栽培系统及其方法、植物 栽培用LED照明装置及其驱动方法，考虑到根据栽培植物种类促进光合作用的波长、光亮、 光强度及光亮度互不相同，按查找表形式在管理者用操作装置的内存中保存各种栽培植 物、各生长期、各时间段/昼夜的逐步调节的数据，从而采用当使用者选择模式时分别调节 网络的方式，而促进栽培植物的生长。
[0010] 并且，另一目的在于提供一种利用LED照明的植物栽培系统及其方法、植物栽培 用LED照明装置及其驱动方法，其设计成当植物栽培用床（bed)的长度或面积扩大而植物 栽培面积增加时，可提高设置LED模块的简便性，并且随着增加面积的LED模块的适用性较 强，从而连接网络时用一个识别（Identification)信息即可对位于同一床的栽培植物同 时进行脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation)或电压电流调节。
[0011] 根据本发明实施例的利用LED照明的植物栽培系统，包括：传感器模块，其包括用 于感知在任意场所栽培的植物的栽培环境信息的传感器，将通过上述感知生成的数据传送 到用于分析上述感知数据的管制装置，并利用基于上述感知数据的分析结果发出的调控数 据，而调节上述栽培环境；管理者用操作装置，按查找表形式在其内存中保存用于调节上述 栽培环境的上述调控数据，并根据基于上述感知数据的分析结果由上述管制装置发出的要 请，而输出上述调控数据；网关，从上述传感器模块接收上述感知数据并传送到上述管制装 置，从上述管理者用操作装置接收上述调控数据并传送到上述传感器模块以及除上述传感 器模块以外的模块；调控模块，从上述网关接收上述调控数据，并根据上述调控数据选择要 照射到植物的LED光的颜色，再进行调光（Dimming)而变更所选择的上述LED光的波长。
[0012] 根据本发明实施例的植物栽培用LED照明装置，包括：发光模块，其包含照射LED 光的多个单位模块，可根据在任意场所栽培的植物种类维持不同的栽培环境，且上述单位 模块具备用于确认上述场所的位置的识别（Identification)信息，并且当上述植物的栽 培面积的增加时可进行相互结合；传感器模块，其包含用于感知关于上述栽培环境的信息 的传感器，将通过上述感知生成的数据传送到用于分析上述感知数据的管制装置，并利用 基于上述感知数据的分析结果发出的调控数据，而调节上述栽培环境；调控模块，接收基于 上述感知数据的分析结果发出的上述调控数据以及上述识别信息，而进行调光以使上述单 位模块根据上述识别信息照射不同的LED光；供电装置，接收常用电源并将其转换成直流 电，并将转换的上述直流电供到上述发光模块、上述传感器模块、上述调控模块中至少一个 模块；计量模块，其收取由上述供电装置提供的电压相关信息并将其传送到上述管制装置， 利用基于上述电压相关信息的分析结果发出的上述调控数据，而重新设定上述供电装置的 电力状态。
[0013] 根据本发明实施例的利用LED照明的植物栽培方法，包括：通过调节传感器模块， 感知在任意场所栽培的植物的栽培环境信息而生成感知数据，将所生成的感知数据传送到 用于分析上述感知数据的管制装置，利用基于上述感知数据的分析结果发出的调控数据， 而调节上述栽培环境的步骤；按查找表形式在内存中保存用于调节上述栽培环境的上述调 控数据，根据基于上述感知数据的分析结果而由上述管制装置发出的要请，而从管理者用 操作装置输出上述调控数据的步骤；通过网关（Gateway)从上述传感器模块接收上述感知 数据，并将其传送到上述管制装置，并从上述管理者用操作装置接收上述调控数据，再将其 传送到上述传感器模块以及除上述传感器模块以外的模块的步骤；通过上述网关接收上述 调控数据，调控模炔基于上述调控数据选择要照射到上述植物的LED光的颜色，并进行调 光（Dimming)而变更所选择的上述LED光的波长的步骤。
[0014] 根据本发明实施例的植物栽培用LED照明装置的驱动方法，包括：由多个单位模 块照射LED光的步骤，并且上述多个单位模块具备用于对栽培着不同种类植物的任意场所 进行确认的识别（Identification)信息；感知上述植物栽培环境的信息而生成感知数据， 并将所生成的上述感知数据传送到用于分析上述感知数据的管制装置，利用基于上述感知 数据的分析结果发出的调控数据，而调节上述栽培环境的步骤；接收基于上述感知数据的 分析结果发出的上述调控数据以及上述识别信息，并进行调光以使上述单位模块根据上述 识别信息照射不同LED光的步骤；接收交流电并将其转换成直流电，并将转换的上述直流 电供给用于照射上述LED光的发光模块、用于调节上述栽培环境的传感器模块以及用于进 行上述调光的调控模块中的至少一个模块的步骤；收取传送到上述发光模块、上述传感器 模块以及上述调控模块的电压相关信息，并将其传送到上述管制装置，利用基于上述电压 相关信息的分析结果发出的上述调控数据，重新设定供给上述发光模块、上述传感器模块 以及上述调控模块的电力的步骤。
[0015] 根据本发明实施例，可对每个栽培植物分别精确进行从植物工厂内部的管理者用 操作装置到远程地点的LED模块的网络连接及调控，而促进植物生长。
[0016] 并且，可将在植物工厂使用的LED模块、或包括田园系统与其LED模块的调控系统 进行标准规范，从而能够减少提高植物栽培成本的因素，并提高栽培植物的经济效率。
【附图说明】
[0017] 图1是图示普通植物栽培温室的结构的图，
[0018] 图2是图示根据本发明实施例的利用LED照明的植物栽培系统的图，
[0019] 图3是在图2的管制装置中运行的远程调控程序的例示图，
[0020] 图4是图示图2的供电装置、调控模块、发光模块的电路图，
[0021] 图5是图示利用LED照明的植物栽培过程的图，
[0022] 图6是用于说明脉冲宽度调制的图。
[0023] 附图标记说明：
[0024] 200 :管制装置 210 :通信网
[0025] 221 :有线无线路由器 223 :管理者用操作装置
[0026] 225:网关 227 :摄影装置
[0027] 229 :供电装置 231 :调控模块
[0028] 233 :计量模块 235 :传感器模块
[0029] 237 :发光模块 300