光照强度控制系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及农业现代化领域，特别是涉及一种光照强度控制系统及方法。
【背景技术】
[0002]光是植物进行光合作用的动力，也是形成叶绿素、叶绿体及正常叶片的必要条件，因此光直接制约着叶片光合速率的高低。植物叶片的光合速率受到环境条件，温湿度、光照、二氧化碳等因素的协同影响，在不同环境下的光合速率可以用光合响应曲线来描述。当其他因素不足时，由于存在饱和点，即使光强很高，植物也不能吸收利用。
[0003]光强的增加可提高叶片的光合速率，当达到某一光强时，叶片的光合速率等于呼吸速率，即二氧化碳的吸收量等于释放量，这时的光强成为光补偿点。在低光强区，光合速率随光强的增强而呈比例地增加；当达到某一光强时，光合速率不再增加，而呈现饱和现象，这时的光强称为光饱和点，此后的阶段称为饱和阶段。在比例阶段光强是制约光合速率的主要因素，而饱和阶段二氧化碳的扩散和固定速率是主要限制因素。
[0004]植物的光补偿点和光饱和点不是固定数值，随外界条件的变化而变化。当其他因素不足时，由于存在饱和点，即使光强很高，植物也不能吸收利用。例如，在封闭的温室中，温度较高，二氧化碳浓度较低时，会使光补偿点提高而不利于光合产物的积累。
[0005]在温室、大棚和植物工厂灯种植环境中，为了提供植物产量通常需进行补光处理，如安装荧光灯或LED等进行持续人工照明来实现，从而延长植物光合作用的时间。但目前这些人工光源的光照时间和光照强度大多为人工控制，不能根据植物自身生长的需求对光强进行调控，存在光照能耗巨大，且测控精度低、劳动强度大以及由于测控不及时造成不可弥补的损失等弊端。而通过自动调控的光强监控设备未考虑温湿度及二氧化碳浓度的交互影响。
【发明内容】
[0006]本发明提供的光照强度控制系统及方法，可以准确地对光照强度参数进行调控。
[0007]根据本发明的一方面，提供光照强度控制系统，包括:环境监测模块、植物生长监测模块、环境参数范围设定模块、光照强度控制模块和控制器；
[0008]所述环境监测模块，用于采集环境数据信息，并将所述环境数据信息发送给所述控制器，其中，所述环境数据信息包括光照强度参数；
[0009]所述植物生长监测模块，用于对植物生长进行监测，获取植物生长信息，并将所述植物生长信息发送给所述控制器；
[0010]所述环境参数范围设定模块，用于根据所述环境数据信息和所述植物生长信息设定光照强度阈值，并将所述光照强度阈值发送给所述控制器；
[0011]所述控制器，用于接收所述环境数据信息、所述植物生长信息和所述光照强度阈值，并且如果所述环境数据信息中的光照强度参数不在所述光照强度阈值内，则将所述光照强度参数发送给所述光照强度控制模块进行调控；
[0012]所述光照强度控制模块，用于接收所述控制器发送的所述光照强度参数，并对所述光照强度参数进行调控。
[0013]根据本发明的另一方面，提供光照强度控制方法，包括:
[0014]采集环境数据信息，所述环境数据信息包括光照强度参数；
[0015]对植物生长进行监测，获取植物生长信息；
[0016]根据所述环境数据信息和所述植物生长信息设定光照强度阈值；
[0017]如果所述光照强度参数不在所述光照强度阈值内，则对所述光照强度参数进行调控。
[0018]本发明实施例提供的光照强度控制系统及方法，通过根据环境数据信息和植物生长信息设定光照强度阈值，并且如果光照强度参数不在光照强度阈值内，可以准确地对光照强度参数进行调控。
【附图说明】
[0019]图1为本发明实施例提供的光照强度控制系统的示意图；
[0020]图2为本发明实施例提供的光照强度控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0021]本发明的总体构思是，通过根据环境数据信息和植物生长信息设定光照强度阈值，并且如果光照强度参数不在光照强度阈值内，可以准确地对光照强度参数进行调控。
[0022]下面结合附图对本发明实施例提供的光照强度控制系统及方法进行详细描述。
[0023]图1为本发明实施例提供的光照强度控制系统的示意图。
[0024]系统包括环境监测模块101、植物生长监测模块102、环境参数范围设定模块103、光照强度控制模块104和控制器105。
[0025]环境监测模块101用于采集环境数据信息，并将环境数据信息发送给控制器105，其中，环境数据信息包括光照强度参数。
[0026]植物生长监测模块102用于对植物生长进行监测，获取植物生长信息，并将植物生长信息发送给控制器105。
[0027]这里，可以在种植环境中安装摄像头等设备对植物的生长情况进行监测，从而获取植物不同阶段的生长信息。
[0028]环境参数范围设定模块103用于根据环境数据信息和植物生长信息设定光照强度阈值，并将光照强度阈值发送给控制器105。
[0029]这里，光照强度阈值是通过光合曲线设定的。
[0030]控制器105用于接收环境数据信息、植物生长信息和光照强度阈值，并且如果环境数据信息中的光照强度参数不在光照强度阈值内，则将光照强度参数发送给光照强度控制模块104进行调控。
[0031]光照强度控制模块104用于接收控制器105发送的光照强度参数，并对光照强度参数进行调控。
[0032]这里，如果小于光照强度阈值，则增加光强；如果大于光照强度阈值，则减少光强。
[0033]根据本发明的示例性实施例，控制器105还包括:如果环境数据信息在光照强度阈值范围内，则对光照强度参数不进行调控。
[0034]根据本发明的示例性实施例，环境监测模块包括温度传感器、湿度传感器、二氧化碳浓度传感器和光照传感器；
[0035]温度传感器，用于对环境温度进行监测，获取环境温度参数；
[0036]湿度传感器，用于对环境湿度进行监测，获取环境湿度参数；
[0037]二氧化碳浓度传感器，用于对二氧化碳浓度进行监测，获取二氧化碳浓度参数；
[0038]光照传感器，用于对光照强度进行监测，获取光照强度参数。
[0039]根据本发明的示例性实施例，所述环境数据信息还包括:环境温度参数、环境湿度参数、二氧化碳浓度参数。
[0040]本发明实施例提供的光照强度控制系统，通过根据环境数据信息和植物生长信息设定光照强度阈值，并且如果光照强度参数不在光照强度阈值内，可以准确地对光照强度参数进行调控。
[0041]图2为本发明实施例提供的光照强度控制方法的流程图。
[0042]参照图2，在步骤S201，采集环境数据信息，所述环境数据信息包括光照强度参数。
[0043]在步骤S202，对植物生长进行监测，获取植物生长信息。
[0044]在步骤S203，根据所述环境数据信息和所述植物生长信息设定光照强度阈值。
[0045]在步骤S204，如果所述光照强度参数不在所述光照强度阈值内，则对所述光照强度参数进行调控。
[0046]根据本发明的示例性实施例，所述方法还包括:
[0047]如果所述环境数据信息在所述光照强度阈值范围内，则对所述光照强度参数不进行调控。
[0048]本发明实施例提供的光照强度控制方法，通过根据环境数据信息和植物生长信息设定光照强度阈值，并且如果光照强度参数不在光照强度阈值内，可以准确地对光照强度参数进行调控。
[0049]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种光照强度控制系统，其特征在于，所述系统包括环境监测模块、植物生长监测模块、环境参数范围设定模块、光照强度控制模块和控制器； 所述环境监测模块，用于采集环境数据信息，并将所述环境数据信息发送给所述控制器，其中，所述环境数据信息包括光照强度参数； 所述植物生长监测模块，用于对植物生长进行监测，获取植物生长信息，并将所述植物生长信息发送给所述控制器； 所述环境参数范围设定模块，用于根据所述环境数据信息和所述植物生长信息设定光照强度阈值，并将所述光照强度阈值发送给所述控制器； 所述控制器，用于接收所述环境数据信息、所述植物生长信息和所述光照强度阈值，并且如果所述环境数据信息中的光照强度参数不在所述光照强度阈值内，则将所述光照强度参数发送给所述光照强度控制模块进行调控； 所述光照强度控制模块，用于接收所述控制器发送的所述光照强度参数，并对所述光照强度参数进行调控。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器还包括:如果所述环境数据信息在所述光照强度阈值范围内，则对所述光照强度参数不进行调控。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述环境监测模块包括温度传感器、湿度传感器、二氧化碳浓度传感器和光照传感器； 所述温度传感器，用于对环境温度进行监测，获取环境温度参数； 所述湿度传感器，用于对环境湿度进行监测，获取环境湿度参数； 所述二氧化碳浓度传感器，用于对二氧化碳浓度进行监测，获取二氧化碳浓度参数； 所述光照传感器，用于对所述光照强度进行监测，获取光照强度参数。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述环境数据信息还包括:环境温度参数、环境湿度参数、二氧化碳浓度参数。
5.一种光照强度控制方法，其特征在于，所述方法包括: 采集环境数据信息，所述环境数据信息包括光照强度参数； 对植物生长进行监测，获取植物生长信息； 根据所述环境数据信息和所述植物生长信息设定光照强度阈值； 如果所述光照强度参数不在所述光照强度阈值内，则对所述光照强度参数进行调控。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 如果所述环境数据信息在所述光照强度阈值范围内，则对所述光照强度参数不进行调控。
【专利摘要】本发明提供的光强控制系统及方法，包括：环境监测模块，用于采集环境数据信息，并将环境数据信息发送给控制器；植物生长监测模块，用于对植物生长进行监测，获取植物生长信息，并将植物生长信息发送给控制器；环境参数范围设定模块，用于根据环境数据信息和植物生长信息设定光照强度阈值，并将光照强度阈值发送给所述控制器；控制器，用于接收环境数据信息、植物生长信息和光照强度阈值，并且如果环境数据信息中的光照强度参数不在光照强度阈值内，则将光照强度参数发送给光照强度控制模块进行调控；光照强度控制模块，用于接收控制器发送的光照强度参数，并对光照强度参数进行调控。本发明可以准确地对光照强度参数进行调控。
【IPC分类】G05D25-02
【公开号】CN104635810
【申请号】CN201510103009
【发明人】王秀娟, 康孟珍, 范兴容, 华净, 王浩宇, 王飞跃
【申请人】中国科学院自动化研究所
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年3月9日