一种植物生长光环境控制系统及方法与流程

本发明涉及一种植物生长控制系统，尤其涉及一种植物生长光环境控制系统。

背景技术：

利用LED光源代替太阳光给植物营造生长发育环境，经过应用测试，混合波长的LED光源能够显著促进植物的生长、发育、繁殖等。现有市场的LED灯控制系统已有调光机制，但调光模式不全面、不灵活、不精确，不能给植物生长提供最佳的光照模式。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种植物生长光环境控制系统，其能控制光参数中的光强、光质、光周期，实现多项光参数协同调整用于植物生长精确补光，可以合理提供植物生长所需的光谱，避免多余的能源浪费。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种植物生长光环境控制系统，包括上位机、主控制器和子控制模块，所述上位机与所述主控制器连接，所述主控制器与所述子控制模块连接；

所述上位机通过无线通信模块向所述主控制器发送数据和指令，所述上位机包括曲线采集模块和数据处理模块，所述曲线采集模块用于存储和下载各类植物各生长阶段以及与各类植物各生长阶段对应的曲线数据，所述数据处理模块用于将所述各类植物各生长阶段和所述各类植物各生长阶段对应的曲线数据添加到所述主控制器；所述曲线数据为光参数在24小时内随单位时间的变化曲线，所述与各类植物各生长阶段对应的曲线数据包括与各类植物各生长阶段对应的多种不同波长的光的曲线数据，且每种波长的光有至少一条曲线数据；

所述主控制器用于接收并存储所述上位机发送的数据和指令，并将所述指令发送到所述子控制模块，所述指令包括植物各生长阶段信息以及与植物各生长阶段信息对应的曲线数据信息；

所述子控制模块用于接收所述主控制器发送的指令并根据所述指令改变光参数，所述子控制模块包括一个子控制器、至少一个通道控制器以及与所述通道控制器分别对应连接的可调电源组和LED灯具，所述子控制器与所述通道控制器集成在一块电路板上，所述通道控制器设有与所述曲线数据对应的存储区域；所述子控制器用于接收所述主控制器发送的指令并发送到所述通道控制器，所述通道控制器用于根据所述植物各生长阶段信息以及与植物各生长阶段信息对应的曲线数据信息控制所述可调电源组，从而控制所述LED灯具的光参数变化；

所述上位机连接至少一个主控制器，所述主控制器连接至少一个子控制模块。

优选的，所述子控制器连接8个通道控制器，所述与所述曲线数据对应的存储区域为30个存储区域。

优选的，所述子控制模块还包括灯具继电器，所述灯具继电器连接所述LED灯具，所述通道控制器将所述LED灯具的参数变化信息通过所述子控制器和所述主控制器反馈到所述上位机，所述上位机根据反馈的参数变化信息判断所述LED灯具是否正常工作，并通过所述主控制器将所述LED灯具的异常信息发送到所述子控制器，所述子控制器根据所述异常信息调节所述灯具继电器，从而控制所述LED灯具的接通和断开。

优选的，所述LED植物生长灯控制系统还包括传感器模组，所述传感器模组包括灯具温度传感器和环境因子传感器。

优选的，所述主控制器接有报警装置，所述报警装置用于发送报警提示信息。

优选的，所述主控制器连接LCD显示屏，所述LCD显示屏用于显示所述子控制模块的工作状态。

本发明还提供了一种植物生长光环境控制方法，所述方法包括：

在上位机上为各类植物各生长阶段添加对应的曲线数据并存储，选择和下载各类植物各生长阶段以及与各类植物各生长阶段对应的曲线数据，所述曲线数据为光参数在24小时内随单位时间的变化曲线，所述与各类植物各生长阶段对应的曲线数据包括与各类植物生长阶段对应的多种不同波长的光的曲线数据，且每种波长的光有至少一条曲线数据；

所述上位机通过无线通信模块向主控制器发送数据和指令，所述指令包括植物生长阶段信息以及与植物生长阶段信息对应的曲线数据信息；

所述主控制器接收所述上位机发送的指令并分组后发送到子控制模块；

所述子控制模块的子控制器接收所述主控制器的指令并发送到通道控制器，所述通道控制器根据所述各类植物各生长阶段以及与各类植物各生长阶段对应的曲线数据调节可调电源组控制LED灯具参数的变化。

优选的，所述方法还包括：所述子控制模块通过所述主控制器将所述LED灯具的参数变化信息反馈到所述上位机，所述上位机根据反馈的参数变化信息判断所述LED灯具是否正常工作，并通过所述主控制器将所述LED灯具的异常信息发送到所述子控制器，所述子控制器根据所述异常信息调节灯具继电器，控制所述LED灯具的接通和断开。

优选的，所述方法还包括：传感器模组采集灯具温度信息和环境因子信息反馈到所述主控制器。

优选的，所述方法还包括：所述主控制器显示异常信息并发送指令到报警装置。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：所述的植物生长光环境控制系统及方法能控制光参数中的光强、光质、光周期，实现多项光参数协同调整用于植物生长精确补光，合理提供植物生长所需的光谱，避免多余的能源浪费；可以根据植物生长阶段不同状态，自动调节光参数，整个过程无需人工过多干预；适应性广，灵活调整光参数以满足不同类型植物对光配方的要求。

附图说明

图1为本发明一实施例中一植物生长光环境控制系统的结构示意图；

图2为图1所示植物生长光环境控制系统的上位机软件执行过程示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

本发明提供了一种植物生长光环境控制系统及方法，如图1，一种植物生长光环境控制系统，包括上位机1、主控制器2和子控制模块3，上位机1与主控制器2连接，上位机1通过无线通信模块向主控制器2发送数据和指令，主控制器2与子控制模块3通过通讯电缆连接，主控制器2用于接收并存储上位机1发送的指令，并将所述指令发送子控制模块3；上位机1连接至少一个主控制器2，主控制器2连接至少一个子控制模块；实现多个分区同时工作。

上位机1包括曲线采集模块、硬件管理模块和数据处理模块，所述曲线采集模块用于存储和下载各类植物各生长阶段以及与各类植物各生长阶段对应的曲线数据，所述硬件管理模块用于扫描和选择主控制器2和子控制模块3，所述数据处理模块用于将所述各生长阶段和所述各生长阶段对应的曲线数据添加到主控制器2，并设置每个植物生长阶段的运行时长；所述曲线数据为光参数在24小时内随单位时间的变化曲线，所述与各类植物各生长阶段对应的曲线数据包括与各类植物各生长阶段对应的多种不同波长的光的曲线数据，且每种波长的光至少有至少1条曲线数据；

如图2，上位机软件执行过程，添加生长阶段分类11，对各类植物各个生长阶段添加生长阶段分类；生长阶段集合12，将添加的生长阶段保存在生长阶段集合中；添加多个单曲线数据13，根据实际所需最优光线组合，为每个生长阶段添加单曲线数据并保存。扫描主控制器21，对所有主控制器和每个主控制器的所有子控制模块扫描，根据实际情况选择所需要的主控制器和每个主控制器所需的子控制模块；添加到分区22，将选择的主控制器和子控制模块信息添加到分区。关联一个或多个曲线组31，从生长阶段集合中为每个分区选择对应的生长阶段，下载选中的生长阶段和对应的单曲线数据，将每个分区所选择的主控制器和子控制模块与下载的生长阶段信息和对应的单曲线数据关联；设置一个或多个曲线组运行日期32，设置每个分区每个阶段的运行日期。执行步骤选择需要启动的区域4，启动程序，上位机执行步骤发送数据5，将数据发送到所述主控制器2，所述上位机与所述主控制器双向通信，上位机同时执行步骤监控设备6。根据植物生长阶段的不同状态，自动调节光参数。

继续参照图1，子控制模块3包括子控制器31、至少一个通道控制器32以及与通道控制器分别对应连接的可调电源组33和LED灯具34，子控制器31与通道控制器32集成在一块电路板上，通道控制器32通过可调电源组33连接LED灯具34，通道控制器设有与所述曲线数据对应的存储区域；主控制器2将接收到的指令编码分组后发送到每一个子控制器31，子控制器31用于接收主控制器2的指令并解码后发送到通道控制器32，通道控制器32用于控制可调电源组33，从而控制LED灯具34的光参数变化。本实施例中子控制31集成八个通道控制器32在一块电路板上，八个通道控制器32分别对应连接八个可调电源组33和LED灯具34，从而可以控制八个波长的LED灯具，每个通道控制器32设有30个存储区域，从而对应每个波长的光可以设置30条曲线。需要说明的是上位机可以连接多个主控制器，主控制器可以连接多个子控制器，子控制器可以连接多个通道控制器，对应的也就有多个可调电源组和LED灯具，在此，不做限定。可以灵活调整光参数以满足不同类型的植物对光配方的要求。

子控制模块3还包括灯具继电器35，灯具继电器35连接LED灯具34，通道控制器32将LED灯具34的参数变化信息通过子控制器31和主控制器2反馈到上位机1，上位机1根据反馈的参数变化信息判断LED灯具34是否正常工作，并通过主控制器2将LED灯具34的异常信息发送到子控制器31，子控制器31根据所述异常信息调节灯具继电器35，从而控制LED灯具34的接通和断开。

本发明所述植物生长光环境控制系统还包括传感器模组，所述传感器模组包括灯具温度传感器和环境因子传感器。此外，所述系统还预留多种接口可以与其他设备配套使用。传感器采集数据全面，可以采集各种环境因子，保证光均匀分布。

优选的，本发明所述植物生长光环境控制系统的主控制器2连接LCD显示屏4，LCD显示屏4用于显示子控制模块3的工作状态。

优选的，本发明所述植物生长光环境控制系统的主控制器2连接报警装置5，报警装置5用于接收主控制器发送的指令并发出报警提示信息。不需要频繁人工干预及巡检，减少人工成本。

本发明所述植物生长光环境控制系统包括多种不同波长的LED灯，每种波长可以设置多种光参数随单位时间的变化曲线，能控制光参数中的光强、光质、光周期，实现多项光参数协同调整用于植物生长精确补光，合理提供植物生长所需的光谱，避免多余的能源浪费；可以根据植物生长阶段不同状态，自动调节光参数，整个过程无需人工过多干预；适应性广，灵活调整光参数以满足不同类型植物对光配方的要求。

本发明实施例还提供了一种植物生长光环境控制方法，所述方法包括：

在上位机上为各类植物各生长阶段添加对应的曲线数据并存储，选择和下载各类植物各生长阶段以及与各类植物各生长阶段对应的曲线数据，所述曲线数据为光参数在24小时内随单位时间的变化曲线，所述与各类植物各生长阶段对应的曲线数据包括与各类植物生长阶段对应的多种不同波长的光的曲线数据，且每种波长的光有至少一条曲线数据；

所述上位机通过无线通信模块向主控制器发送数据和指令，所述指令包括植物生长阶段信息以及与植物生长阶段信息对应的曲线数据信息；

所述主控制器接收所述上位机发送的指令并分组后发送到子控制模块；

所述子控制模块的子控制器接收所述主控制器的指令并发送到通道控制器，所述通道控制器根据所述各类植物各生长阶段以及与各类植物各生长阶段对应的曲线数据调节可调电源组控制LED灯具参数的变化。

优选的，所述方法还包括：所述子控制模块通过所述主控制器将所述LED灯具的参数变化信息反馈到所述上位机，所述上位机根据反馈的参数变化信息判断所述LED灯具是否正常工作，并通过所述主控制器将所述LED灯具的异常信息发送到所述子控制器，所述子控制器根据所述异常信息调节灯具继电器，控制所述LED灯具的接通和断开。

优选的，所述方法还包括：传感器模组采集灯具温度信息和环境因子信息反馈到所述主控制器。

优选的，所述方法还包括：所述主控制器显示异常信息并发送指令到报警装置。

本实施例中的方法与前述实施例中植物生长光环境控制系统是基于同一发明构思下的两个方面，在前面已经对系统做了详细的描述，所以本领域技术人员可根据前述描述清楚地了解本实施例中的方法及实施过程，为了说明书的简洁，在此就不再赘述。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。