可自动调节光质配比的LED植物补光灯系统的制作方法

本实用新型涉及一种植物补光灯，尤其涉及一种可自动调节光质配比的led植物补光灯系统。

背景技术：

太阳光是植物赖以生存的关键因素，植物需要利用太阳光的能量来进行光合作用，以获得生长发育所必须的养分。然而，在很多场合(如塑料大棚、日光温室、速冻温室和植物工厂等)，由于设施建筑在一定程度上遮挡了太阳光，导致室内光线不足，造成植物减产和品质降低。为了在光照不足的情况下尽可能地为植物补充光，植物灯光环境是植物生长发育不可缺少的重要物理环境因素之一。大多数植物灯采用传统的日光灯、高压钠灯、金属卤素灯等结构，传统的植物灯在一定程度上解决了植物补充光照的问题，但不同的植物及其不同的生长阶段所需要的红蓝光配比不同，然而传统的植物灯不具智能性，无法根据具体植物和其生长状态调节红蓝光的配比，从而对植物生长的调节效果不佳，并非植物的最佳补充光源。

为了解决上述问题，led植物灯应运而生。led植物灯可以根据植物品种的不同，调节光质配比，有针对性地补光，促进植物生长，减短植物开花结果用的时间，提高生产。目前可调节led植物灯光质配比的方案很多，归纳起来有以下几种：1、红光照射角度不变，而改变蓝光照射角度，使蓝光照射到植物上的光通量改变，达到红、蓝光光通量比的改变；2、用不透光板来遮挡蓝光led发光的颗数，也能达到调节红、蓝光配比的目的；3、通过开关来切换蓝光led通电的颗数，因红光led发光的光通量不变，而蓝光led发光颗数改变了，因而达到调节红、蓝光配比的目的；4、集中式的调配红、蓝光配比。方案1、2需要手动调节，不能准确调整红、蓝光配比，且浪费电能，使很大一部分蓝光光通量浪费；方案3需要将每个led植物灯从高处取下后，打开开关后再挂上，另外植物在生长的不同时期需要不同的光配比，若有大量植物灯，操作起来极为麻烦；此外控制电路也很复杂；方案4中每个植物光需要使用很多控制导线，安装和维修十分麻烦。

技术实现要素：

发明目的：本实用新型提供了一种可采集植物图像进行分析，根据植物的种类和生长状态自适应地调整光质配比、结构简单、无需人工操作的rgbled植物补光灯系统。

技术方案

本实用新型包括电源模块、计时模块、图像采集模块、中央处理模块、控制模块和照明模块；电源模块对各模块供电，计时模块计时后，通过图像采集模块对植物采集图像，将信息传输至中央处理模块，通过控制模块控制照明模块发出满足该光质配比的光对植物进行补光。

进一步的，所述的计时模块为可手动设定间隔时间的计时器，通过设定的时间间隔，控制图像采集模块采集植物的图像。

进一步的，所述的图像采集模块安装在植物上方，用于采集植物图像。

进一步的，所述的中央处理模块接收图像采集模块采集的图像，并将图像信息进行处理，确定出植物种类以及植物当前所处的生长状态，然后与中央处理模块中预先存储的各植物不同生长阶段需要的最佳光质配比数据进行比对，从而获得最佳的红、绿、蓝三种光的光质配比。

进一步的，所述的控制模块接收最佳光质配比的信息，并根据最佳光质配比，产生三路电流值成相应比例的信号，送入到照明模块。

进一步的，照明模块采用至少一个商用rgbled灯，它将红、绿、蓝三个led集成为一体。照明模块接收三路信号，并驱动相应的led发光，对植物按最佳光质配比进行光照。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型有以下显著效果：本实用新型的光质配比可以根据植物的种类和生长周期自动调整，确保以最优的光照对植物照射，促进植物更快、更健康地生长，且适用范围广，无需人工操作，更加智能化；另外采用商用rgbled作为照明光源，电路结构简单，安装方便，电能利用率高，成本低。

附图说明

图1为本实用新型系统示意图；

图2为本实用新型工作流程图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括电源模块1、计时模块2、图像采集模块3、中央处理模块4、控制模块5和照明模块6。电源模块1对系统各模块供电，系统开始工作，计时模块2计时之前，预先设定一个门限值t，然后计时模块从t＝0开始计时，当t小于t时，则继续计时，当t大于t时，则将t清零，计时模块2重新计时。此时，控制图像采集模块3采集植物图像，然后将图像信息发送至中央处理模块4。中央处理模块4接收图像信息，对其进行处理与分析，从而确定植物的种类以及植物当前生长阶段，然后与中央处理模块4中已经存储好的植物各生长阶段需要获取的最佳光质配比数据进行比对，获得植物当前阶段所需的最佳光质配比，并将其传输给控制模块5。控制模块5接收中央处理模块4所传输的最佳光质配比信息，控制rgbled灯红、绿、蓝三路信号的电流值，使得三路信号的电流值与光质配比成相同的比例，每间隔t时间，便动态调整一次最佳光质配比，确保植物在不同阶段都能按最佳光质配比照射，该过程直到植物生长周期结束停止。

技术特征：

1.一种可自动调节光质配比的led植物补光灯系统，其特征在于：包括电源模块(1)、计时模块(2)、图像采集模块(3)、中央处理模块(4)、控制模块(5)和采用至少一个可控的商用rgbled灯的照明模块(6)；电源模块(1)对各模块供电，计时模块(2)计时后，通过图像采集模块(3)对植物采集图像，将信息传输至中央处理模块(4)，通过控制模块(5)控制照明模块(6)发出满足植物不同生长阶段最佳光质配比的光对植物进行补光。

2.根据权利要求1所述的可自动调节光质配比的led植物补光灯系统，其特征在于：所述的计时模块(2)为可手动设定间隔时间的计时器。

3.根据权利要求1所述的可自动调节光质配比的led植物补光灯系统，其特征在于：所述的图像采集模块(3)为照相机或摄影机，设置于植物上方。

4.根据权利要求1所述的可自动调节光质配比的led植物补光灯系统，其特征在于：所述的中央处理模块(4)可通过分析植物图像，获得植物种类及所处的生长阶段，然后与预先存储的植物不同生长阶段的最佳光质配比数据进行比对，获得植物当前时期所需要的最佳光质配比，并将信息传输至控制模块(5)。

5.根据权利要求1所述的可自动调节光质配比的led植物补光灯系统，其特征在于：所述的控制模块(5)接收最佳光质配比的信息，通过调节rgbled灯红、绿、蓝三路信号的电流值，控制led灯发出最佳光质配比的光。

技术总结
本实用新型公开了一种可自动调节光质配比的LED植物补光灯系统，包括电源模块、计时模块、图像采集模块、中央处理模块、控制模块和照明模块。电源模块对各模块供电，计时模块计时，间隔一段时间后，通过图像采集模块对植物采集图像，将信息传输至中央处理模块，进行图像分析并获得植物当前所需要的最佳光质配比，通过控制模块控制照明模块的RGB LED灯发出满足该光质配比的光对植物进行补光。本实用新型的结构简单，节约能源，无需手工操作，并且可以根据植物的种类和生长阶段，动态调整光质配比，确保以最佳的光质配比照射植物，促使植物健康、快速地生长。

技术研发人员：王金元;陈雨;何芊芊;林生红
受保护的技术使用者：南京邮电大学
技术研发日：2019.05.05
技术公布日：2020.06.02