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_2

文档序号:8343633阅读:来源:国知局
:变频器
[0030] 310 :直流-直流转换器320 :LED控制器
[0031] 330:LED 发光部
【具体实施方式】
[0032] 以下参照附图对本发明的实施例进行详细描述。标注附图标记时,即使相同技术 特征在不同的附图中出现,也尽可能使用了相同的附图标记。同时还要注意,在通篇说明书 中,如果认为对相关已知的技术特征和功能的具体说明可能会导致本发明主题不清楚,则 省略其详细说明。
[0033] 而且,说明本发明时,可以使用第一、第二、A、B、(a)、(b)等用语。这些用语仅仅 是为了区分相应技术特征与其他技术特征,并非限定其本质、次序或顺序等。如果说明书记 载一技术特征与另一技术特征"连接"、"结合"或"接触",可以理解为一技术特征与另一技 术特征直接连接或接触,也可以理解为各技术特征之间有另一技术特征与之相"连接"、"结 合"或"接触"。
[0034] 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,图3是图2 的管制装置中运行的远程调控程序的例示图。
[0035] 如图2所示,根据本发明实施例的利用LED照明的植物栽培系统,包括:设在植物 工厂外部的管制装置200、通信网210以及构成植物工厂内部系统的有线无线路由器221、 管理者用操作装置223、网关225、摄影装置227、供电装置229、调控模块231、计量模块 233、传感器模块235、发光模块237中一部分或全部。
[0036] 在此,构成植物工厂内部系统的有线无线路由器221、管理者用操作装置223、网 关225、摄影装置227、供电装置229、调控模块231、计量模块233、传感器模块235、发光模 块237中一部分或全部,可称之为植物栽培用LED照明装置。
[0037] 管制装置200是例如设在特定公司或大学的电脑综合装置,例如,其可运行如图 3(a)以及图3(b)中所示IFD处理程序及远程调控专用程序。据此可实时监视正在栽培植 物的植物工厂内的环境,并设定在植物工厂内发光模块237中排列的发光元件、例如LED色 温。并且可利用像TCP/IP -样的网络协议,远程调控摄影装置227等,而收集布置于植物 工厂内的摄影装置227及传感器模块235发出的数据。
[0038] 在此,发光元件的色温可按像素或像素块为单位进行设定,像素是组合R、G、B而 成的单位,而像素块是组合多个像素的单位。
[0039] 管制装置200对例如从摄影装置227、计量模块233以及传感器模块235收集的数 据进行分析,从而具体确认正在栽培的植物的生长条件。假如、若判断植物工厂内的温度、 湿度、光强度、波长、电力、电流、电压等中的一部分或全部的结果,觉得内部环境并不适合 时,就通知管理者用操作装置223,并根据该调控数据维持最佳环境。在此过程中,管制装置 200可向管理植物工厂的使用者终端传送相关信息,在此所述终端包括手机等。
[0040] 通信网210用于连接设在植物工厂外部的管制装置200与植物工厂内的有线无线 路由器221。通信网210包括有线无线通信网,并且优先为互联网,作为无线通信网可包含 如CDM网、WCDM网、GSM网以及今后将会实现的下一代移动通信系统的网络等。
[0041] 有线无线路由器221为使管制装置200与管理者操作装置223、或管制装置200与 摄影装置227之间进行有线无线通信,进行转换信号或信息的过程,并且可运行对植物工 厂内的管理者用操作装置223以及摄影装置227等进行搜索的路径设定程序。例如、通过 网络协议由管制装置200发出的信息,在有线无线路由器221转变成像蜂窝(Zigbee)、无线 保真(Wifi) -样的无线协议,再传送到管理者用操作装置223或摄影装置227,相反情况也 相同。
[0042] 管理者用操作装置223是例如设在进行植物栽培的温室或植物工厂内部的电脑, 其包括查找表(Lookup Table)形式的内存。在内存中则保存调控数据即、关于光量、温度、 湿度、光强度、波长以及二氧化碳浓度、电力、电流、电压等的信息,根据使用者的界面向调 控模块231、计量模块233、传感器模块235传送各植物的不同调控信息。例如、若管制装置 200向管理者用操作装置223发出任意要请时,管理者用操作装置223的使用者根据该要 请,选择符合特定状况的调控数据并将其传送到网关225,网关225则将该数据传送到调控 模块231、计量模块233、传感器模块235。
[0043] 网关225包括IXD式网关,其接收由管理者用操作装置223发出的适合使用者界 面的调控数据,并通过像蜂窝(Zigbee) -样的近距离通信网而对调控模块231、计量模块 233、传感器模块235进行调控。即、网关225为了对发光模块237的发光元件进行脉冲宽 度调制而向调控模块231传送关于波长等的调控数据,关于温度及湿度等的调控数据则传 送到传感器模块235进行处理,关于电力等的调控数据则传送到计量模块233。此时网关 225在计量模块233、传感器模块235中利用自发光模块237收取的识别信息,从而能够顺 利控制网络。
[0044] 摄影装置227实时监视温室或植物工厂的状态,并检测植物的状态及发光模块 237的异常与否。此时,摄影装置227例如在管制装置200的远程调控下实时监视植物工 厂内部的状态后,再向管制装置200传送摄影的数据,从而确认植物工厂内的状态或发光 模块237的异常与否,若发现异常就会采取适当的措施。假如若摄影装置227的监视结果 发现在发光模块237发生异常时,管制装置200联系农场管理者的手机等,对该模块进行修 理。若需要调控植物的状态时,向农场管理者的手机或管理者用操作装置223发出邀请,利 用保存在管理者用操作装置223内存中的调控数据,处理该状况。
[0045] 供电装置229可分为多个第一、第二供电装置229_1、229_2。第一供电装置229_1 将交流电转换为直流电并将其传送到调控模块231,第二供电装置229_2则将所转换的直 流电传送到传感器模块235及发光模块237。各个供电装置229接收IlOV或220V常用电 源并将其转换为24V左右的直流电,再转换为用于驱动调控模块231或发光模块237内集 成电路(IC)的3. 3V左右的直流电后输出。为此供电装置229可包括变频器与直流-直流 转换器。
[0046] 调控模块231是通过网关225与近距离无线通信网进行调控的,其接收由第一供 电装置229_1输出的直流电而被驱动。换句话说,根据发明实施例的调控模块231为了能 够分别管理构成一列的发光模块237,可按一对一比例设置,可设计成根据网关225调控, 第一列至第N列的发光模块237具备相同的发光条件,但是若栽培不同植物时可驱动适用 于该农作物的发光条件。假如、调控模块231通过脉冲宽度调制等对发光模块237进行调 光(Dimming)。进而、调控模块231可将红、绿、蓝的LED元件按各颜色进行统一调控,而提 供全彩色的光。下面将继续说明相关内容。
[0047] 计量模块233也是通过网关225与近距离无线通信网进行调控的,其收取从供电 装置229传送到调控模块231、传感器模块235、发光模块237的电压、电力等的电压相关信 息,根据协议经过网关225及有线无线路由器221传送到管制装置200。例如、计量模块233 利用计量传感器等而测定供电装置229的各输入交流电与整体系统的输入交流电后,将测 定值转换成数码而产生电压相关信息,并将生成的电压相关信息传送到管制装置200。然 后计量模块233根据管制装置200的分析结果,基于供到管理者用操作装置223的调控数 据,通过调控网关225而重新设定供电装置229的电力状态。如此计量模块233通过远程 检测、供需管理,可最大限度减少能量消费,而且在供电方面可进行闲置电量确认并管理功 能,例如维护、监视、计量、诊断等。
[0048] 当然计量模块233可根据基于管制装置200的分析结果由管理者用操作装置223 传送的调控数据,通过调控网关225而掐断由供电装置229输出的电压,或者有选择地传送 或掐断由特定电路输出的输出电压。并且计量模块233可根据由管理者用操作装置223提 供的调控数据,调节从供电装置229供到调控模块231及发光模块237等的电压的大小。更 新了调控模块231及发光模块237,而从供电装置229输出的以前的电压是24V直流电,就 会导通电压转换电路以使其输出12V直流电。
[0049] 传感器模块235包括:光强度传感器、浓度传感器(例如、二氧化碳浓度传感器)、 温度传感器、湿度传感器、波长传感器等,通过利用如此多样的传感器,可形成栽培植物的 最佳环境
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