一種led植物光照系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種LED植物光照系統(tǒng)，包括基座（1）、燈具主體（2）以及與所述燈具主體相連接的外框架（3），其特征在于：所述外框架為弓形，所述燈具主體懸掛于外框架上，燈具主體可沿著外框架移動；所述燈具主體由懸桿（21）以及所述懸桿下端的LED光源（22）組成。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有如下優(yōu)點：一、高仿真植物生長環(huán)境，即便是在室內環(huán)境中，植物也能正常生長。二、對植物的生長環(huán)境進行智能控制，可根據(jù)用戶需要，無論是在冬季還是夏季均可令其處于最適宜生長的環(huán)境。三、可連接至互聯(lián)網，進行時間同步，有效避免因掉電等原因造成的內外時間不對稱。
【專利說明】一種LED植物光照系統(tǒng)

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及LED照明領域，具體地說是一種LED植物光照系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002] 隨著生活水平的不斷提高和技術的進步，人們對新鮮蔬菜植物的需求也不斷增 力口。利用大棚種植技術可以縮短植物的生產周期和生產出反季節(jié)的時令蔬菜，以滿足人們 的需求。適宜的光照和溫度是植物生產的必要條件，采用大棚種植的蔬菜，往往光照度不 足，特別是在冬季寒冷季節(jié)也很難達到植物生產適宜的溫度，因此可以采用人工補光和加 溫輔助的措施，創(chuàng)造植物適宜的生長條件。
[0003] 我國在21世紀前十年已逐步將LED燈應用于現(xiàn)代農業(yè)生產領域中，由于它具有能 耗低、壽命長、而且還能根據(jù)作物的需要調節(jié)光質、光量，促進作物生產發(fā)育，顯著提高了產 量與品質，因此，正越來越受到人們的關注。
[0004] LED技術憑著節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點被廣泛應用于燈具【技術領域】。由于LED燈具可以發(fā) 出特定波長的光線，被開發(fā)成用于模擬太陽光的LED植物光照系統(tǒng)。
[0005] 光照環(huán)境對動植物的生長有著良好的促進作用。特別是在不同頻率的復合光譜環(huán) 境下，生長效率和質量更好。并且，有研究表明，在光照時間和強度合理變化的情況下，動植 物的生長情況會更理想。有資料記載，不同波長的光線對于植物光合作用的影響是不同的， 植物光合作用需要的光線，波長在380?780納米之間；而波長在380?520納米之間的藍 紫光以及波長在610?780納米之間的紅橙光對于光合作用貢獻最大。
[0006] 藍色LED發(fā)出的波長通常在450納米左右的藍光以及紅色LED發(fā)出的波長在660 納米左右的紅光，剛好可以提供植物所需的光線。因此，用于促進植物生長的所謂植物光照 系統(tǒng)，比較理想的選擇就是使用這兩種顏色組合，藍色光能促進綠葉生長，紅色光有助于開 花結果。所以，對不同植物，以及其生長周期中去調節(jié)紅色和藍色光的比例，能達到最佳生 長效果。
[0007] 但是，傳統(tǒng)LED植物光照系統(tǒng)均固定設置，長時間以單一地角度照射生長的植物， 使不同位置的植物乃至同一株植物的不同部位產生發(fā)育不均衡的問題。同時，LED光源長 時間工作容易導致產生大量熱能，如果熱量沒有及時散發(fā)出去會導致溫度升高，是光衰上 升、光照強度減弱、使用壽命縮短，影響植物的生長。而由于LED植物光照系統(tǒng)產生的熱量 會影響植物的生長環(huán)境。另一方面，傳統(tǒng)LED植物光照系統(tǒng)僅單純地模仿自然環(huán)境中的光 照的強度，而忽視環(huán)境的溫度、相對濕度及懸浮顆粒物會影響光照的效果，例如相對濕度較 高時，懸浮的水霧將阻擋波長較短的光波(如藍光、綠光、紫外光等)，而植物光合作用所能 轉化的光能恰恰是波長較短的光，因此相對濕度過高會抑制植物的光合作用。因此，如何模 仿最適合植物生長的光照環(huán)境，是現(xiàn)代農業(yè)技術中的熱門研究主題。 實用新型內容
[0008] 針對上述現(xiàn)有技術，本實用新型要解決的技術問題是提供一種可高效促進植物生 長的LED植物光照系統(tǒng)。
[0009] 為了解決上述問題，本實用新型的LED植物光照系統(tǒng)，包括基座、燈具主體以及與 所述燈具主體相連接的外框架，所述外框架為弓形，所述燈具主體懸掛于外框架上，燈具主 體可沿著外框架移動；所述燈具主體由懸桿以及所述懸桿下端的LED光源組成。
[0010] 作為一種優(yōu)選的實施方式，所述LED光源的燈板上設置有紅光LED芯片、藍光LED 芯片、紫外LED芯片以及波長為500- 900nm的遠紅外LED芯片，四種發(fā)光二極管交錯排列 在燈板上。
[0011] 所述遠紅外LED芯片產生的遠紅外線其波長可優(yōu)選為750nm附近。
[0012] 作為本實用新型的一種可實現(xiàn)的方式，所述四種LED芯片可以包括具有凹槽的支 架、第一芯片、第二芯片、焊盤以及金線，焊盤對角上設有電源輸入端焊點和輸出端焊點，焊 盤位于支架中的凹槽的底部，支架中的凹槽的底部設計主要使芯片發(fā)出的光線能夠充分反 射，芯片上具有正負兩個電極，第一芯片和第二芯片錯位焊接在焊盤的中間。將芯片焊接在 焊盤上時，焊盤上的輸入端焊點與第一芯片的正負電極在一條直線上，輸出端焊點與第二 芯片的正負電極在另一條直線上且兩直線平行，第一芯片的負極與第二芯片的正極連線垂 直于兩直線，且兩直線平行與支架中的凹槽底端的一條邊沿平行，與支架中的凹槽底端另 一條邊沿垂直。
[0013] 焊盤輸入端焊點使用金線與第一芯片的正極連接，第一芯片的負極與第二芯片的 正極使用金線串聯(lián)，第二芯片的負極使用金線與焊盤輸出端焊點連接，使用金線連接時，芯 片和焊盤連接的兩根金線垂直于兩個芯片串聯(lián)的金線，這樣可以避免金線遮住芯片，而造 成遮光的問題。
[0014] 作為一種優(yōu)選的實施方式，所述外框架內側設有與之形狀匹配的滑軌，所述懸桿 通過滑塊安裝在滑軌上；所述滑塊通過一機械臂與一氣缸的推桿連接，氣缸驅動滑塊帶動 燈具主體沿滑軌往復滑動。所述機械臂與所述推桿通過一轉軸連接，另一端通過轉軸與滑 軌連接。所述滑軌及滑塊均為市售產品。所述LED光源可采用任一種市售的LED光源實現(xiàn)， 對于不同植物品種，可以采用產生各種波長的LED芯片拼裝組成。
[0015] 在本實用新型中，除了弓形以外所述外框架可設計為水平的直線形。在種植區(qū)域 中，可架設多個上述的植物光照系統(tǒng)，其燈具主體在滑軌上往復運動，便可從不同的角度給 不同區(qū)域的植物予均勻的光照，有效解決現(xiàn)有技術光照角度單一、光照不均勻的問題。而可 運動的LED光源具有更加廣的單位照射面積，有利于降低單位種植面積中LED光源的安裝 量。
[0016] 優(yōu)選的，所述懸桿內設置有控制電路，在所述外框架底部中心位置設置有一信號 發(fā)射單元（4)，所述控制電路中設置有信號接收單元；所述控制電路還包括與LED光源依次 電連接的微處理器和檢測模塊，與微處理器相連的信號輸出模塊、信號接收單元；所述檢測 模塊內設置有亮度檢測單元、溫度檢測單元、濕度檢測單元以及電子指南針；所述信號輸出 模塊內設置有亮度調節(jié)單元、溫度調節(jié)單元、濕度調節(jié)單元以及報警單元。
[0017] 優(yōu)選的，所述亮度檢測單元內設置有光敏傳感器；溫度檢測單元內設置有熱敏傳 感器；濕度檢測單元內設置有濕度傳感器；電子指南針單元內設置有磁場傳感器。
[0018] 優(yōu)選的，所述亮度調節(jié)單元包含兩個及以上個串聯(lián)在不同電源正極與負極之間的 開關元件，所述開關元件的控制端與微處理器的A/D轉換單元輸出端口相連。
[0019] 優(yōu)選的，所述溫度調節(jié)單元包含兩個開關元件、風機以及加熱器，其中，所述風機 和加熱器分別通過兩個開關元件與微處理器的A/D轉換單元輸出端口相連。
[0020] 優(yōu)選的，所述濕度調節(jié)單元內置有一儲水容器，所述儲水容器通過一電磁閥與出 水口相連，所述電磁閥的控制端與微處理器的A/D轉換單元輸出端口相連，所述出水口為 一水霧噴射體。
[0021] 優(yōu)選的，還包括一與所述微處理器相連的定時電路模塊。
[0022] 優(yōu)選的，還包括內置于控制電路的GSM通信模塊，所述GSM通信模塊與外界互聯(lián)網 無線連接，并與所述定時電路通過同步電路連接。所述GSM通信模塊可選用任一種現(xiàn)有的 GSM通信模塊實現(xiàn)。
[0023] 優(yōu)選的，所述開關元件為市售的繼電器或三極管或MOS管。
[0024] 優(yōu)選的，所述磁場傳感器為市售的二維磁場傳感器，其型號為KMZ52。
[0025] 與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有如下優(yōu)點：
[0026] -、高仿真植物生長環(huán)境，即便是在暗無光日的環(huán)境下，植物也能正常生長。
[0027] 二、對植物的生長環(huán)境進行智能控制，可根據(jù)用戶需要，無論是在冬季還是夏季均 可令其處于最適宜生長的環(huán)境。
[0028] 三、可連接至互聯(lián)網，進行時間同步，有效避免因掉電等原因造成的內外時間不對 稱。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029] 圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0030] 圖2是本實用新型控制電路系統(tǒng)框圖。
[0031] 圖3是本實用新型亮度調節(jié)單元內部電路圖。
[0032] 圖4是本實用新型溫度調節(jié)單元內部電路圖。
[0033] 圖5是本實用新型濕度調節(jié)單元內部電路圖。
[0034] 圖6是本實用新型滑塊局部放大圖。
[0035] 圖7是本實用新型滑塊的縱向剖面圖。
[0036] 圖8是本實用新型LED光源的仰視圖。

【具體實施方式】
[0037] 為了讓本領域的技術人員更好地理解本實用新型的技術方案，下面結合附圖對本 實用新型作進一步闡述。
[0038] 實施例1
[0039] 本實施例如圖1所不，一種LED植物光照系統(tǒng)，包括基座1、燈具主體2以及與所述 燈具主體2相連接的外框架3,所述外框架3為弓形，所述燈具主體2懸掛于外框架3上， 燈具主體2可沿著外框架3移動；所述燈具主體2由內置控制電路的懸桿21以及所述懸桿 21下端的LED光源22組成，在所述外框架3底部中心位置設置有一信號發(fā)射單元4,所述 控制電路中設置有信號接收單元5。信號發(fā)射單元4與信號接收單元5無線通信連接。
[0040] 作為優(yōu)選方案，如圖8所示，本實施例中所述LED光源22的燈板7上設置有紅光 LED芯片和藍光LED芯片以及紫外LED芯片，三種發(fā)光二極管8交錯排列在燈板7上。
[0041] 作為優(yōu)選方案，如圖6和圖7所示，本實施例中所述外框架3內側設有與之形狀匹 配的滑軌31，所述懸桿21通過滑塊32安裝在滑軌31上；所述滑塊32通過一機械臂33與 一氣缸34的推桿341連接；所述機械臂與所述推桿通過一轉軸342連接，另一端通過轉軸 與滑軌連接。
[0042] 如圖2所示，所述控制電路包括與LED光源依次電連接的微處理器61和檢測模塊 62,與微處理器61相連的信號輸出模塊63、信號接收單元；所述檢測模塊62內設置有亮度 檢測單元621、溫度檢測單元622、濕度檢測單元623以及電子指南針624 ;所述信號輸出模 塊63內設置有亮度調節(jié)單元631、溫度調節(jié)單元632、濕度調節(jié)單元633以及報警單元634。
[0043] 當放置好植物光照系統(tǒng)后，微處理器61讀取電子指南針624反饋的信號，判斷磁 場方向與懸梁桿的相對位置是否為垂直關系，若不是垂直關系，則向報警單元634輸出電 信號。通過信號發(fā)射單元與信號接收單元的相對位置，判斷燈具主體與植物之間形成的角 度關系，并將這種角度關系與時間相關聯(lián)，從而實現(xiàn)對太陽東升西落這一自然現(xiàn)象的仿真。
[0044] 亮度檢測單元621內設置有光敏傳感器；溫度檢測單元622內設置有熱敏傳感器； 濕度檢測單元623內設置有濕度傳感器；電子指南針624單元內設置有磁場傳感器。
[0045] 磁場傳感器為二維磁場傳感器，其型號為KMZ52。
[0046] 亮度調節(jié)單元631包含兩個及以上個串聯(lián)在不同電源正極與負極之間的開關元 件，開關元件的控制端與微處理器61的A/D轉換單元輸出端口相連，具體如圖3所示。 [0047] 當光敏傳感器檢測到外界的不同光線強度時，會表現(xiàn)出不同的阻值，告知微處理 器61對對應不同的輸出端口輸出電信號，從而閉合相應的開關元件，實現(xiàn)對光照強度的調 整。
[0048] 溫度調節(jié)單元632包含兩個開關元件、風機以及加熱器，其中，風機和加熱器分別 通過兩個開關元件與微處理器61的A/D轉換單元輸出端口相連，具體如圖4所示。
[0049] 當熱敏傳感器到外界的不同溫度時，會表現(xiàn)出不同的阻值，告知微處理器61對對 應不同的輸出端口輸出電信號，從而閉合相應的開關元件，實現(xiàn)對溫度的調整。當溫度過高 時，開啟風機，使得環(huán)境得以降溫；當溫度過低時，開啟加熱器，使得環(huán)境得以升溫。
[0050] 濕度調節(jié)單元633內置有一儲水容器，所述儲水容器通過一電磁閥與出水口相 連，電磁閥的控制端與微處理器61的A/D轉換單元輸出端口相連，出水口為一水霧噴射體， 具體如圖5所示。
[0051] 當濕度傳感器到外界的不同溫度時，會表現(xiàn)出不同的阻值，告知微處理器61對對 應不同的輸出端口輸出電信號，從而閉合相應的開關元件，實現(xiàn)對濕度的調整。當濕度過低 時，開啟電磁閥，使得儲水容器可以通過出水口將水霧噴出。
[0052] 開關元件為繼電器或三極管或MOS管，在本實施例中，開關元件為繼電器，繼電器 的線圈控制端與微處理器61的A/D轉換單元輸出端口相連。需要說明的是，本領域技術人 員根據(jù)現(xiàn)有技術與其自身的經驗可實現(xiàn)繼電器與三極管或MOS管的置換，在此不再贅述。
[0053] 還包括一與微處理器61相連的定時電路64,以及內置于控制電路的GSM通信模塊 65, GSM通信模塊65與外界互聯(lián)網無線連接，并與定時電路64通過同步電路66連接。需 要說明的是，此處所指的GSM通信模塊65、同步電路66以及定時電路64均為本領域技術人 員根據(jù)現(xiàn)有技術或其自身經驗便可實現(xiàn)。
[0054] 所述定時電路64可選用任一種現(xiàn)有的定時電路64實現(xiàn)。
[0055] LED植物光照系統(tǒng)的工作原理如下：
[0056] SI.通過電腦連接至微處理器進預設自然模式和智能模式的相關參數(shù)。
[0057] 其中，自然模式包括，春夏秋冬四種子模式，以一年為周期變換。
[0058] 在自然模式下，不同子模式之間的區(qū)別僅在于LED燈源與植物之間形成角度與時 間的對應關系以及溫度、濕度的設置。
[0059] 角度的定義：LED光源直射到植物的光線與水平面的夾角。其中，角度的計算參數(shù) 通過信號發(fā)射單元與信號接收單元來獲取。
[0060] 表一自然模式下各參數(shù)的設置
[0061]

【權利要求】
1. 一種L邸植物光照系統(tǒng)，包括基座（1)、燈具主體（2) W及與所述燈具主體相連接的 外框架（3)，其特征在于；所述外框架為弓形，所述燈具主體息掛于外框架上，燈具主體可 沿著外框架移動；所述燈具主體由息桿（21) W及所述息桿下端的L邸光源（22)組成。
2. 根據(jù)權利要求1所述的LED植物光照系統(tǒng)，其特征在于：所述LED光源（22)的燈板 (7)上設置有紅光LED芯片、藍光LED芯片、紫外LED芯片W及波長為500-900皿的遠紅 外L邸芯片，四種發(fā)光二極管（8)交錯排列在燈板（7)上。
3. 根據(jù)權利要求1所述的LED植物光照系統(tǒng)，其特征在于：所述外框架（3)內側設有與 之形狀匹配的滑軌（31)，所述息桿（21)通過滑塊（32)安裝在滑軌（31)上；所述滑塊（32) 通過一機械臂（33)與一氣缸（34)的推桿（341)連接；所述機械臂與所述推桿通過一轉軸 (342)連接，另一端通過轉軸與滑軌連接。
4. 根據(jù)權利要求3所述的L邸植物光照系統(tǒng)，其特征在于：所述息桿內設置有控制電 路，在所述外框架底部中也位置設置有一信號發(fā)射單元（4)，所述控制電路中設置有信號接 收單元（5);所述控制電路還包括與L邸光源依次電連接的微處理器（61)和檢測模塊（62)， 與微處理器相連的信號輸出模塊（63);所述檢測模塊內設置有亮度檢測單元（621)、溫度檢 測單元（622)、濕度檢測單元（623) W及電子指南針（624);所述信號輸出模塊內設置有亮 度調節(jié)單元（631)、溫度調節(jié)單元（632)、濕度調節(jié)單元（633) W及報警單元（634)。
5. 根據(jù)權利要求4所述的L邸植物光照系統(tǒng)，其特征在于，所述亮度檢測單元內設置有 光敏傳感器；溫度檢測單元內設置有熱敏傳感器；濕度檢測單元內設置有濕度傳感器；電 子指南針單元內設置有磁場傳感器；所述亮度調節(jié)單元包含兩個及W上個串聯(lián)在不同電源 正極與負極之間的開關元件，所述開關元件的控制端與微處理器的A/D轉換單元輸出端口 相連。
6. 根據(jù)權利要求4所述的L邸植物光照系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度調節(jié)單元包含兩個 開關元件、風機W及加熱器，其中，所述風機和加熱器分別通過兩個開關元件與微處理器的 A/D轉換單元輸出端口相連。
7. 根據(jù)權利要求5所述的L邸植物光照系統(tǒng)，其特征在于，所述濕度調節(jié)單元內置有一 儲水容器，所述儲水容器通過一電磁閥與出水口相連，所述電磁閥的控制端與微處理器的 A/D轉換單元輸出端口相連，所述出水口為一水霧噴射體。
8. 根據(jù)權利要求6所述的L邸植物光照系統(tǒng)，其特征在于，還包括一與所述微處理器相 連的定時電路（64)W及內置于控制電路的GSM通信模塊（65)，所述GSM通信模塊與外界互 聯(lián)網無線連接，并與所述定時電路模塊通過同步電路（66)連接。
9. 根據(jù)權利要求7所述的L邸植物光照系統(tǒng)，其特征在于，所述開關元件為繼電器或H 極管或MOS管。
10. 根據(jù)權利要求9所述的L邸植物光照系統(tǒng)，其特征在于，所述磁場傳感器為二維磁 場傳感器，其型號為KMZ52。
【文檔編號】F21V23/00GK204227199SQ201420627902
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月24日 優(yōu)先權日:2014年10月24日
【發(fā)明者】馮海濤, 施光典 申請人:深圳萊特光電有限公司