一种智能植物生长照明装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术技术方案公开了一种智能植物生长照明装置，包括框架、电动升降机构和灯架，框架的底部设置有种植盘，种植盘开设有多个蔬菜种植孔，灯架上安装有多颗LED植物照明灯，LED植物照明灯的发光面贴附有凸透镜，任意一个蔬菜种植孔外设置有参考框，蔬菜种植孔位于参考框内，灯架上在正对所述参考框的位置处设置有摄像头和测距传感器；照明装置还包括用于控制电动升降机构的MCU控制器，摄像头、测距传感器均与所述MCU控制器电连接。本实用新型专利技术通过MCU对LED植物照明灯高度的控制，调节光斑面积的大小，使调节后光斑面积与植物绿色部分面积相同，从而实现对植物光照的精确控制，避免了因LED植物照明灯照射到植物之外的空白区域，而造成光源的浪费。

An intelligent plant growth lighting device

The technical scheme of the utility model discloses an intelligent plant growth lighting device, which comprises a frame, an electric lifting mechanism and a light frame, the bottom of the frame is provided with a planting plate, the planting plate is provided with a plurality of vegetable planting holes, the light frame is equipped with a plurality of LED plant lights, the light-emitting surface of the LED plant lights is pasted with a convex lens, and any vegetable planting hole is provided with a reference frame and a vegetable The vegetable planting hole is located in the reference frame, and a camera and a ranging sensor are arranged on the light frame at the position facing the reference frame; the lighting device also includes a MCU controller for controlling the electric lifting mechanism, and the camera and the ranging sensor are electrically connected with the MCU controller. The utility model controls the height of the LED plant light by MCU, adjusts the size of the light spot area, so that the light spot area after adjustment is the same as the area of the green part of the plant, so as to realize the accurate control of the plant light, and avoid the waste of the light source caused by the LED plant light illuminating the white area outside the plant.

【技术实现步骤摘要】
一种智能植物生长照明装置
本技术涉及植物照明领域，尤其涉及一种智能植物生长照明装置。
技术介绍
据联合国2018年的预测，到2050年，世界总人口将突破97亿，其中50％以上人口将居住在城市地区。不断增加的人口对蔬菜和食品供应提出了越来越严峻的挑战，“世界性粮食危机”等话题经常见诸于报端。人工光源植物工厂技术的快速发展为解决这一难题提供了可行思路，通过采用多层种植和人工光源照射的方式，植物工厂可以在室内实现周年连作地蔬菜生产，其单位面积年产量可达到一般农地的100倍以上(《都市农业中的LED照明》，作者古在丰树教授)。植物工厂最倚赖的技术便是人工植物照明技术，即LED植物照明灯，由于完全不依赖太阳光，植物工厂中所需的全部光照均由LED植物照明灯提供，这也造成了植物工厂技术目前面临最大瓶颈——单位面积能耗高。虽然LED的光效在不断提升，但在植物工厂中它依然占了总能耗的70％以上，这也直接导致了所生产蔬菜的成本是普通农田的5倍以上。
技术实现思路
本技术所解决的技术问题是：植物工厂中LED植物照明灯照射到植物之外的空白区域，造成光源的浪费。为了解决上述问题，本技术提出了一种智能植物生长照明装置，其中，包括框架、电动升降机构和灯架，所述电动升降机构与所述框架固定连接，所述框架的底部设置有种植盘，所述种植盘开设有多个蔬菜种植孔，所述蔬菜种植孔内种植蔬菜，所述灯架与所述电动升降机构连接且位于所述种植盘的上方，所述灯架上安装有多颗LED植物照明灯，所述LED植物照明灯的发光面贴附有凸透镜，所述LED植物照明灯发出的光经过所述凸透镜后形成光束，所述光束照射到所述蔬菜上，任意一个所述蔬菜种植孔外设置有参考框，所述蔬菜种植孔位于所述参考框内，所述灯架上在正对所述参考框的位置处设置有摄像头和测距传感器；所述照明装置还包括用于控制所述电动升降机构的MCU控制器，所述摄像头、所述测距传感器均与所述MCU控制器电连接。可选地，所述电动升降机构包括步进电机和连杆，所述步进电机与所述MCU控制器电连接，所述连杆与所述灯架连接，所述步进电机通过控制所述连杆调整所述灯架的高度。可选地，所述连杆为柔性材料。可选地，所述框架包括支柱和盖板，所述电动升降机构和所述MCU控制器设置在所述盖板上。可选地，所述MCU控制器型号为STM32F101R6。可选地，所述凸透镜规格为10°或15°或20°。可选地，所述光束呈发散状照射到所述蔬菜上。可选地，所述灯架由至少一根横杆和至少一根竖杆连接而成，所述横杆和所述竖杆上均匀分布有所述LED植物照明灯，所述LED植物照明灯发光面朝向所述种植盘。本技术技术方案的有益效果是：本技术通过MCU对LED植物照明灯高度的控制，调节光斑面积的大小，使调节后光斑的面积与植物绿色部分面积相匹配，从而实现对植物光照的精确控制，避免了因LED植物照明灯照射到植物之外的空白区域，而造成光源的浪费，提高了LED植物照明灯的利用率。附图说明图1为本技术实施例中植物照明装置的正向视图；图2为本技术实施例中植物照明装置的立体视图；图3为本技术实施例中植物照明装置的灯架视图。其中，1为参考框，2为摄像头，3为传感器，4为MCU控制器，100为框架，101为支柱，102为盖板，200为电动升降机，201为步进电机，202为连杆，300为灯架，301为横杆，302为竖杆，400为种植盘，500为蔬菜种植孔，600为LED植物照明灯，700为凸透镜。具体实施方式：下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步说明，但不作为本技术的限定。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。请参考图1、图2和图3，示出了一种智能植物生长照明装置，其中，包括框架100、电动升降机构200和灯架300，电动升降机构200与框架100固定连接，框架100的底部设置有种植盘400，种植盘400开设有多个蔬菜种植孔500，蔬菜种植孔500内种植蔬菜，灯架300与电动升降机构200连接且位于种植盘400的上方，灯架300上安装有多颗LED植物照明灯600，LED植物照明灯600的发光面贴附有凸透镜700，LED植物照明灯600发出的光经过凸透镜700后形成光束，光束照射到蔬菜上，任意一个蔬菜种植孔500外设置有参考框1，蔬菜种植孔500位于参考框1内，灯架300上在正对参考框1的位置处设置有摄像头2和测距传感器3；照明装置还包括用于控制电动升降机构200的MCU控制器4，摄像头2、测距传感器3均与MCU控制器4电连接。智能植物生长照明的原理：在MCU控制器4中，预先设置好光斑大小与灯架300的高度关系。正常使用时，摄像头2每天固定时间对参考框1内的植物进行拍摄，并将拍摄植物图像信息传送给MCU控制器4，MCU控制器4接收到到植物图像后，计算出植物绿色部分的面积，并将面积数据与光斑大小数据相匹配后，计算出光斑大小与植物绿色部分面积相同时的灯架高度值，再向测距传感器3发出指令，测距传感器3测量距绿色植物之间的高度值，MUC控制器4将测量结果与计算结果比较后，得出灯架300所要调整的高度，并控制电动升降机构200将灯架300的高度调整至所需高度。此时，由于光斑的大小与植物绿色部分面积相同，避免了因LED植物照明灯600照射到植物之外的空白区域，而造成光源的浪费，提高了LED植物照明灯600的利用率。上述原理中，光斑大小的计算方法如下：d＝2L*tan(θ/2)。其中，d为光斑直径，L为LED植物照明灯与植物之间的距离，θ为凸透镜规格。本技术中，摄像头2与MCU控制器4之间通过HDMI接口实现通讯连接，测距传感器3与MCU控制器4之间通过RS485协议实现通讯连接。本技术中，电动升降机构200包括步进电机201和连杆202，步进电机201与MCU控制器4电连接，连杆202与灯架300连接，步进电机201通过控制连杆202调整灯架的高度。步进电机201用于接收MCU控制器4发出的指令，并通过连杆202调整灯架300的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能植物生长照明装置，其特征在于，包括框架、电动升降机构和灯架，所述电动升降机构与所述框架固定连接，所述框架的底部设置有种植盘，所述种植盘开设有多个蔬菜种植孔，所述蔬菜种植孔内种植蔬菜，所述灯架与所述电动升降机构连接且位于所述种植盘的上方，所述灯架上安装有多颗LED植物照明灯，所述LED植物照明灯的发光面贴附有凸透镜，所述LED植物照明灯发出的光经过所述凸透镜后形成光束，所述光束照射到所述蔬菜上，任意一个所述蔬菜种植孔外设置有参考框，所述蔬菜种植孔位于所述参考框内，所述灯架上在正对所述参考框的位置处设置有摄像头和测距传感器；所述照明装置还包括用于控制所述电动升降机构的MCU控制器，所述摄像头、所述测距传感器均与所述MCU控制器电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能植物生长照明装置，其特征在于，包括框架、电动升降机构和灯架，所述电动升降机构与所述框架固定连接，所述框架的底部设置有种植盘，所述种植盘开设有多个蔬菜种植孔，所述蔬菜种植孔内种植蔬菜，所述灯架与所述电动升降机构连接且位于所述种植盘的上方，所述灯架上安装有多颗LED植物照明灯，所述LED植物照明灯的发光面贴附有凸透镜，所述LED植物照明灯发出的光经过所述凸透镜后形成光束，所述光束照射到所述蔬菜上，任意一个所述蔬菜种植孔外设置有参考框，所述蔬菜种植孔位于所述参考框内，所述灯架上在正对所述参考框的位置处设置有摄像头和测距传感器；所述照明装置还包括用于控制所述电动升降机构的MCU控制器，所述摄像头、所述测距传感器均与所述MCU控制器电连接。


2.如权利要求1所述的智能植物生长照明装置，其特征在于，所述电动升降机构包括步进电机和连杆，所述步进电机与所述MCU控制器电连接，所述连杆与所述灯架连接，所述步进电机通过控制所述连杆调整所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张昕昱，李明，张放心，
申请(专利权)人：镇江光禾时代科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32