基于太阳能的农业温室补光系统技术方案

一种基于太阳能的农业温室补光系统涉及农业补光装置，该系统包括远程控制中心、控制中心、太阳能光伏模块、LED补光模块、供电模块，太阳能光伏模块、LED补光模块和控制中心双向连接，供电模块连接控制中心、太阳能光伏模块、LED补光模块，控制中心通过无线传输连接远程控制中心，太阳能光伏模块、LED补光模块、供电模块，太阳能光伏模块安装于温室上。该系统利用现有的计算机软件控制技术能够智能地发出控制信号控制系统的运作。保证系统提供均匀的光照，而且能够自动调节光照，提高了作物产量，解决了如今技术中光照不均匀导致的生长不一致的问题。

Agricultural greenhouse lighting system based on solar energy

An agricultural greenhouse lighting system based on solar energy and relates to the agricultural light supplementing device, the system includes a remote control center, control center, solar photovoltaic module, LED lighting module, power supply module, two-way connection module, solar photovoltaic module and LED lighting control center, power supply module is connected with the control center, solar photovoltaic module, LED light control module. With the center of the remote control center through the wireless transmission module, LED light, solar photovoltaic module, power supply module, solar photovoltaic module installed in greenhouse. The system uses the existing computer software control technology to intelligently control the operation of the control signal system. The system provides uniform illumination, and can automatically adjust the illumination and increase crop yield, and solve the problem of uneven growth caused by uneven illumination in the present technology.

【技术实现步骤摘要】
基于太阳能的农业温室补光系统
本专利技术涉及一种农业补光装置，具体涉及到一种基于太阳能的农业温室补光系统。
技术介绍
光合作用是植物赖以生存的生命活动，植物通过利用光能将二氧化碳和水转化为碳水化合物。光照与作物的生长有密切的关系，最大限度的捕捉光能，充分发挥植物光合作用的潜力，将直接关系到农业生产的效益。近年来由于市场需求的推动，普遍采用温室大棚生产反季节花卉、瓜果、蔬菜等，由于冬春两季日照时间短，作物生长缓慢，产量低，因此急需进行补光。采用电光源补光是温室设施现代栽培的最新发展方向，以物理方法和工程技术营造植物所需的适宜生长环境条件，可减少化学药品的使用，促进温室栽培植物的生长发育，提高产量、品质和安全性。现有的补光 措施通常采用垂直补光方式，在温室上方安装补光灯，通过控制补光灯光照的时间对植物进行补光。以该方法补光，光照自上而下，光照不均匀，角落的植物则无法得到足够的光照。另外，对植物实施定点持续补光，并不是最高效的补光手段。现有研究表明，对植物采用可变补光，可促进植物生长，花芽分化，并提高了光合作用效率。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种基于太阳能的农业温室补光系统，该系统能够提供均匀的光照，而且能够自动调节光照。本专利技术的技术方案是: 该系统包括远程控制中心、控制中心、太阳能光伏模块、LED补光模块和供电模块，太阳能光伏模块、LED补光模块和控制中心双向连接，供电模块连接控制中心、太阳能光伏模块和LED补光模块,控制中心通过无线传输连接远程控制中心。所述的LED补光模块包括调光控制器、LED补光灯、光学透镜、散热器、温度传感器、红蓝光照度传感器、通信单元，LED补光灯、温度传感器、红蓝光照度传感器、通信单元连接到调光控制器上，LED补光灯和光学透镜、散热器连接。所述的LED补光灯还包括红基色LED补光灯和蓝基色LED补光灯。所述的太阳能光伏模块包括太阳能光伏板、光伏控制器、充放电电路、采样电路、工作状态显示单元、直流负载、能量存储单元和PWM输出端口，光伏控制器和充放电电路、采样电路、工作状态显示单元、能量存储单元、直流负载连接，充放电路连接于太阳能光伏板、能量储存单元、直流负载、PWM输出端口相连，采样电路连接于太阳能光伏板和能量储存单元。所述的光伏控制器包括微处理器、红外感应系统、检测电路、驱动电路、显示装置、保护电路和电力场效应管；所述的太阳能光伏板、能量存储单元和LED补光灯通过检测电路与微处理器相连，其中太阳能光伏板经电力场效应管与能量存储单元相连，能量存储单元经红外感应系统与LED补光灯相连；所述的保护电路和指示电路与微处理器相连，所述的电力场效应管通过驱动电路与微处理器相连。所述的红外感应系统包括继电器开关控制电路、放大电路、延时电路和红外传感电路，红外传感电路与放大电路相连，放大电路与继电器开关控制电路相连，继电器开关控制电路与延时电路相连。所述的电力场效应管是指MOSFET。所述的控制中心包括通信单元、微处理单元、报警单元，通信单元连接微处理单元，微处理单元连接报警单元。本专利技术有如下积极效果: 1、本专利技术使用了 LED补光模块，通过LED补光灯、光学透镜、散热器的综合智能使用，可以使关照更加均匀，光能利用率提高的同时生长速度也提高了，而且能够自动调节光照。2、本专利技术使用了光伏控制器，自动合理安排使用能量，各种电路地结合使用保证了系统地智能化，自动控制开关，自动发送信息给远程控制中心，节约了大量的人力物力资源。3、本专利技术使用了能量存储单元，可以存储多余的太阳能，最大程度地节约利用了能源。 【附图说明】图1是本专利技术的系统的结构框图； 图2是本专利技术的LED补光模块的结构框图； 图3是本专利技术的太阳能光伏模块； 图4是本专利技术的光伏控制器的结构框图； 图5是本专利技术的LED补光模块的工作流程图。【具体实施方式】如图1所示，一种基于太阳能的农业温室补光系统包括远程控制中心、控制中心、太阳能光伏模块、LED补光模块、供电模块，太阳能光伏模块、LED补光模块和控制中心双向连接，供电模块连接控制中心、太阳能光伏模块、LED补光模块，控制中心通过无线传输连接远程控制中心，太阳能光伏模块、LED补光模块、供电模块，太阳能光伏模块安装于温室上。该系统利用现有的计算机软件控制技术能够智能地发出控制信号控制系统的运作。保证系统提供均匀的光照，而且能够自动调节光照，提高了作物产量，解决了如今技术中光照不均匀导致的生长不一致的问题。如图2所不,LED补光模块包括调光控制器、LED补光灯、光学透镜、散热器、温度传感器、红蓝光照度传感器、通信单元，LED补光灯、温度传感器、红蓝光照度传感器、通信单元连接到调光控制器上， LED补光灯和光学透镜、散热器连接。其中红蓝光照度传感器包括红光照度传感器和蓝光照度传感器。为了防止玻璃的发射损失，在灯具设计时不使用玻璃，通过采用内表面配光学透镜，形成光学透镜一体化并且外表面光滑平整，便于组合成模块内表面配光模块，针对所要照射的面积形状，设计了内表面配光的透镜，形成矩形光斑，从而保证LED植物生长补光照明系统的光均匀性，相对于原先采用分立的透镜的灯具光学效率提高10%左右。在散热器的设计过程中，本专利技术具体分析了 LED的热传递方式和途径，选择鳍片型散热器，同时结合本专利技术的功率大小及尺寸，我们选择了合适的鳍片长度与鳍片间距。植物对于光的吸收主要通过叶绿体来实现，叶绿素是光合作用的主体。太阳光的波长范围绝大部分在300nm-2600nm，而影响光合作用的主要在380nm_720nm光谱范围内，称之为光合有效福射，大于SOOnm以上的光不能被植物直接利用，只能起到调节环境温度的作用。不同波长的光线对于植物光合作用的影响是不同的，植物光合作用需要的光线，波长在400-700nm左右。400_500nm (蓝色)的光线以及610_720nm (红色)对于光合作用贡献最大。蓝色(470nm)和红色^30nm)的LED，刚好可以提供植物所需的光线，因此，LED补光灯，比较理想的选择就是使用这两种颜色组合。在视觉效果上，红蓝组合的植物灯呈现粉红色。蓝色光能促进绿叶生长；红色光有助于开花结果和延长花期。LED补光灯的红蓝LED比例一般在4:1—9:1之间为宜，用植物灯给植物补光时，一般距离叶片的高度为0.5米左右，每天持续照射12-16小时可完全替代阳光。在波长640nm-660nm的红光区部分，叶绿素a有一个吸收峰值；在波长430nm-450nm的蓝光区部分，叶绿素b有一个吸收峰值根据植物对光需求的原理，结合LED光源本身的特性，本专利技术选取了 630nm的红光与470nm的蓝光两植物光能利用率最高的LED作为LED植物生长补光模块的器件。在LED补光模块中加入了 0-100%连续可调光的调光控制器，实现各个模块的单独调光控制，可调节红蓝光质比以及总的光照强度，便于设置不同的光质比及光照强度进行对比试验。调光控制器接收控制中心的植物补光数据，根据自定义数据传输代码的意义，设计可编程逻辑功能模块，使得不同地址LED植物灯的红、蓝两基色分别按照预定的亮度变化速率达到数据传输协议所预设的光强二进制值，并输出相应的PWM占空比，从而满足植物按需补光的要求，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于太阳能的农业温室补光系统，其特征在于：该系统包括远程控制中心、控制中心、太阳能光伏模块、LED补光模块和供电模块，太阳能光伏模块、LED补光模块和控制中心双向连接，供电模块连接控制中心、太阳能光伏模块和LED补光模块，控制中心通过无线传输连接远程控制中心。

【技术特征摘要】
1.一种基于太阳能的农业温室补光系统，其特征在于:该系统包括远程控制中心、控制中心、太阳能光伏模块、LED补光模块和供电模块，太阳能光伏模块、LED补光模块和控制中心双向连接，供电模块连接控制中心、太阳能光伏模块和LED补光模块，控制中心通过无线传输连接远程控制中心。2.根据权利要求1所述的农业温室补光系统，其特征在于:所述的LED补光模块包括调光控制器、LED补光灯、光学透镜、散热器、温度传感器、红蓝光照度传感器、通信单元，LED补光灯、温度传感器、红蓝光照度传感器、通信单元连接到调光控制器上，LED补光灯和光学透镜、散热器连接。3.根据权利要求2所述的农业温室补光系统，其特征在于:所述的LED补光灯还包括红基色LED补光灯和蓝基色LED补光灯。4.根据权利要求1所述的农业温室补光系统，其特征在于:所述的太阳能光伏模块包括太阳能光伏板、光伏控制器、充放电电路、采样电路、工作状态显示单元、直流负载、能量存储单元和PWM输出端口，光伏控制器和充放电电路、采样电路、工作状态显示单元、能量存储单元、直流负载连接，充放电路连接于太阳能光伏板、能量储存...

【专利技术属性】
技术研发人员：柏受军，李杨宇，王军，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：发明
国别省市：