[发明专利]温室LED光源的智能控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种将LED光源调控技术应用到温室植物生产过程中的智能控制技术，尤其涉及一种能自动实现针对温室内环境参数及植物生长状况对光源进行调控的要求，使植物获得最佳的光配比，并且节约温室能源消耗的智能控制系统。 

背景技术

光照对于植物生长发育非常重要，作为一种自养生物，植物利用太阳光的能量进行光合作用，其中400～700nm波长的太阳光是植物光和活性的波长区间，也被称为光和活性光波。其中，光谱中红光和蓝光是植物叶绿素的主要反应区间，因此现在温室内的补光通常主要进行红光与蓝光的补充。Saebo等在1995年Plant Cell，Tissue and Organ Culture中指出红光在光合作用中对淀粉积累的作用。在1982年，Senger在Plant Physiology中强调蓝光对植物叶绿体的发展、叶绿体的形成和气孔的开闭有关。 

光的质量对植物生长发育非常重要的同时，光照时间对于植物生长发育也有作用。在现在的反季节培育中，白天光照时间以及夜间灯光的补充对于调节(推迟或提早)花期非常重要。例如，长日照植物的开花光照条件就是形成一个短黑夜，既可以进行遮光处理，也能在黑夜中进行短期补光，从而打破植物的黑暗“感知”，从而实现反季节开花。也就是说，现代温室光照条件可以根据植物开花的时间需求进行适当的补光及遮光。 

现代温室不仅要能根据人们对于植物生长周期以及果实成熟、观赏性植物开花时间的调控，更要能够尽量减少能源的投入，从高耗能高产出逐步转变为低耗能高产出。将光照强度与周围的温度、二氧化碳浓度、湿度等相互协调，使得整体植物的光利用率(Light use efficiency，LUE)最大化，从而减少因过量提供某一生长条件(如过多充入二氧化碳，温室温度过高)导致的能源的浪费。然而这一切的互补及互作是需要复杂的运算和精确的计算的。 综上所述，在温室植物种植中，构建一套智能的LED光源控制系统是必要的。 

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种面向温室植物生长照明的LED光源的智能控制系统，该系统能够实现对温室环境参数、植物生长信息的实时采集及计算，生成优化的作业计划，基于信息融合技术对LED光源进行自动控制，并提供可扩展的远程控制接口进行远程管理。 

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现： 

一种温室LED光源的智能控制系统，包括： 

环境监测模块，用于采集温室的环境参数； 

作业计划处理模块，用于接收用户输入的植物生长过程的控制计划信息，并采集植物的生长指标参数； 

控制中心模块，连接环境监测模块和作业计划处理模块，根据算法参数、参考表、接收自作业计划处理模块采集的生长指标参数和控制计划信息、以及接收自环境监测模块采集的环境参数，生成基于信息融合的控制信息； 

存储模块，连接控制中心模块，用于存储生成的控制信息、系统运行过程中所需的参考表、算法参数、采集到的生长指标参数、环境参数以及输入的控制计划信息； 

远程控制接口模块，用于进行远程在线监测和控制； 

输出模块，用于输出环境分析信息和控制过程信息； 

智能控制器，根据控制心中模块生成的控制信息对LED光源进行控制； 

通讯总线，连接控制中心模块、远程控制接口模块、输出模块和智能控制器。 

所述的环境监测模块包括供电单元以及由供电单元供电的中央控制单元、温度检测单元、湿度检测单元、二氧化碳检测单元、光照度检测单元、射频单元，所述的温度检测单元、湿度检测单元、二氧化碳检测单元、光照度检测单元、射频单元均与中央控制单元连接，温度检测单元、湿度检测单元、二氧化碳检测单元和光照度检测单元分别采集温室的温度、湿度、二氧化碳和光照度的参数，发送至中央控制单元进行处理，处理结果通过射频单元发送至控制中心模块。 

所述的作业计划处理模块包括作业计划制定单元、温室区域规划单元、种植过程信息采集单元和输出单元，所述的作业计划制定单元和温室区域规划单元用于输 入用户的控制计划信息，种植过程信息采集单元用于采集植物的生长指标参数，输出单元将控制计划信息和生长指标参数发送至控制中央模块。