[发明专利]一种基于复合控制的农业大棚智能补光设备及其调光方法

权利要求书

1.一种基于复合控制的农业大棚智能补光设备，包括：

传感器模块，用于采集外界的自然光照信号或外界自然光照信号与光驱动模块发出的光信号的叠加信号，并将其转变成电信号；

模数转换模块，用于对该传感器模块采集的电信号进行模数转换后传送至控制模块；

控制模块，用于对接收到的数字信号进行处理，产生用于控制光驱动模块的驱动信号；方法为如下两者之一：

该控制模块将接收到的数字信号与植物正常生长所需要的光照强度理论值进行对比，根据两者的差值产生用于驱动该光驱动模块的脉冲宽度调制信号来控制该光驱动模块的各步进电机以及补光灯源发出的光照强度；或，

该设备还包括无线通信模块、路由器以及上位机，该控制模块将接收到的数字信号进行数模转换后通过无线通信模块、路由器传送至该上位机，由该上位机将接收到数字信号与植物正常生长所需要的光照强度理论值进行对比，最后将两者的差值再次通过该路由器、无线通信模块并进行模数转换后传送给该控制模块，由该控制模块根据两者的差值产生该驱动信号；

光驱动模块，用于在该控制模块的驱动信号的控制下，实现各步进电机的动作以控制补光灯源模块；该光驱动模块包括光源升降模块、光源旋转模块、光源调光模块，该控制模块通过脉冲宽度调制信号分别连接该光源升降模块、光源旋转模块以及光源调光模块，该光源升降模块通过步进电机控制该补光灯源的升降，该光源旋转模块通过步进电机控制补光灯源的旋转调节，该光源调光模块用于调节补光灯源的亮度；

该补光灯源模块，受控于该光驱动模块；

电源模块，用于为其他各模块提供电源；

该传感器模块包括灯罩光敏传感器阵列以及地面光敏传感器阵列，该灯罩光敏传感器阵列用于采集外界的自然光信号并将其转变为电信号，该地面光敏传感器阵列用于采集外界的自然光信号和该光驱动模块发出的光信号的叠加信号并转变为电信号。

2.如权利要求1所述的一种基于复合控制的农业大棚智能补光设备，其特征在于：该光源升降模块包括光源升降驱动电路和第一步进电机，该光源升降驱动电路通过脉冲宽度信号线与该控制模块相连接，其通过输出线与第一步进电机连接，该光源旋转模块包括光源旋转驱动电路与第二步进电机，该光源旋转驱动电路通过脉冲宽度信号线与该控制模块相连接，其通过输出线与该第二步进电机连接，该光源调光模块包括光源调光驱动电路，该光源调光驱动电路通过脉冲宽度信号线与该控制模块相连接，其输出线与该补光灯源模块的LED阵列连接。

3.如权利要求2所述的一种基于复合控制的农业大棚智能补光设备，其特征在于，该补光灯源模块包括齿轮、灯杆、灯罩以及LED阵列，该齿轮受控于该第一步进电机，通过和该灯杆两边的锯齿相互契合实现齿轮和灯杆的完全接触，该灯杆的顶端与该光源升降模块相连接，底端与该光源旋转模块相连接，该灯罩的顶端与该光源旋转模块相连接，底端与该光源调光模块相连接，该LED 阵列与该光源调光模块连接。

4.根据权利要求1至3的任意一项的一种基于复合控制的农业大棚智能补光设备的调节方法，包括如下步骤：

步骤一，利用传感器模块采集光照信号并将其转变成电信号；

步骤二，对传感器模块采集的电信号进行模数转换，并转换为数字信号传送至控制模块，利用控制模块对接收到的数字信号进行处理，产生用于控制光驱动模块的驱动信号；

步骤三，在该控制模块的驱动信号的控制下，利用光驱动模块实现各步进电机的动作以控制补光灯源的调节。

5.如权利要求4所述的一种基于复合控制的农业大棚智能补光设备的调节方法，其特征在于：于步骤二中，该控制模块通过模数转换模块对传感器模块采样的电信号进行采样，并将接收到的数字信号与植物正常生长所需要的光照强度理论值进行对比，根据两者的差值产生用于驱动该光驱动模块的脉冲宽度调制信号来控制该光驱动模块中的各步进电机以及补光灯源发出的光照强度。

6.如权利要求5所述的一种基于复合控制的农业大棚智能补光设备的调节方法，其特征在于：于步骤二中，该控制模块将接收到的数字信号进行数模转换后通过无线通信模块、路由器传送至上位机，由该上位机将接收到的数字信号与植物正常生长所需要的光照强度理论值进行对比，得到两者的差值并通过该路由器、无线通信模块传送至控制模块，然后由该控制模块根据两者的差值产生相应的驱动信号。