[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

说明书

本发明公开了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，该设备包括：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；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该补光灯源模块；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，通过本发明，实现了灯源自动调光、智能移动以及信息远程监控等目的。

技术领域

本发明涉及照明技术领域，特别是涉及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。

背景技术

植物的生长发育中最重要的生长因子就是光照。光照强度对植物的光合作用以及叶绿素的形成具有着重要的作用。而自然界中，太阳的光照强度会随着天气变化、地理纬度、季节的不同而发生相应的变化，因此人工补光已经成为促进植物生长及高产的重要方式。

传统的人工补光方式采用金属卤素灯、白炽灯和高压钠灯作为人工补光的主要光源，虽然这些灯源可以提高农业产量，但是其带来的光效低、能耗高等缺点，一定程度上也造成了能源的浪费。与此同时，这些传统光源位置固定不能实现近距离照射植物以及无法智能控制其光照强度等问题仍有待解决。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供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，其通过对信号进行前馈和反馈复合控制，实现了灯源自动调光、智能移动以及信息远程监控等目的。

为达上述及其它目的，本发明提出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；

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该补光灯源模块；

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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。