一种铁皮石斛人工栽培用智能照明控制系统的制作方法
专利名称：一种铁皮石斛人工栽培用智能照明控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及LED照明装置应用于植物生长照明技术领域，特别涉及ー种铁皮石斛人工栽培智能照明控制系统。
背景技术：
铁皮石斛是传统名贵中药，具有滋阴清热、益气生津、止咳润肺及清咽明目之功 效。铁皮石斛含有多糖及生物碱等多种化学成分。现代药理研究证明，铁皮石斛药用活性強弱与多糖量高低相关，石斛多糖具有增强机体免疫功能及显著提高机体杀伤肿瘤细胞的能力，是ー种肿瘤免疫治疗的调节剂。目前，铁皮石斛种苗的培养主要是在室内以组织培养的方式进行，整个培养过程主要采用日光灯作为光源。研究表明[李兆奎等海峡药学2005. 03]，铁皮石斛与几种常用混淆品的红外吸收频率、吸收峰的峰形和相对强度等存在较显著的差异。表明铁皮石斛种苗在组织培养的不同阶段，对光质、光强的需求不尽相同。然后由于日光灯的发射光谱不能很好地满足铁皮石斛不同生长阶段生长对光的选择性需求，是铁皮石斛种苗培育周期较长的主要原因之一。为此中国专利公开号CN102057867公开了ー种铁皮石斛组织培养的光调控方法，由铁皮石斛果实消毒后取得粉末状种子，粉末状种子通过种子萌发培养基培养，萌发形成原球茎的过程，其特征在于铁皮石斛种苗的组织培养过程中，以LED (半导体发光二极管)植物生长照明系统作为光源，根据铁皮石斛组织培养的不同阶段，实施不同的光照处理。本发明通过采用不同生长阶段实施不同光照处理，使铁皮石斛种苗能最大限度地利用光能供其光合作用，从而获得最大生长量。试验结果表明本发明的技术方案可有效地缩短铁皮石斛种苗的培育周期，从种子到生根成品苗仅需150-180天，比普通日光灯下培养生长周期缩短了 30-60天，且本发明培育的种苗遗传性状稳定，品质好。铁皮石斛适宜的培育生长地区位于中国云南南部等地。当地气候条件分雨季和旱季。雨季持续阴雨潮湿极易导致铁皮石斛霉烂生病；旱季阳光过于強烈又易使铁皮石斛干枯萎縮。但是目前还没有有关铁皮石斛人工栽培过程中使用LED照明来提高铁皮石斛产量的相关报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供ー种铁皮石斛人工栽培智能照明控制系统，该系统能根据铁皮石斛不同生长期对光线的要求，设计红蓝光点亮发光強度比率，根据春晓秋冬不同季节设置不同的光通量，根据外界光照条件(睛天、阴天、雷雨天)，依据照度计输出信号，调节当天的LED射灯光输出，根据种植大棚内温湿度状況，调节大棚内通风，喷淋功能，实现现代农业全方位控制管理。本发明所要解决的技术间题可以通过以下技术方案来实现
ー种铁皮石斛人工栽培智能照明控制系统，包括种植大棚和栽培在所述种植大棚内的铁皮石斛幼苗，还包括设置在种植大棚内的喷淋装置、温度传感器、湿度传感器和种植大棚上的通风机，其特征在于，该铁皮石斛人工栽培智能照明控制系统进一歩包括悬挂在每ー铁皮石斛幼苗上方的LED植物生长照明装置和设置在种植大棚棚顶上的照度仪以及控制装置和上位机，所述温度传感器、湿度传感器、照度仪与所述控制装置的信号采集ロ连接，所述喷淋装置、通风机和LED植物生长照明装置与所述控制装置的控制ロ连接，所述控制装置还与上位机连接；所述LED植物生长照明装置包括LED灯盘和安装在所述LED灯盘上的若干620nm单色红光LED射灯和若干460nm单色篮光LED射灯，620nm单色红光LED射灯与460nm单色篮光LED射灯的数量比为3 I。在本发明的一个优选实施例中，所述LED灯盘上安装有9只620nm单色红光LED 射灯和3只460nm单色篮光LED射灯。在本发明的一个优选实施例中，所述620nm单色红光LED射灯和460nm单色篮光LED射灯的发光投射角度为24°或38°。在本发明的一个优选实施例中，所述LED灯盘为弧面锅盖式灯盘，在所述弧面锅盖式灯盘的中心成三角形布置有3只620nm单色红光LED射灯，周边布置有6只620nm单色红光LED射灯和3只460nm单色篮光LED射灯，其中每2只460nm单色篮光LED射灯之间有两只620nm单色红光LED射灯。在本发明的一个优选实施例中，9只620nm单色红光LED射灯和3只460nm单色篮光LED射灯均通过与各自配套的可调节角度灯具安装在所述弧面锅盖式灯盘上。在本发明的一个优选实施例中，9只620nm单色红光LED射灯和3只460nm单色篮光LED射灯均通过与各自配套的可调光LED驱动器进行调光，9只可调光LED驱动器与所述控制装置连接。由于采用了如上的技术方案，本发明能根据铁皮石斛不同生长期对光线的要求，设计红蓝光点亮发光強度比率，根据春晓秋冬不同季节设置不同的光通量，根据外界光照条件(睛天、阴天、雷雨天)，依据照度计输出信号，调节当天的LED射灯光输出，根据种植大棚内温湿度状況，调节大棚内通风，喷淋功能，实现现代农业全方位控制管理。本发明比之普通农业栽培大棚内采用一般大功率白纸灯泡或日光灯照明エ艺，采用高光效的620nm单色红光LED射灯和460nm单色篮光LED射灯，小角度射灯定向照射，集中照射铁皮石斛茎叶，避免大量的无效漫射光照；本发明采用単色光选择性比率照射，计算机智能程序控制，可以节约能源消耗80%以上。
图I为本发明铁皮石斛人工栽培智能照明控制系统结构示意图。图2为本发明铁皮石斛人工栽培智能照明控制系统中LED灯盘的结构示意图。图3为本发明中620nm单色红光LED射灯与可调节角度灯具之间的装配示意图。图4为本发明中460nm单色篮光LED射灯与可调节角度灯具之间的装配示意图。
具体实施例方式为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式
，进ー步阐述本发明。參见图1，ー种铁皮石斛人工栽培智能照明控制系统，包括种植大棚100和栽培在种植大棚100内的铁皮石斛幼苗200。该铁皮石斛人工栽培智能照明控制系统中的喷淋装置300、温度传感器400、湿度传感器500设置在种植大棚100内。通风机600为两个，安装在种植大棚100上。该铁皮石斛人工栽培智能照明控制系统的特点是在每一铁皮石斛幼苗上方悬挂有一 LED植物生长照明装置和设置在种植大棚100棚顶上的照度仪800，温度传感器400、湿度传感器500、照度仪800与控制装置900的信号采集ロ连接，喷淋装置300、通风机600和所有的LED植物生长照明装置700与控制装置900的控制ロ连接，控制装置900还与上位机1000连接。 參见图2，LED植物生长照明装置700包括一 LED灯盘710和9只620nm单色红光LED射灯720和3只460nm单色篮光LED射灯730。LED灯盘710为弧面锅盖式灯盘，其灯盘直径为400mm，弧面直径为750mm。在弧面锅盖式灯盘的中心成三角形布置有3只620nm单色红光LED射灯720，周边布置有6只620nm单色红光LED射灯720和3只460nm单色篮光LED射灯730，其中每2只460nm单色篮光LED射灯730之间有两只620nm单色红光LED射灯720。參见图3，每只620nm单色红光LED射灯720采用可调节角度灯具721安装在弧面锅盖式灯盘上。每只460nm单色篮光LED射灯730也采用可调节角度灯具721安装在弧面锅盖式灯盘上。620nm单色红光LED射灯720选用发光投射角度a为24。或38°的620nm单色红光LED射灯，460nm单色篮光LED射灯730选用发光投射角度P为24°或38°的460nm单色篮光LED射灯，这样9只620nm单色红光LED射灯720和3只460nm单色篮光LED射灯730发出的光线可以集中照射在铁皮石斛的茎叶上，促进生长。9只620nm单色红光LED射灯720和3只460nm单色篮光LED射灯730均通过与各自配套的可调光LED驱动器进行调光，9只可调光LED驱动器与控制装置900连接。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1.ー种铁皮石斛人工栽培智能照明控制系统，包括种植大棚和栽培在所述种植大棚内的铁皮石斛幼苗，还包括设置在种植大棚内的喷淋装置、温度传感器、湿度传感器和种植大棚上的通风机，其特征在于，该铁皮石斛人工栽培智能照明控制系统进一歩包括悬挂在每ー铁皮石斛幼苗上方的LED植物生长照明装置和设置在种植大棚棚顶上的照度仪以及控制装置和上位机，所述温度传感器、湿度传感器、照度仪与所述控制装置的信号采集ロ连接，所述喷淋装置、通风机和LED植物生长照明装置与所述控制装置的控制ロ连接，所述控制装置还与上位机连接；所述LED植物生长照明装置包括LED灯盘和安装在所述LED灯盘上的若干620nm单色红光LED射灯和若干460nm单色篮光LED射灯，620nm单色红光LED射灯与460nm单色篮光LED射灯的数量比为3 I。
2.如权利要求I所述的铁皮石斛人工栽培智能照明控制系统，其特征在于，所述LED灯 盘上安装有9只620nm单色红光LED射灯和3只460nm单色篮光LED射灯。
3.如权利要求I或2所述的铁皮石斛人工栽培智能照明控制系统，其特征在于，所述LED灯盘为弧面锅盖式灯盘，在所述弧面锅盖式灯盘的中心成三角形布置有3只620nm单色红光LED射灯，周边布置有6只620nm单色红光LED射灯和3只460nm单色篮光LED射灯，其中每2只460nm单色篮光LED射灯之间有两只620nm单色红光LED射灯。
4.如权利要求3所述的铁皮石斛人工栽培智能照明控制系统，其特征在于，所述620nm单色红光LED射灯和460nm单色篮光LED射灯的发光投射角度为24°或38°。
5.如权利要求3所述的铁皮石斛人工栽培智能照明控制系统，其特征在干，9只620nm单色红光LED射灯和3只460nm单色篮光LED射灯均通过与各自配套的可调节角度灯具安装在所述弧面锅盖式灯盘上。
6.如权利要求3所述的铁皮石斛人工栽培智能照明控制系统，其特征在干，9只620nm单色红光LED射灯和3只460nm单色篮光LED射灯均通过与各自配套的可调光LED驱动器进行调光，9只可调光LED驱动器与所述控制装置连接。
全文摘要
本发明公开的一种铁皮石斛人工栽培智能照明控制系统，包括种植大棚和栽培在种植大棚内的铁皮石斛幼苗，还包括设置在种植大棚内的喷淋装置、温度传感器、湿度传感器和种植大棚上的通风机，其特进一步包括悬挂在每一铁皮石斛幼苗上方的LED植物生长照明装置和设置在种植大棚棚顶上的照度仪以及控制装置和上位机，温度传感器、湿度传感器、照度仪与所述控制装置的信号采集口连接，喷淋装置、通风机和LED植物生长照明装置与控制装置的控制口连接，控制装置还与上位机连接；LED植物生长照明装置包括LED灯盘和安装在LED灯盘上的若干620nm单色红光LED射灯和若干460nm单色篮光LED射灯，620nm单色红光LED射灯与460nm单色篮光LED射灯的数量比为3∶1。本发明能有效提高铁皮石斛产量。
文档编号H05B37/02GK102647833SQ201210133589
公开日2012年8月22日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者吴信仲, 李楠, 李永顺, 陈和, 陈桂花, 陈赟赟 申请人:上海欣丰电子有限公司
技术领域：
本发明涉及LED照明装置应用于植物生长照明技术领域，特别涉及ー种铁皮石斛人工栽培智能照明控制系统。
背景技术：
铁皮石斛是传统名贵中药，具有滋阴清热、益气生津、止咳润肺及清咽明目之功 效。铁皮石斛含有多糖及生物碱等多种化学成分。现代药理研究证明，铁皮石斛药用活性強弱与多糖量高低相关，石斛多糖具有增强机体免疫功能及显著提高机体杀伤肿瘤细胞的能力，是ー种肿瘤免疫治疗的调节剂。目前，铁皮石斛种苗的培养主要是在室内以组织培养的方式进行，整个培养过程主要采用日光灯作为光源。研究表明[李兆奎等海峡药学2005. 03]，铁皮石斛与几种常用混淆品的红外吸收频率、吸收峰的峰形和相对强度等存在较显著的差异。表明铁皮石斛种苗在组织培养的不同阶段，对光质、光强的需求不尽相同。然后由于日光灯的发射光谱不能很好地满足铁皮石斛不同生长阶段生长对光的选择性需求，是铁皮石斛种苗培育周期较长的主要原因之一。为此中国专利公开号CN102057867公开了ー种铁皮石斛组织培养的光调控方法，由铁皮石斛果实消毒后取得粉末状种子，粉末状种子通过种子萌发培养基培养，萌发形成原球茎的过程，其特征在于铁皮石斛种苗的组织培养过程中，以LED (半导体发光二极管)植物生长照明系统作为光源，根据铁皮石斛组织培养的不同阶段，实施不同的光照处理。本发明通过采用不同生长阶段实施不同光照处理，使铁皮石斛种苗能最大限度地利用光能供其光合作用，从而获得最大生长量。试验结果表明本发明的技术方案可有效地缩短铁皮石斛种苗的培育周期，从种子到生根成品苗仅需150-180天，比普通日光灯下培养生长周期缩短了 30-60天，且本发明培育的种苗遗传性状稳定，品质好。铁皮石斛适宜的培育生长地区位于中国云南南部等地。当地气候条件分雨季和旱季。雨季持续阴雨潮湿极易导致铁皮石斛霉烂生病；旱季阳光过于強烈又易使铁皮石斛干枯萎縮。但是目前还没有有关铁皮石斛人工栽培过程中使用LED照明来提高铁皮石斛产量的相关报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供ー种铁皮石斛人工栽培智能照明控制系统，该系统能根据铁皮石斛不同生长期对光线的要求，设计红蓝光点亮发光強度比率，根据春晓秋冬不同季节设置不同的光通量，根据外界光照条件(睛天、阴天、雷雨天)，依据照度计输出信号，调节当天的LED射灯光输出，根据种植大棚内温湿度状況，调节大棚内通风，喷淋功能，实现现代农业全方位控制管理。本发明所要解决的技术间题可以通过以下技术方案来实现
ー种铁皮石斛人工栽培智能照明控制系统，包括种植大棚和栽培在所述种植大棚内的铁皮石斛幼苗，还包括设置在种植大棚内的喷淋装置、温度传感器、湿度传感器和种植大棚上的通风机，其特征在于，该铁皮石斛人工栽培智能照明控制系统进一歩包括悬挂在每ー铁皮石斛幼苗上方的LED植物生长照明装置和设置在种植大棚棚顶上的照度仪以及控制装置和上位机，所述温度传感器、湿度传感器、照度仪与所述控制装置的信号采集ロ连接，所述喷淋装置、通风机和LED植物生长照明装置与所述控制装置的控制ロ连接，所述控制装置还与上位机连接；所述LED植物生长照明装置包括LED灯盘和安装在所述LED灯盘上的若干620nm单色红光LED射灯和若干460nm单色篮光LED射灯，620nm单色红光LED射灯与460nm单色篮光LED射灯的数量比为3 I。在本发明的一个优选实施例中，所述LED灯盘上安装有9只620nm单色红光LED 射灯和3只460nm单色篮光LED射灯。在本发明的一个优选实施例中，所述620nm单色红光LED射灯和460nm单色篮光LED射灯的发光投射角度为24°或38°。在本发明的一个优选实施例中，所述LED灯盘为弧面锅盖式灯盘，在所述弧面锅盖式灯盘的中心成三角形布置有3只620nm单色红光LED射灯，周边布置有6只620nm单色红光LED射灯和3只460nm单色篮光LED射灯，其中每2只460nm单色篮光LED射灯之间有两只620nm单色红光LED射灯。在本发明的一个优选实施例中，9只620nm单色红光LED射灯和3只460nm单色篮光LED射灯均通过与各自配套的可调节角度灯具安装在所述弧面锅盖式灯盘上。在本发明的一个优选实施例中，9只620nm单色红光LED射灯和3只460nm单色篮光LED射灯均通过与各自配套的可调光LED驱动器进行调光，9只可调光LED驱动器与所述控制装置连接。由于采用了如上的技术方案，本发明能根据铁皮石斛不同生长期对光线的要求，设计红蓝光点亮发光強度比率，根据春晓秋冬不同季节设置不同的光通量，根据外界光照条件(睛天、阴天、雷雨天)，依据照度计输出信号，调节当天的LED射灯光输出，根据种植大棚内温湿度状況，调节大棚内通风，喷淋功能，实现现代农业全方位控制管理。本发明比之普通农业栽培大棚内采用一般大功率白纸灯泡或日光灯照明エ艺，采用高光效的620nm单色红光LED射灯和460nm单色篮光LED射灯，小角度射灯定向照射，集中照射铁皮石斛茎叶，避免大量的无效漫射光照；本发明采用単色光选择性比率照射，计算机智能程序控制，可以节约能源消耗80%以上。
图I为本发明铁皮石斛人工栽培智能照明控制系统结构示意图。图2为本发明铁皮石斛人工栽培智能照明控制系统中LED灯盘的结构示意图。图3为本发明中620nm单色红光LED射灯与可调节角度灯具之间的装配示意图。图4为本发明中460nm单色篮光LED射灯与可调节角度灯具之间的装配示意图。
具体实施例方式为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式
，进ー步阐述本发明。參见图1，ー种铁皮石斛人工栽培智能照明控制系统，包括种植大棚100和栽培在种植大棚100内的铁皮石斛幼苗200。该铁皮石斛人工栽培智能照明控制系统中的喷淋装置300、温度传感器400、湿度传感器500设置在种植大棚100内。通风机600为两个，安装在种植大棚100上。该铁皮石斛人工栽培智能照明控制系统的特点是在每一铁皮石斛幼苗上方悬挂有一 LED植物生长照明装置和设置在种植大棚100棚顶上的照度仪800，温度传感器400、湿度传感器500、照度仪800与控制装置900的信号采集ロ连接，喷淋装置300、通风机600和所有的LED植物生长照明装置700与控制装置900的控制ロ连接，控制装置900还与上位机1000连接。 參见图2，LED植物生长照明装置700包括一 LED灯盘710和9只620nm单色红光LED射灯720和3只460nm单色篮光LED射灯730。LED灯盘710为弧面锅盖式灯盘，其灯盘直径为400mm，弧面直径为750mm。在弧面锅盖式灯盘的中心成三角形布置有3只620nm单色红光LED射灯720，周边布置有6只620nm单色红光LED射灯720和3只460nm单色篮光LED射灯730，其中每2只460nm单色篮光LED射灯730之间有两只620nm单色红光LED射灯720。參见图3，每只620nm单色红光LED射灯720采用可调节角度灯具721安装在弧面锅盖式灯盘上。每只460nm单色篮光LED射灯730也采用可调节角度灯具721安装在弧面锅盖式灯盘上。620nm单色红光LED射灯720选用发光投射角度a为24。或38°的620nm单色红光LED射灯，460nm单色篮光LED射灯730选用发光投射角度P为24°或38°的460nm单色篮光LED射灯，这样9只620nm单色红光LED射灯720和3只460nm单色篮光LED射灯730发出的光线可以集中照射在铁皮石斛的茎叶上，促进生长。9只620nm单色红光LED射灯720和3只460nm单色篮光LED射灯730均通过与各自配套的可调光LED驱动器进行调光，9只可调光LED驱动器与控制装置900连接。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1.ー种铁皮石斛人工栽培智能照明控制系统，包括种植大棚和栽培在所述种植大棚内的铁皮石斛幼苗，还包括设置在种植大棚内的喷淋装置、温度传感器、湿度传感器和种植大棚上的通风机，其特征在于，该铁皮石斛人工栽培智能照明控制系统进一歩包括悬挂在每ー铁皮石斛幼苗上方的LED植物生长照明装置和设置在种植大棚棚顶上的照度仪以及控制装置和上位机，所述温度传感器、湿度传感器、照度仪与所述控制装置的信号采集ロ连接，所述喷淋装置、通风机和LED植物生长照明装置与所述控制装置的控制ロ连接，所述控制装置还与上位机连接；所述LED植物生长照明装置包括LED灯盘和安装在所述LED灯盘上的若干620nm单色红光LED射灯和若干460nm单色篮光LED射灯，620nm单色红光LED射灯与460nm单色篮光LED射灯的数量比为3 I。
2.如权利要求I所述的铁皮石斛人工栽培智能照明控制系统，其特征在于，所述LED灯 盘上安装有9只620nm单色红光LED射灯和3只460nm单色篮光LED射灯。
3.如权利要求I或2所述的铁皮石斛人工栽培智能照明控制系统，其特征在于，所述LED灯盘为弧面锅盖式灯盘，在所述弧面锅盖式灯盘的中心成三角形布置有3只620nm单色红光LED射灯，周边布置有6只620nm单色红光LED射灯和3只460nm单色篮光LED射灯，其中每2只460nm单色篮光LED射灯之间有两只620nm单色红光LED射灯。
4.如权利要求3所述的铁皮石斛人工栽培智能照明控制系统，其特征在于，所述620nm单色红光LED射灯和460nm单色篮光LED射灯的发光投射角度为24°或38°。
5.如权利要求3所述的铁皮石斛人工栽培智能照明控制系统，其特征在干，9只620nm单色红光LED射灯和3只460nm单色篮光LED射灯均通过与各自配套的可调节角度灯具安装在所述弧面锅盖式灯盘上。
6.如权利要求3所述的铁皮石斛人工栽培智能照明控制系统，其特征在干，9只620nm单色红光LED射灯和3只460nm单色篮光LED射灯均通过与各自配套的可调光LED驱动器进行调光，9只可调光LED驱动器与所述控制装置连接。
全文摘要
本发明公开的一种铁皮石斛人工栽培智能照明控制系统，包括种植大棚和栽培在种植大棚内的铁皮石斛幼苗，还包括设置在种植大棚内的喷淋装置、温度传感器、湿度传感器和种植大棚上的通风机，其特进一步包括悬挂在每一铁皮石斛幼苗上方的LED植物生长照明装置和设置在种植大棚棚顶上的照度仪以及控制装置和上位机，温度传感器、湿度传感器、照度仪与所述控制装置的信号采集口连接，喷淋装置、通风机和LED植物生长照明装置与控制装置的控制口连接，控制装置还与上位机连接；LED植物生长照明装置包括LED灯盘和安装在LED灯盘上的若干620nm单色红光LED射灯和若干460nm单色篮光LED射灯，620nm单色红光LED射灯与460nm单色篮光LED射灯的数量比为3∶1。本发明能有效提高铁皮石斛产量。
文档编号H05B37/02GK102647833SQ201210133589
公开日2012年8月22日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者吴信仲, 李楠, 李永顺, 陈和, 陈桂花, 陈赟赟 申请人:上海欣丰电子有限公司
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