一種植物生長光環境控制系統及方法與流程

本發明涉及一種植物生長控制系統，尤其涉及一種植物生長光環境控制系統。

背景技術：

利用LED光源代替太陽光給植物營造生長發育環境，經過應用測試，混合波長的LED光源能夠顯著促進植物的生長、發育、繁殖等。現有市場的LED燈控制系統已有調光機制，但調光模式不全面、不靈活、不精確，不能給植物生長提供最佳的光照模式。

技術實現要素：

為了克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種植物生長光環境控制系統，其能控制光參數中的光強、光質、光周期，實現多項光參數協同調整用于植物生長精確補光，可以合理提供植物生長所需的光譜，避免多余的能源浪費。

本發明的目的采用以下技術方案實現：

一種植物生長光環境控制系統，包括上位機、主控制器和子控制模塊，所述上位機與所述主控制器連接，所述主控制器與所述子控制模塊連接；

所述上位機通過無線通信模塊向所述主控制器發送數據和指令，所述上位機包括曲線采集模塊和數據處理模塊，所述曲線采集模塊用于存儲和下載各類植物各生長階段以及與各類植物各生長階段對應的曲線數據，所述數據處理模塊用于將所述各類植物各生長階段和所述各類植物各生長階段對應的曲線數據添加到所述主控制器；所述曲線數據為光參數在24小時內隨單位時間的變化曲線，所述與各類植物各生長階段對應的曲線數據包括與各類植物各生長階段對應的多種不同波長的光的曲線數據，且每種波長的光有至少一條曲線數據；

所述主控制器用于接收并存儲所述上位機發送的數據和指令，并將所述指令發送到所述子控制模塊，所述指令包括植物各生長階段信息以及與植物各生長階段信息對應的曲線數據信息；

所述子控制模塊用于接收所述主控制器發送的指令并根據所述指令改變光參數，所述子控制模塊包括一個子控制器、至少一個通道控制器以及與所述通道控制器分別對應連接的可調電源組和LED燈具，所述子控制器與所述通道控制器集成在一塊電路板上，所述通道控制器設有與所述曲線數據對應的存儲區域；所述子控制器用于接收所述主控制器發送的指令并發送到所述通道控制器，所述通道控制器用于根據所述植物各生長階段信息以及與植物各生長階段信息對應的曲線數據信息控制所述可調電源組，從而控制所述LED燈具的光參數變化；

所述上位機連接至少一個主控制器，所述主控制器連接至少一個子控制模塊。

優選的，所述子控制器連接8個通道控制器，所述與所述曲線數據對應的存儲區域為30個存儲區域。

優選的，所述子控制模塊還包括燈具繼電器，所述燈具繼電器連接所述LED燈具，所述通道控制器將所述LED燈具的參數變化信息通過所述子控制器和所述主控制器反饋到所述上位機，所述上位機根據反饋的參數變化信息判斷所述LED燈具是否正常工作，并通過所述主控制器將所述LED燈具的異常信息發送到所述子控制器，所述子控制器根據所述異常信息調節所述燈具繼電器，從而控制所述LED燈具的接通和斷開。

優選的，所述LED植物生長燈控制系統還包括傳感器模組，所述傳感器模組包括燈具溫度傳感器和環境因子傳感器。

優選的，所述主控制器接有報警裝置，所述報警裝置用于發送報警提示信息。

優選的，所述主控制器連接LCD顯示屏，所述LCD顯示屏用于顯示所述子控制模塊的工作狀態。

本發明還提供了一種植物生長光環境控制方法，所述方法包括：

在上位機上為各類植物各生長階段添加對應的曲線數據并存儲，選擇和下載各類植物各生長階段以及與各類植物各生長階段對應的曲線數據，所述曲線數據為光參數在24小時內隨單位時間的變化曲線，所述與各類植物各生長階段對應的曲線數據包括與各類植物生長階段對應的多種不同波長的光的曲線數據，且每種波長的光有至少一條曲線數據；

所述上位機通過無線通信模塊向主控制器發送數據和指令，所述指令包括植物生長階段信息以及與植物生長階段信息對應的曲線數據信息；

所述主控制器接收所述上位機發送的指令并分組后發送到子控制模塊；

所述子控制模塊的子控制器接收所述主控制器的指令并發送到通道控制器，所述通道控制器根據所述各類植物各生長階段以及與各類植物各生長階段對應的曲線數據調節可調電源組控制LED燈具參數的變化。

優選的，所述方法還包括：所述子控制模塊通過所述主控制器將所述LED燈具的參數變化信息反饋到所述上位機，所述上位機根據反饋的參數變化信息判斷所述LED燈具是否正常工作，并通過所述主控制器將所述LED燈具的異常信息發送到所述子控制器，所述子控制器根據所述異常信息調節燈具繼電器，控制所述LED燈具的接通和斷開。

優選的，所述方法還包括：傳感器模組采集燈具溫度信息和環境因子信息反饋到所述主控制器。

優選的，所述方法還包括：所述主控制器顯示異常信息并發送指令到報警裝置。

相比現有技術，本發明的有益效果在于：所述的植物生長光環境控制系統及方法能控制光參數中的光強、光質、光周期，實現多項光參數協同調整用于植物生長精確補光，合理提供植物生長所需的光譜，避免多余的能源浪費；可以根據植物生長階段不同狀態，自動調節光參數，整個過程無需人工過多干預；適應性廣，靈活調整光參數以滿足不同類型植物對光配方的要求。

附圖說明

圖1為本發明一實施例中一植物生長光環境控制系統的結構示意圖；

圖2為圖1所示植物生長光環境控制系統的上位機軟件執行過程示意圖。

具體實施方式

下面，結合附圖以及具體實施方式，對本發明做進一步描述：

本發明提供了一種植物生長光環境控制系統及方法，如圖1，一種植物生長光環境控制系統，包括上位機1、主控制器2和子控制模塊3，上位機1與主控制器2連接，上位機1通過無線通信模塊向主控制器2發送數據和指令，主控制器2與子控制模塊3通過通訊電纜連接，主控制器2用于接收并存儲上位機1發送的指令，并將所述指令發送子控制模塊3；上位機1連接至少一個主控制器2，主控制器2連接至少一個子控制模塊；實現多個分區同時工作。

上位機1包括曲線采集模塊、硬件管理模塊和數據處理模塊，所述曲線采集模塊用于存儲和下載各類植物各生長階段以及與各類植物各生長階段對應的曲線數據，所述硬件管理模塊用于掃描和選擇主控制器2和子控制模塊3，所述數據處理模塊用于將所述各生長階段和所述各生長階段對應的曲線數據添加到主控制器2，并設置每個植物生長階段的運行時長；所述曲線數據為光參數在24小時內隨單位時間的變化曲線，所述與各類植物各生長階段對應的曲線數據包括與各類植物各生長階段對應的多種不同波長的光的曲線數據，且每種波長的光至少有至少1條曲線數據；

如圖2，上位機軟件執行過程，添加生長階段分類11，對各類植物各個生長階段添加生長階段分類；生長階段集合12，將添加的生長階段保存在生長階段集合中；添加多個單曲線數據13，根據實際所需最優光線組合，為每個生長階段添加單曲線數據并保存。掃描主控制器21，對所有主控制器和每個主控制器的所有子控制模塊掃描，根據實際情況選擇所需要的主控制器和每個主控制器所需的子控制模塊；添加到分區22，將選擇的主控制器和子控制模塊信息添加到分區。關聯一個或多個曲線組31，從生長階段集合中為每個分區選擇對應的生長階段，下載選中的生長階段和對應的單曲線數據，將每個分區所選擇的主控制器和子控制模塊與下載的生長階段信息和對應的單曲線數據關聯；設置一個或多個曲線組運行日期32，設置每個分區每個階段的運行日期。執行步驟選擇需要啟動的區域4，啟動程序，上位機執行步驟發送數據5，將數據發送到所述主控制器2，所述上位機與所述主控制器雙向通信，上位機同時執行步驟監控設備6。根據植物生長階段的不同狀態，自動調節光參數。

繼續參照圖1，子控制模塊3包括子控制器31、至少一個通道控制器32以及與通道控制器分別對應連接的可調電源組33和LED燈具34，子控制器31與通道控制器32集成在一塊電路板上，通道控制器32通過可調電源組33連接LED燈具34，通道控制器設有與所述曲線數據對應的存儲區域；主控制器2將接收到的指令編碼分組后發送到每一個子控制器31，子控制器31用于接收主控制器2的指令并解碼后發送到通道控制器32，通道控制器32用于控制可調電源組33，從而控制LED燈具34的光參數變化。本實施例中子控制31集成八個通道控制器32在一塊電路板上，八個通道控制器32分別對應連接八個可調電源組33和LED燈具34，從而可以控制八個波長的LED燈具，每個通道控制器32設有30個存儲區域，從而對應每個波長的光可以設置30條曲線。需要說明的是上位機可以連接多個主控制器，主控制器可以連接多個子控制器，子控制器可以連接多個通道控制器，對應的也就有多個可調電源組和LED燈具，在此，不做限定。可以靈活調整光參數以滿足不同類型的植物對光配方的要求。

子控制模塊3還包括燈具繼電器35，燈具繼電器35連接LED燈具34，通道控制器32將LED燈具34的參數變化信息通過子控制器31和主控制器2反饋到上位機1，上位機1根據反饋的參數變化信息判斷LED燈具34是否正常工作，并通過主控制器2將LED燈具34的異常信息發送到子控制器31，子控制器31根據所述異常信息調節燈具繼電器35，從而控制LED燈具34的接通和斷開。

本發明所述植物生長光環境控制系統還包括傳感器模組，所述傳感器模組包括燈具溫度傳感器和環境因子傳感器。此外，所述系統還預留多種接口可以與其他設備配套使用。傳感器采集數據全面，可以采集各種環境因子，保證光均勻分布。

優選的，本發明所述植物生長光環境控制系統的主控制器2連接LCD顯示屏4，LCD顯示屏4用于顯示子控制模塊3的工作狀態。

優選的，本發明所述植物生長光環境控制系統的主控制器2連接報警裝置5，報警裝置5用于接收主控制器發送的指令并發出報警提示信息。不需要頻繁人工干預及巡檢，減少人工成本。

本發明所述植物生長光環境控制系統包括多種不同波長的LED燈，每種波長可以設置多種光參數隨單位時間的變化曲線，能控制光參數中的光強、光質、光周期，實現多項光參數協同調整用于植物生長精確補光，合理提供植物生長所需的光譜，避免多余的能源浪費；可以根據植物生長階段不同狀態，自動調節光參數，整個過程無需人工過多干預；適應性廣，靈活調整光參數以滿足不同類型植物對光配方的要求。

本發明實施例還提供了一種植物生長光環境控制方法，所述方法包括：

在上位機上為各類植物各生長階段添加對應的曲線數據并存儲，選擇和下載各類植物各生長階段以及與各類植物各生長階段對應的曲線數據，所述曲線數據為光參數在24小時內隨單位時間的變化曲線，所述與各類植物各生長階段對應的曲線數據包括與各類植物生長階段對應的多種不同波長的光的曲線數據，且每種波長的光有至少一條曲線數據；

所述上位機通過無線通信模塊向主控制器發送數據和指令，所述指令包括植物生長階段信息以及與植物生長階段信息對應的曲線數據信息；

所述主控制器接收所述上位機發送的指令并分組后發送到子控制模塊；

所述子控制模塊的子控制器接收所述主控制器的指令并發送到通道控制器，所述通道控制器根據所述各類植物各生長階段以及與各類植物各生長階段對應的曲線數據調節可調電源組控制LED燈具參數的變化。

優選的，所述方法還包括：所述子控制模塊通過所述主控制器將所述LED燈具的參數變化信息反饋到所述上位機，所述上位機根據反饋的參數變化信息判斷所述LED燈具是否正常工作，并通過所述主控制器將所述LED燈具的異常信息發送到所述子控制器，所述子控制器根據所述異常信息調節燈具繼電器，控制所述LED燈具的接通和斷開。

優選的，所述方法還包括：傳感器模組采集燈具溫度信息和環境因子信息反饋到所述主控制器。

優選的，所述方法還包括：所述主控制器顯示異常信息并發送指令到報警裝置。

本實施例中的方法與前述實施例中植物生長光環境控制系統是基于同一發明構思下的兩個方面，在前面已經對系統做了詳細的描述，所以本領域技術人員可根據前述描述清楚地了解本實施例中的方法及實施過程，為了說明書的簡潔，在此就不再贅述。

對本領域的技術人員來說，可根據以上描述的技術方案以及構思，做出其它各種相應的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應該屬于本發明權利要求的保護范圍之內。