光照強度控制系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化領(lǐng)域，特別是涉及一種光照強度控制系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光是植物進行光合作用的動力，也是形成葉綠素、葉綠體及正常葉片的必要條件，因此光直接制約著葉片光合速率的高低。植物葉片的光合速率受到環(huán)境條件，溫濕度、光照、二氧化碳等因素的協(xié)同影響，在不同環(huán)境下的光合速率可以用光合響應曲線來描述。當其他因素不足時，由于存在飽和點，即使光強很高，植物也不能吸收利用。
[0003]光強的增加可提高葉片的光合速率，當達到某一光強時，葉片的光合速率等于呼吸速率，即二氧化碳的吸收量等于釋放量，這時的光強成為光補償點。在低光強區(qū)，光合速率隨光強的增強而呈比例地增加；當達到某一光強時，光合速率不再增加，而呈現(xiàn)飽和現(xiàn)象，這時的光強稱為光飽和點，此后的階段稱為飽和階段。在比例階段光強是制約光合速率的主要因素，而飽和階段二氧化碳的擴散和固定速率是主要限制因素。
[0004]植物的光補償點和光飽和點不是固定數(shù)值，隨外界條件的變化而變化。當其他因素不足時，由于存在飽和點，即使光強很高，植物也不能吸收利用。例如，在封閉的溫室中，溫度較高，二氧化碳濃度較低時，會使光補償點提高而不利于光合產(chǎn)物的積累。
[0005]在溫室、大棚和植物工廠燈種植環(huán)境中，為了提供植物產(chǎn)量通常需進行補光處理，如安裝熒光燈或LED等進行持續(xù)人工照明來實現(xiàn)，從而延長植物光合作用的時間。但目前這些人工光源的光照時間和光照強度大多為人工控制，不能根據(jù)植物自身生長的需求對光強進行調(diào)控，存在光照能耗巨大，且測控精度低、勞動強度大以及由于測控不及時造成不可彌補的損失等弊端。而通過自動調(diào)控的光強監(jiān)控設(shè)備未考慮溫濕度及二氧化碳濃度的交互影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供的光照強度控制系統(tǒng)及方法，可以準確地對光照強度參數(shù)進行調(diào)控。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供光照強度控制系統(tǒng)，包括:環(huán)境監(jiān)測模塊、植物生長監(jiān)測模塊、環(huán)境參數(shù)范圍設(shè)定模塊、光照強度控制模塊和控制器；
[0008]所述環(huán)境監(jiān)測模塊，用于采集環(huán)境數(shù)據(jù)信息，并將所述環(huán)境數(shù)據(jù)信息發(fā)送給所述控制器，其中，所述環(huán)境數(shù)據(jù)信息包括光照強度參數(shù)；
[0009]所述植物生長監(jiān)測模塊，用于對植物生長進行監(jiān)測，獲取植物生長信息，并將所述植物生長信息發(fā)送給所述控制器；
[0010]所述環(huán)境參數(shù)范圍設(shè)定模塊，用于根據(jù)所述環(huán)境數(shù)據(jù)信息和所述植物生長信息設(shè)定光照強度閾值，并將所述光照強度閾值發(fā)送給所述控制器；
[0011]所述控制器，用于接收所述環(huán)境數(shù)據(jù)信息、所述植物生長信息和所述光照強度閾值，并且如果所述環(huán)境數(shù)據(jù)信息中的光照強度參數(shù)不在所述光照強度閾值內(nèi)，則將所述光照強度參數(shù)發(fā)送給所述光照強度控制模塊進行調(diào)控；
[0012]所述光照強度控制模塊，用于接收所述控制器發(fā)送的所述光照強度參數(shù)，并對所述光照強度參數(shù)進行調(diào)控。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供光照強度控制方法，包括:
[0014]采集環(huán)境數(shù)據(jù)信息，所述環(huán)境數(shù)據(jù)信息包括光照強度參數(shù)；
[0015]對植物生長進行監(jiān)測，獲取植物生長信息；
[0016]根據(jù)所述環(huán)境數(shù)據(jù)信息和所述植物生長信息設(shè)定光照強度閾值；
[0017]如果所述光照強度參數(shù)不在所述光照強度閾值內(nèi)，則對所述光照強度參數(shù)進行調(diào)控。
[0018]本發(fā)明實施例提供的光照強度控制系統(tǒng)及方法，通過根據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)信息和植物生長信息設(shè)定光照強度閾值，并且如果光照強度參數(shù)不在光照強度閾值內(nèi)，可以準確地對光照強度參數(shù)進行調(diào)控。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明實施例提供的光照強度控制系統(tǒng)的示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明實施例提供的光照強度控制方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0021]本發(fā)明的總體構(gòu)思是，通過根據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)信息和植物生長信息設(shè)定光照強度閾值，并且如果光照強度參數(shù)不在光照強度閾值內(nèi)，可以準確地對光照強度參數(shù)進行調(diào)控。
[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例提供的光照強度控制系統(tǒng)及方法進行詳細描述。
[0023]圖1為本發(fā)明實施例提供的光照強度控制系統(tǒng)的示意圖。
[0024]系統(tǒng)包括環(huán)境監(jiān)測模塊101、植物生長監(jiān)測模塊102、環(huán)境參數(shù)范圍設(shè)定模塊103、光照強度控制模塊104和控制器105。
[0025]環(huán)境監(jiān)測模塊101用于采集環(huán)境數(shù)據(jù)信息，并將環(huán)境數(shù)據(jù)信息發(fā)送給控制器105，其中，環(huán)境數(shù)據(jù)信息包括光照強度參數(shù)。
[0026]植物生長監(jiān)測模塊102用于對植物生長進行監(jiān)測，獲取植物生長信息，并將植物生長信息發(fā)送給控制器105。
[0027]這里，可以在種植環(huán)境中安裝攝像頭等設(shè)備對植物的生長情況進行監(jiān)測，從而獲取植物不同階段的生長信息。
[0028]環(huán)境參數(shù)范圍設(shè)定模塊103用于根據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)信息和植物生長信息設(shè)定光照強度閾值，并將光照強度閾值發(fā)送給控制器105。
[0029]這里，光照強度閾值是通過光合曲線設(shè)定的。
[0030]控制器105用于接收環(huán)境數(shù)據(jù)信息、植物生長信息和光照強度閾值，并且如果環(huán)境數(shù)據(jù)信息中的光照強度參數(shù)不在光照強度閾值內(nèi)，則將光照強度參數(shù)發(fā)送給光照強度控制模塊104進行調(diào)控。
[0031]光照強度控制模塊104用于接收控制器105發(fā)送的光照強度參數(shù)，并對光照強度參數(shù)進行調(diào)控。
[0032]這里，如果小于光照強度閾值，則增加光強；如果大于光照強度閾值，則減少光強。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，控制器105還包括:如果環(huán)境數(shù)據(jù)信息在光照強度閾值范圍內(nèi)，則對光照強度參數(shù)不進行調(diào)控。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，環(huán)境監(jiān)測模塊包括溫度傳感器、濕度傳感器、二氧化碳濃度傳感器和光照傳感器；
[0035]溫度傳感器，用于對環(huán)境溫度進行監(jiān)測，獲取環(huán)境溫度參數(shù)；
[0036]濕度傳感器，用于對環(huán)境濕度進行監(jiān)測，獲取環(huán)境濕度參數(shù)；
[0037]二氧化碳濃度傳感器，用于對二氧化碳濃度進行監(jiān)測，獲取二氧化碳濃度參數(shù)；
[0038]光照傳感器，用于對光照強度進行監(jiān)測，獲取光照強度參數(shù)。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，所述環(huán)境數(shù)據(jù)信息還包括:環(huán)境溫度參數(shù)、環(huán)境濕度參數(shù)、二氧化碳濃度參數(shù)。
[0040]本發(fā)明實施例提供的光照強度控制系統(tǒng)，通過根據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)信息和植物生長信息設(shè)定光照強度閾值，并且如果光照強度參數(shù)不在光照強度閾值內(nèi)，可以準確地對光照強度參數(shù)進行調(diào)控。
[0041]圖2為本發(fā)明實施例提供的光照強度控制方法的流程圖。
[0042]參照圖2，在步驟S201，采集環(huán)境數(shù)據(jù)信息，所述環(huán)境數(shù)據(jù)信息包括光照強度參數(shù)。
[0043]在步驟S202，對植物生長進行監(jiān)測，獲取植物生長信息。
[0044]在步驟S203，根據(jù)所述環(huán)境數(shù)據(jù)信息和所述植物生長信息設(shè)定光照強度閾值。
[0045]在步驟S204，如果所述光照強度參數(shù)不在所述光照強度閾值內(nèi)，則對所述光照強度參數(shù)進行調(diào)控。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，所述方法還包括:
[0047]如果所述環(huán)境數(shù)據(jù)信息在所述光照強度閾值范圍內(nèi)，則對所述光照強度參數(shù)不進行調(diào)控。
[0048]本發(fā)明實施例提供的光照強度控制方法，通過根據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)信息和植物生長信息設(shè)定光照強度閾值，并且如果光照強度參數(shù)不在光照強度閾值內(nèi)，可以準確地對光照強度參數(shù)進行調(diào)控。
[0049]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應以所述權(quán)利要求的保護范圍為準。
【主權(quán)項】
1.一種光照強度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括環(huán)境監(jiān)測模塊、植物生長監(jiān)測模塊、環(huán)境參數(shù)范圍設(shè)定模塊、光照強度控制模塊和控制器； 所述環(huán)境監(jiān)測模塊，用于采集環(huán)境數(shù)據(jù)信息，并將所述環(huán)境數(shù)據(jù)信息發(fā)送給所述控制器，其中，所述環(huán)境數(shù)據(jù)信息包括光照強度參數(shù)； 所述植物生長監(jiān)測模塊，用于對植物生長進行監(jiān)測，獲取植物生長信息，并將所述植物生長信息發(fā)送給所述控制器； 所述環(huán)境參數(shù)范圍設(shè)定模塊，用于根據(jù)所述環(huán)境數(shù)據(jù)信息和所述植物生長信息設(shè)定光照強度閾值，并將所述光照強度閾值發(fā)送給所述控制器； 所述控制器，用于接收所述環(huán)境數(shù)據(jù)信息、所述植物生長信息和所述光照強度閾值，并且如果所述環(huán)境數(shù)據(jù)信息中的光照強度參數(shù)不在所述光照強度閾值內(nèi)，則將所述光照強度參數(shù)發(fā)送給所述光照強度控制模塊進行調(diào)控； 所述光照強度控制模塊，用于接收所述控制器發(fā)送的所述光照強度參數(shù)，并對所述光照強度參數(shù)進行調(diào)控。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器還包括:如果所述環(huán)境數(shù)據(jù)信息在所述光照強度閾值范圍內(nèi)，則對所述光照強度參數(shù)不進行調(diào)控。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)境監(jiān)測模塊包括溫度傳感器、濕度傳感器、二氧化碳濃度傳感器和光照傳感器； 所述溫度傳感器，用于對環(huán)境溫度進行監(jiān)測，獲取環(huán)境溫度參數(shù)； 所述濕度傳感器，用于對環(huán)境濕度進行監(jiān)測，獲取環(huán)境濕度參數(shù)； 所述二氧化碳濃度傳感器，用于對二氧化碳濃度進行監(jiān)測，獲取二氧化碳濃度參數(shù)； 所述光照傳感器，用于對所述光照強度進行監(jiān)測，獲取光照強度參數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)境數(shù)據(jù)信息還包括:環(huán)境溫度參數(shù)、環(huán)境濕度參數(shù)、二氧化碳濃度參數(shù)。
5.一種光照強度控制方法，其特征在于，所述方法包括: 采集環(huán)境數(shù)據(jù)信息，所述環(huán)境數(shù)據(jù)信息包括光照強度參數(shù)； 對植物生長進行監(jiān)測，獲取植物生長信息； 根據(jù)所述環(huán)境數(shù)據(jù)信息和所述植物生長信息設(shè)定光照強度閾值； 如果所述光照強度參數(shù)不在所述光照強度閾值內(nèi)，則對所述光照強度參數(shù)進行調(diào)控。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 如果所述環(huán)境數(shù)據(jù)信息在所述光照強度閾值范圍內(nèi)，則對所述光照強度參數(shù)不進行調(diào)控。
【專利摘要】本發(fā)明提供的光強控制系統(tǒng)及方法，包括：環(huán)境監(jiān)測模塊，用于采集環(huán)境數(shù)據(jù)信息，并將環(huán)境數(shù)據(jù)信息發(fā)送給控制器；植物生長監(jiān)測模塊，用于對植物生長進行監(jiān)測，獲取植物生長信息，并將植物生長信息發(fā)送給控制器；環(huán)境參數(shù)范圍設(shè)定模塊，用于根據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)信息和植物生長信息設(shè)定光照強度閾值，并將光照強度閾值發(fā)送給所述控制器；控制器，用于接收環(huán)境數(shù)據(jù)信息、植物生長信息和光照強度閾值，并且如果環(huán)境數(shù)據(jù)信息中的光照強度參數(shù)不在光照強度閾值內(nèi)，則將光照強度參數(shù)發(fā)送給光照強度控制模塊進行調(diào)控；光照強度控制模塊，用于接收控制器發(fā)送的光照強度參數(shù)，并對光照強度參數(shù)進行調(diào)控。本發(fā)明可以準確地對光照強度參數(shù)進行調(diào)控。
【IPC分類】G05D25-02
【公開號】CN104635810
【申請?zhí)枴緾N201510103009
【發(fā)明人】王秀娟, 康孟珍, 范興容, 華凈, 王浩宇, 王飛躍
【申請人】中國科學院自動化研究所
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年3月9日