一种植物光环境调控灯板

技术领域

本发明涉及光环境控制领域，更具体地说，涉及一种植物光环境调控灯板。

背景技术

光照是植物生长发育的原初动力，关系到光合作用、光形态建成、物质代谢、矿质和水分吸收等生理代谢过程。不同的光环境(光质、光强、光周期)对植物的生长与发育有着重要影响。不同种类的植物或同一种类植物在不同生育时期所需要的光环境不相同。在人工培育植物、植物生长实验中，需要能够有效模拟植物生长发育所需的光源，以贴合植物真实的生长环境，以促进植物的生长。然而，在植物光环境的调控上，目前尚处于探索阶段。

随着LED产业技术的快速发展，人工光源LED的兴起，特别是大功率LED制备技术已日趋成熟，为植物光环境研究提供了必要的基础。LED具有许多其他光源无法相比的独特优势，LED具有高光电转换效率、节能环保、使用直流电、体积小、耗能低、波长固定等优点。

但是，目前已经应用的植物光环境中的LED光源，大多为单色或两到三种颜色的组合光源，常见的有红、蓝、绿、紫外和红外单色光源，以及不同比例的红蓝组合、红白、蓝白及红蓝绿组合LED光源等。这些光源虽然也能够实现一定的波谱调配，但是同一个系统或装置不能够同时实现波谱段、各段辐射强度和辐射时间的控制，不能够满足针对植物生长发育所需的光环境进行模拟，而且，为了在光谱组成与辐射强度上设置不同植物光环境，需要配置很多个不同的光源，投入的人力和物力非常大，通用性差，使用率极低，造成资源的浪费。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种植物光环境调控灯板，可以通过在连接光板上设置LED单灯珠组和LED多灯珠组，控制电路、光合有效辐射传感器和时间控制器的相互配合对连接光板进行调控，有效控制连接光板产生光源的光质、光强和光照时间，根据不同类型的植物和不同生长阶段的植物进行光照调节，减少设置光源的数量，有效减少人力和物力的投入，提高连接光板的通用性，提高使用率，有效降低资源的浪费。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种植物光环境调控灯板，包括连接光板，所述连接光板上固定安装有LED单灯珠组和LED多灯珠组，且LED单灯珠组和LED多灯珠组交错设置，所述连接光板上滑动连接有接线端子，且接线端子位于LED单灯珠组和LED多灯珠组的正下方，所述连接光板上滑动连接有电路接头，且电路接头位于接线端子正下方；

所述LED单灯珠组和LED多灯珠组均通过导线与接线端子电性连接，且LED单灯珠组和LED多灯珠组形成并联电路，所述接线端子输入端通过导线与电路接头的输出端连接，所述电路接头的输入端通过导线连接有控制电路，所述控制电路的输入端通过导线分别连接有光合有效辐射传感器和时间控制器。通过在连接光板上设置LED单灯珠组和LED多灯珠组，控制电路、光合有效辐射传感器和时间控制器的相互配合对连接光板进行调控，有效控制连接光板产生光源的光质、光强和光照时间，根据不同类型的植物和不同生长阶段的植物进行光照调节，减少设置光源的数量，有效减少人力和物力的投入，提高连接光板的通用性，提高使用率，有效降低资源的浪费。

进一步的，所述LED单灯珠组由多个远光灯珠组成，且远光灯珠呈矩形阵列分布在连接光板上，多个所述远光灯珠之间均连接有LED单灯珠连接电路，且LED单灯珠连接电路的连接点通过LED单灯珠钎焊点固定。

进一步的，所述LED单灯珠连接电路将多个远光灯珠之间相互并联，所述LED单灯珠连接电路输出端与远光灯珠电性连接，所述LED单灯珠连接电路输入端与接线端子电性连接。远光灯珠之间相互并联，能够有效进行单个控制，实现对光照情况的控制，便于对远光灯珠的排列进行调控，提高远光灯珠的适用性。

进一步的，所述LED多灯珠组由多个的灯珠簇组成，且灯珠簇呈矩形阵列分布在连接光板上，多个所述灯珠簇之间均连接有LED多灯珠连接电路，且LED多灯珠连接电路的连接点通过LED多灯珠钎焊点固定。

进一步的，所述LED多灯珠连接电路将多个灯珠簇之间相互并联，所述LED多灯珠连接电路输出端与灯珠簇电性连接，所述LED多灯珠连接电路输入端与接线端子电性连接。

进一步的，所述灯珠簇有一号色灯珠、二号色灯珠、三号色灯珠和四号色灯珠组成，所述一号色灯珠、二号色灯珠、三号色灯珠和四号色灯珠分别通过导线相互并联，并通过LED多灯珠连接电路形成独立电路。一号色灯珠、二号色灯珠、三号色灯珠和四号色灯珠组成，并通过导线相互形成独立电路，便于控制电路对LED多灯珠组进行分组控制，有效实现控制电路对光照的光质和强度的调控，提高连接光板的智能化程度。

进一步的，所述控制电路包括有PWM控制器，所述PWM控制器输入端与光合有效辐射传感器电性连接，所述PWM控制器输出端连接有多个相互并联的NPN型三极管，多个所述NPN型三极管输出端均与电路接头电性连接，且多个NPN型三极管分别与LED单灯珠组和LED多灯珠组相匹配，所述PWM控制器输出端与时间控制器电性连接。PWM控制器用微处理器的数字输出来对电路进行控制，PWM控制器和NPN型三极管的相互配合有效实现开关稳压电源输出的改变，使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，实现对LED单灯珠组和LED多灯珠组的稳定控制，有效提高光照质量，提高LED单灯珠组和LED多灯珠组的使用寿命。

进一步的，所述PWM控制器内设置有光源控制模块、数据库模块和数据分析处理模块，所述数据分析处理模块输入端分别与数据库模块和光合有效辐射传感器连接，所述数据分析处理模块输出端与光源控制模块连接，所述光源控制模块输出端与NPN型三极管连接。数据库模块和数据分析处理模块有效对植物吸收光源作用的数据进行分析和处理，并将信号输送至光源控制模块，有效实现对连接光板的智能化控制，提高连接光板的适应性，使连接光板有效模拟植物所需的不同光源。

进一步的，所述连接光板的调节方法为：

S1.根据使用需求，将控制电路设置为基础控制参数状态；

S2.将连接光板、控制电路、光合有效辐射传感器和时间控制器分别安装至指定位置，通过控制电路控制连接光板上的LED单灯珠组和LED多灯珠组对植物进行光照作用，时间控制器控制光照时间；

S3.光合有效辐射传感器对植物的生长状态进行检测，将植物的对连接光板形成的光照产生的光合作用的情况下进行收集，并将数据输送至控制电路上；

S4.控制电路通过光合有效辐射传感器和时间控制器的综合数据反馈，对连接光板进行控制，控制LED单灯珠组和LED多灯珠组的光照排列组合，控制连接光板的工作时间，对控制参数进行调整和完善；

S5.重复步骤S3和S4，不断完善控制电路的控制参数，使控制电路通过接线端子不断对连接光板进行调节，不断适用于不同生长周期的植物。通过光合有效辐射传感器对植物的生长状态进行不断的检测，使控制电路能够不断完胜和更改控制数据，控制连接光板的LED单灯珠组和LED多灯珠组进行适应性改变，改变其的阵列数量，从而改变光源的光照强度和光照质量，控制电路通过控制时间控制器，从而有效控制连接光板的光照时间，有效适用于植物的生长。

进一步的，所述控制电路通过光合有效辐射传感器反馈的数据，对连接光板进行调整，通过单线控制LED单灯珠组和LED多灯珠组的工作阵列数量，工作阵列时间，对光源产生的光谱组成、辐射强度和辐射时间进行控制。通过改变连接光板的光照情况，改善光谱的组成、辐射强度和辐射时间，使连接光板有效模拟植物生长所需光源，减少光源使用数量，有效节约现有资源。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案通过在连接光板上设置LED单灯珠组和LED多灯珠组，控制电路、光合有效辐射传感器和时间控制器的相互配合对连接光板进行调控，有效控制连接光板产生光源的光质、光强和光照时间，根据不同类型的植物和不同生长阶段的植物进行光照调节，减少设置光源的数量，有效减少人力和物力的投入，提高连接光板的通用性，提高使用率，有效降低资源的浪费。

(2)远光灯珠之间相互并联，能够有效进行单个控制，实现对光照情况的控制，便于对远光灯珠的排列进行调控，提高远光灯珠的适用性。

(3)一号色灯珠、二号色灯珠、三号色灯珠和四号色灯珠组成，并通过导线相互形成独立电路，便于控制电路对LED多灯珠组进行分组控制，有效实现控制电路对光照的光质和强度的调控，提高连接光板的智能化程度。

(4)PWM控制器用微处理器的数字输出来对电路进行控制，PWM控制器和NPN型三极管的相互配合有效实现开关稳压电源输出的改变，使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，实现对LED单灯珠组和LED多灯珠组的稳定控制，有效提高光照质量，提高LED单灯珠组和LED多灯珠组的使用寿命。

(5)数据库模块和数据分析处理模块有效对植物吸收光源作用的数据进行分析和处理，并将信号输送至光源控制模块，有效实现对连接光板的智能化控制，提高连接光板的适应性，使连接光板有效模拟植物所需的不同光源。

(6)通过光合有效辐射传感器对植物的生长状态进行不断的检测，使控制电路能够不断完胜和更改控制数据，控制连接光板的LED单灯珠组和LED多灯珠组进行适应性改变，改变其的阵列数量，从而改变光源的光照强度和光照质量，控制电路通过控制时间控制器，从而有效控制连接光板的光照时间，有效适用于植物的生长。

(7)通过改变连接光板的光照情况，改善光谱的组成、辐射强度和辐射时间，使连接光板有效模拟植物生长所需光源，减少光源使用数量，有效节约现有资源。

附图说明

图1为本发明的仰视结构示意图；

图2为本发明的图1中A处结构示意图；

图3为本发明的连接光板电路控制连接结构示意图；

图4为本发明的控制电路与连接光板连接原理结构示意图；

图5为本发明的控制电路接线结构示意图；

图6为本发明的调节方法流程结构示意图；

图7为本发明的调节方法框架结构示意图。

图中标号说明：

1连接光板、2LED单灯珠组、201远光灯珠、202LED单灯珠连接电路、203LED单灯珠钎焊点、3LED多灯珠组、301一号色灯珠、302二号色灯珠、303三号色灯珠、304四号色灯珠、305LED多灯珠连接电路、306LED多灯珠钎焊点、4接线端子、5电路接头、6控制电路、7光合有效辐射传感器、8时间控制器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-7，一种植物光环境调控灯板，包括连接光板1，连接光板1上固定安装有LED单灯珠组2和LED多灯珠组3，且LED单灯珠组2和LED多灯珠组3交错设置，连接光板1上滑动连接有接线端子4，且接线端子4位于LED单灯珠组2和LED多灯珠组3的正下方，连接光板1上滑动连接有电路接头5，且电路接头5位于接线端子4正下方；请参阅图3，LED单灯珠组2和LED多灯珠组3均通过导线与接线端子4电性连接，且LED单灯珠组2和LED多灯珠组3形成并联电路，接线端子4输入端通过导线与电路接头5的输出端连接，电路接头5的输入端通过导线连接有控制电路6，控制电路6的输入端通过导线分别连接有光合有效辐射传感器7和时间控制器8。通过在连接光板1上设置LED单灯珠组2和LED多灯珠组3，控制电路6、光合有效辐射传感器7和时间控制器8的相互配合对连接光板1进行调控，有效控制连接光板1产生光源的光质、光强和光照时间，根据不同类型的植物和不同生长阶段的植物进行光照调节，减少设置光源的数量，有效减少人力和物力的投入，提高连接光板1的通用性，提高使用率，有效降低资源的浪费。

请参阅图2和图3，LED单灯珠组2由多个远光灯珠201组成，且远光灯珠201呈矩形阵列分布在连接光板1上，多个远光灯珠201之间均连接有LED单灯珠连接电路202，且LED单灯珠连接电路202的连接点通过LED单灯珠钎焊点203固定。

请参阅图3，LED单灯珠连接电路202将多个远光灯珠201之间相互并联，LED单灯珠连接电路202输出端与远光灯珠201电性连接，LED单灯珠连接电路202输入端与接线端子4电性连接。远光灯珠201之间相互并联，能够有效进行单个控制，实现对光照情况的控制，便于对远光灯珠201的排列进行调控，提高远光灯珠201的适用性。

请参阅图3，LED多灯珠组3由多个的灯珠簇组成，且灯珠簇呈矩形阵列分布在连接光板1上，多个灯珠簇之间均连接有LED多灯珠连接电路305，且LED多灯珠连接电路305的连接点通过LED多灯珠钎焊点306固定。

请参阅图3，LED多灯珠连接电路305将多个灯珠簇之间相互并联，LED多灯珠连接电路305输出端与灯珠簇电性连接，LED多灯珠连接电路305输入端与接线端子4电性连接。

请参阅图2，灯珠簇有一号色灯珠301、二号色灯珠302、三号色灯珠303和四号色灯珠304组成，一号色灯珠301、二号色灯珠302、三号色灯珠303和四号色灯珠304分别通过导线相互并联，并通过LED多灯珠连接电路305形成独立电路。一号色灯珠301、二号色灯珠302、三号色灯珠303和四号色灯珠304组成，并通过导线相互形成独立电路，便于控制电路6对LED多灯珠组3进行分组控制，有效实现控制电路6对光照的光质和强度的调控，提高连接光板1的智能化程度。

远光灯珠201为红外光单色灯珠，一号色灯珠301、二号色灯珠302、三号色灯珠303和四号色灯珠304分别为红光单色灯珠、蓝光单色灯珠、绿光单色灯珠和紫光单色灯珠，远光灯珠201与一号色灯珠301、二号色灯珠302、三号色灯珠303和四号色灯珠304在连接光板上的分布数量的比例为1:7～9:7～9:7～9:7～9(一号色灯珠301、二号色灯珠302、三号色灯珠303和四号色灯珠304数量相同)。

请参阅图4和图5，控制电路6包括有PWM控制器，PWM控制器输入端与光合有效辐射传感器7电性连接，PWM控制器输出端连接有多个相互并联的NPN型三极管，多个NPN型三极管输出端均与电路接头5电性连接，且多个NPN型三极管分别与LED单灯珠组2和LED多灯珠组3相匹配，PWM控制器输出端与时间控制器8电性连接。PWM控制器用微处理器的数字输出来对电路进行控制，PWM控制器和NPN型三极管的相互配合有效实现开关稳压电源输出的改变，使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，实现对LED单灯珠组2和LED多灯珠组3的稳定控制，有效提高光照质量，提高LED单灯珠组2和LED多灯珠组3的使用寿命。

控制电路6控制调整连接光板上LED单灯珠组2和LED多灯珠组3形成不同的光谱辐射波段，光谱辐射波段为：380nm±20nm、450nm±10nm、660nm±10nm、370nm±10nm、720nm±10nm，且每个波段的辐射强度可分别实现0％～100％的调控。有效实现控制电路6对连接光板的智能化控制。

请参阅图4和图5，PWM控制器内设置有光源控制模块、数据库模块和数据分析处理模块，数据分析处理模块输入端分别与数据库模块和光合有效辐射传感器7连接，数据分析处理模块输出端与光源控制模块连接，光源控制模块输出端与NPN型三极管连接。数据库模块和数据分析处理模块有效对植物吸收光源作用的数据进行分析和处理，并将信号输送至光源控制模块，有效实现对连接光板1的智能化控制，提高连接光板1的适应性，使连接光板1有效模拟植物所需的不同光源。

光合有效辐射传感器7能够根据植物距离光源的高度，测量植物实时的光环境参数。控制电路6能够对光质、光强、光照时间进行调控，并能够进行环境参数的检测与能耗等数据的记录。

实施例2：

请参阅图1-7，其中与实施例1中相同或相应的部件采用与实施例1相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例1的区别点。该实施例2与实施例1的不同之处在于：请参阅图6和图7，连接光板1的调节方法为：

S1.根据使用需求，将控制电路6设置为基础控制参数状态；

S2.将连接光板1、控制电路6、光合有效辐射传感器7和时间控制器8分别安装至指定位置，通过控制电路6控制连接光板1上的LED单灯珠组2和LED多灯珠组3对植物进行光照作用，时间控制器8控制光照时间；

S3.光合有效辐射传感器7对植物的生长状态进行检测，将植物的对连接光板1形成的光照产生的光合作用的情况下进行收集，并将数据输送至控制电路6上；

S4.控制电路6通过光合有效辐射传感器7和时间控制器8的综合数据反馈，对连接光板1进行控制，控制LED单灯珠组2和LED多灯珠组3的光照排列组合，控制连接光板1的工作时间，对控制参数进行调整和完善；

S5.重复步骤S3和S4，不断完善控制电路6的控制参数，使控制电路6通过接线端子4不断对连接光板1进行调节，不断适用于不同生长周期的植物。通过光合有效辐射传感器7对植物的生长状态进行不断的检测，使控制电路6能够不断完胜和更改控制数据，控制连接光板1的LED单灯珠组2和LED多灯珠组3进行适应性改变，改变其的阵列数量，从而改变光源的光照强度和光照质量，控制电路6通过控制时间控制器8，从而有效控制连接光板1的光照时间，有效适用于植物的生长。

请参阅图7，控制电路6通过光合有效辐射传感器7反馈的数据，对连接光板1进行调整，通过单线控制LED单灯珠组2和LED多灯珠组3的工作阵列数量，工作阵列时间，对光源产生的光谱组成、辐射强度和辐射时间进行控制。通过改变连接光板1的光照情况，改善光谱的组成、辐射强度和辐射时间，使连接光板1有效模拟植物生长所需光源，减少光源使用数量，有效节约现有资源。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。