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利用LED光源调节植物生长的方法及其LED植物照明灯.pdf

1、10申请公布号CN101990828A43申请公布日20110330CN101990828ACN101990828A21申请号200910042307722申请日20090825A01G7/06200601A01G9/2020060171申请人东莞市友美电源设备有限公司地址523413广东省东莞市寮步镇凫山村长富工业区兴山路27号72发明人颜晓英张元74专利代理机构东莞市创益专利事务所44249代理人李卫平54发明名称利用LED光源调节植物生长的方法及其LED植物照明灯57摘要本发明涉及照明灯具技术领域,特别涉及利用LED光源调节植物生长的方法及其LED植物照明灯,其包括有LED光源组、LED

2、控制单元、LED驱动单元、采样检测单元、通信单元、供电电源单元,LED光源组由绿色LED光源、蓝色LED光源二种单色LED和辅助LED光源组成,本发明根据植物生长发育周期和光合原理及对光谱波长选择性吸收原理、和根据植物对光谱敏感性不同,利用LED光源绿、蓝二基色以及一些LED辅助光源的混合光,对植物科学合理补光,确保植物充分光合作用,使植物叶片肥厚、根系发达、长势良好,增强了抵抗力和免疫力,促进植物早熟、增产,改善果品品质。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图1页CN101990828A1/1页21利用LED光源调节植物生长的方法,其特征在

3、于,它包括有以下步骤A、根据植物生长周期的要求得出具有促进作用的光谱参数;B、根据所述光谱参数选择绿色LED光源、蓝色LED光源二种单色LED并搭配合适颜色的辅助LED光源;C、按比例分配绿色LED光源、蓝色LED光源二种单色LED和辅助LED光源的功率;D、将绿色LED光源、蓝色LED光源和辅助LED光源组成的混合光照射植物进行补光。2根据权利要求1所述的利用LED光源调节植物生长的方法,其特征在于,步骤C中所述的按比例分配绿色LED光源、蓝色LED光源二种单色LED的功率具体为根据固定程序中的光谱参数与检测到的LED光源信息,经过比较和逻辑计算,根据计算结果按功率比例分配驱动绿色LED光源

4、、蓝色LED光源和辅助LED光源的功率。3根据权利要求2所述的利用LED光源调节植物生长的方法,其特征在于步骤D是根据色彩原理,通过单片机控制辅助LED光源进行混光得到植物所需的生长周期的波长光。4根据权利要求13任意一项所述的利用LED光源调节植物生长的方法,其特征在于所述辅助LED光源为红、黄、绿、蓝或紫色的基本颜色LED光源。5LED植物照明灯,其特征在于它包括有LED光源组5、LED控制单元2、LED驱动单元4、采样检测单元1、通信单元3、供电电源单元6,其中LED光源组5由绿色LED光源、蓝色LED光源二种单色LED和辅助LED光源组成,LED光源连接LED驱动单元4的输出端;LED

5、控制单元2,其输入端连接采样检测单元1,其输出端分别连接LED驱动单元4的输入端和通信单元3的输入端,其根据用户和植物生长周期的要求,将设计的参数存储于控制单元2存储器中,与采样检测单元1检测的LED光源信息经过比较和逻辑计算,按比例分配数据发送到LED驱动单元4,以控制LED光源组5中二种单色LED的功率和辅助LED光源的功率;LED驱动单元4按照控制单元2的指令执行驱动LED光源组5中的二种单色LED和辅助LED光源,按照LED控制单元2的功率分配发光;采样检测单元1用于检测LED光源组5状况信息,并根据该LED光源组5状况信息,反馈到控制单元2中,经过比较和逻辑计算,按比例分配数据发送到

6、LED驱动单元4;供电电源单元6为各个单元提供工作电源。6根据权利要求5所述的LED植物照明灯,其特征在于所述辅助LED光源为红、黄、绿、蓝或紫色的基本颜色LED光源。7根据权利要求5所述的LED植物照明灯,其特征在于所述LED控制单元2上设有通讯接口,通讯接口与外界进行数据通讯和传送。8根据权利要求57任意一项所述的LED植物照明灯,其特征在于所述LED驱动单元4根据控制单元2的指令执行功率分配数据,改变LED光源组5的驱动功率的比例。权利要求书CN101990828A1/4页3利用LED光源调节植物生长的方法及其LED植物照明灯技术领域0001本发明涉及照明灯具技术领域,特别涉及利用LED

7、光源调节植物生长的方法及其LED植物照明灯。背景技术0002目前,温室栽培技术在国外发达国家已经很普遍了,随着该技术不断的成熟,细心的专家们发现,温室栽培技术里的光照成为植物生长的新的制约点。植物的正常生长发育、开花结果都是通过光合作用、光形态建成反应、光周期调节来完成的,植物光照在其生长过程中起着十分关键的作用。而现代农业已经朝向科技化、产业化的方向大步迈进,运用现代化的照明科技,实现按需调节作物的环境光度因素,是现代农业产业一个不可缺少的重要部分。例如在北方地区,由于冬季光照时间短以及阴、雨、雪、雾等天气,会造成作物严重缺光,而南方作物在阴雨连绵、梅雨气候下的也会出现缺光现象,这些都可能会

8、致使作物不能正常的光合作用。在自然日照不理想的多种场合,人们需要有一种照明产品,可以根据人们的需要,给农作物补充足够的光能,帮助其健康成长。但是现在还没有用于植物照明、为植物补光的LED灯,无法满足人们日益增长的需求。发明内容0003本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种利用LED光源绿、蓝二基色以及一些LED辅助光源的混合光,对植物科学合理补光,促进植物早熟、增产,改善果品品质的利用LED光源调节植物生长的方法,还提供了一种使用该方法的LED植物照明灯。0004为实现上述目的,本发明采用如下技术方案0005利用LED光源调节植物生长的方法,它包括有以下步骤0006A、根据植物生长周期的

9、要求得出具有促进作用的光谱参数;0007B、根据所述光谱参数选择绿色LED光源、蓝色LED光源二种单色LED并搭配合适颜色的辅助LED光源;0008C、按比例分配绿色LED光源、蓝色LED光源二种单色LED和辅助LED光源的功率;0009D、将绿色LED光源、蓝色LED光源和辅助LED光源组成的混合光照射植物进行补光。0010步骤C中所述的按比例分配绿色LED光源、蓝色LED光源二种单色LED的功率具体为根据固定程序中的光谱参数与检测到的LED光源信息,经过比较和逻辑计算,根据计算结果按功率比例分配驱动绿色LED光源、蓝色LED光源和辅助LED光源的功率。0011步骤D是根据色彩原理,通过单片

10、机控制辅助LED光源进行混光得到植物所需的生长周期的波长光。0012所述辅助LED光源为红、黄、绿、蓝或紫色等基本颜色LED光源。0013本发明还公开了LED植物照明灯,它包括有LED光源组、LED控制单元、LED驱动单元、采样检测单元、通信单元、供电电源单元,其中说明书CN101990828A2/4页40014LED光源组由绿色LED光源、蓝色LED光源二种单色LED和辅助LED光源组成,LED光源连接LED驱动单元的输出端;0015LED控制单元,其输入端连接采样检测单元,其输出端分别连接LED驱动单元的输入端和通信单元的输入端,其根据用户和植物生长周期的要求,将设计的参数存储于控制单元存

11、储器中,与采样检测单元检测的LED光源信息经过比较和逻辑计算,按比例分配数据发送到LED驱动单元,以控制LED光源组中二种单色LED的功率和辅助LED光源的功率;0016LED驱动单元按照控制单元的指令执行驱动LED光源组中的二种单色LED和辅助LED光源,按照LED控制单元的功率分配发光;0017采样检测单元用于检测LED光源组状况信息,并根据该LED光源组状况信息,反馈到控制单元中,经过比较和逻辑计算,按比例分配数据发送到LED驱动单元;0018供电电源单元为各个单元提供工作电源。0019所述辅助LED光源为红、黄、绿、蓝或紫色等基本颜色LED光源。0020所述LED控制单元上设有通讯接口

12、,通讯接口与外界进行数据通讯和传送。0021所述LED驱动单元根据控制单元的指令执行功率分配数据,改变LED光源组的驱动功率的比例。0022本发明有益效果为本发明包括有LED光源组、LED控制单元、LED驱动单元、采样检测单元、通信单元、供电电源单元,LED光源组由绿色LED光源、蓝色LED光源二种单色LED和辅助LED光源组成;本发明根据红黄橙,黄蓝绿,蓝红紫,黄橙黄橙,红橙红橙,红紫红紫,蓝紫蓝紫,蓝绿蓝绿,黄绿黄绿等混光原理做出一个光谱曲线,将这光谱曲线存储到控制单元中,然后按照植物生长发育周期和光合原理及对光谱波长选择性吸收原理、和根据植物对光谱敏感性不同,对不同的植物做出不同的光谱曲

13、线,存储在LED控制单元中,按照植物生长的周期,配置不同LED光源照射;由于LED植物照明灯的照射,对大棚内或室内的植物的光合作用十分有效、加快光形态的建成过程,同时可以调节植物的光合周期,本发明利用LED光源绿、蓝二基色以及一些LED辅助光源的混合光,对植物科学合理补光,确保植物充分光合作用,使植物叶片肥厚、根系发达、长势良好,增强了抵抗力和免疫力,促进植物早熟、增产,改善果品品质。附图说明0023图1是本发明的电路原理图。具体实施方式0024下面结合附图对本发明作进一步的说明,见图1,利用LED光源调节植物生长的方法,它包括有以下步骤0025第一步、根据植物生长周期的要求得出具有促进作用的

14、光谱参数;0026第二步、根据所述光谱参数选择绿色LED光源、蓝色LED光源二种单色LED并搭配合适颜色的辅助LED光源;0027第三步、根据固定程序中的光谱参数与检测到的LED光源信息,经过比较和逻辑计算,根据计算结果按功率比例分配驱动绿色LED光源、蓝色LED光源和辅助LED光源的功率,减少LED光源长时间运行出现的色温、照度、显色性等技术参数漂移,起到修正和补色说明书CN101990828A3/4页5作用;0028第四步、将绿色LED光源、蓝色LED光源和辅助LED光源组成的混合光照射植物进行补光,根据色彩原理,通过单片机控制辅助LED光源进行混光得到植物所需的生长周期的波长光。0029

15、使用上述方法的LED植物照明灯,它包括有LED光源组5、LED控制单元2、LED驱动单元4、采样检测单元1、通信单元3、供电电源单元6,其中0030LED光源组5由绿色LED光源、蓝色LED光源二种单色LED和辅助LED光源组成,LED光源连接LED驱动单元4的输出端;0031优选地,所述辅助LED光源为红、黄、绿、蓝、紫色等基本颜色LED光源。0032LED控制单元2,其输入端连接采样检测单元1,其输出端分别连接LED驱动单元4的输入端和通信单元3的输入端,其根据用户和植物生长周期的要求,将设计的参数存储于控制单元2存储器中,与采样检测单元1检测的LED光源信息经过比较和逻辑计算,按比例分配

16、数据发送到LED驱动单元4,以控制LED光源组5中二种单色LED的功率和辅助LED光源的功率,减少LED光源长时间运行出现的色温、照度、显色性等技术参数漂移,起到修正和补色作用;0033LED驱动单元4按照控制单元2的指令执行驱动LED光源组5中的二种单色LED和辅助LED光源,按照LED控制单元2的功率分配发光;0034采样检测单元1用于检测LED光源组5状况信息,并根据该LED光源组5状况信息,反馈到控制单元2中,经过比较和逻辑计算,按比例分配数据发送到LED驱动单元4;0035供电电源单元6为各个单元提供工作电源。0036优选地,LED控制单元2上设有通讯接口,通讯接口与外界进行数据通讯

17、和传送。0037优选地,LED驱动单元4根据控制单元2的指令执行功率分配数据,改变LED光源组5的驱动功率的比例。0038本发明提供的LED植物照明灯,根据植物生长发育周期和光合原理及对光谱波长选择性吸收原理。0039光线光谱与植物光合作用的关系为0040280315NM对形态与生理过程的影响极小;0041315400NNM叶绿素吸收少,影响光周期效应,阻止茎伸长;0042400520NM蓝光叶绿素与类胡萝卜素吸收比例最大,对光合作用影响最大;0043520610NM色素的吸收率不高;0044610720NM红光叶绿素吸收率低,对光合作用与光周期效应有显著影响;00457201000NM吸收率

18、低,刺激细胞延长,影响开花与种子发芽;00461000NM转换成为热量;0047对植物的形态发展与叶片颜色而言,植物应该接收各种平衡的光源,蓝紫色光源400500NM对植物的分化与气孔的调节十分重要,如果蓝紫光不足,远红光的比例太多,茎部将过度成长,而容易造成叶片黄化,红光光谱655665NM能量与远红光光谱725735NM能量的比例在10与12之间,植物的发育将是正长,但是每种植物对于这些光谱比例的敏感性也不同。0048根据植物对光谱敏感性不同,对不同的植物做成不同的光谱曲线,存储在控制单说明书CN101990828A4/4页6元2中,按照植物生长的周期,配置不同LED光源蓝色、蓝紫光、红色

19、,由于LED植物照明灯的照射,对大棚内或室内的作物的光合作用十分有效、加快光形态的建成过程,同时可以调节植物的光合周期。0049根据实验利用LED红色光源在室温照射黄瓜和西红柿,与原生产周期综合比较可以提前2个月左右成熟,产量提高23倍。在棚室对黄瓜、西红柿、茄子以及花卉进行照射,初步观察结果对育苗、生长速度、成熟期、增长效果以及抗病能力均有显著影响,一般可使植物成熟期提前715天,增产2030左右。0050本发明还适用各自植物花卉,能根据不同的植物,实现按需调节作物的环境光度因素,是一种全光系列的LED植物照明灯。尤其是LED植物照明光源将与目前传统的植物照明光源有很大不同。可利用LED的光

20、谱特性与植物光合作用的光谱作最佳匹配;利用LED脉冲调制控制方式与植物的光合作用或呼吸过程在时域上最佳的匹配;利用LED的照明灯的光色成分红蓝比与植物生长需求作最佳匹配,有效地控制植物的生长形态。这些方面均可通过LED技术实现高效,节能的照明目的,为未来的高效精品农业的发展发挥重要作用。0051根据植物生长发育对光谱波长选择性吸收原理制成的植物助长LED植物照明灯,可以实现对作物补光的最佳效果。LED植物照明灯适用于植物生长的各个阶段,通过对植物的科学合理补光,确保植物充分光合作用,使植物叶片肥厚、根系发达、长势良好,增强了抵抗力和免疫力,促进植物早熟、增产,改善果品品质。还可以抑制大棚内病菌和虫卵的生长及繁殖,减少农药的用量,减轻了对环境和作物的污染,符合当前的“绿色”潮流。0052以上所述仅是本发明的较佳实施例,故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰,均包括于本发明专利申请范围内。说明书CN101990828A1/1页7图1说明书附图

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