《一种以LED植物助长灯为背景的智能控制室内种植场系统.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种以LED植物助长灯为背景的智能控制室内种植场系统.pdf（12页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410584399.2 (22)申请日 2014.10.27 A01G 9/02(2006.01) A01G 7/04(2006.01) (71)申请人 深圳市雅瑞安光电有限公司 地址 518000 广东省深圳市宝安区福永街道 凤凰第一工业区凤凰大道北 A5 幢第五 层东 (72)发明人 陈思奕 童世勇 蔡宇 熊伟 吕东伟 (74)专利代理机构 深圳国鑫联合知识产权代理 事务所 ( 普通合伙 ) 44324 代理人 王志强 (54) 发明名称 一种以 LED 植物助长灯为背景的智能控制室 内种植场系统 (57) 摘要 本发明公开了一。
2、种以 LED 植物助长灯为背景 的智能控制室内种植场系统， 以满足节能环保和 智能化种植的需求。其特征在于 ： 包括 ： 生长转动 模块， 植物生长箱模块， LED 光源模块， 供水模块， 以及能源供应模块， 中央控制模块， 用户终端。用 户可在移动终端和 PC 终端查看植物生长情况， 同 时也可以通过终端， 调节植物生长灯光配比及强 度、 温度、 二氧化碳浓度、 水分参数， 来满足不同植 物的生长需求。 (51)Int.Cl. (19)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5页 附图5页 (10)申请公布号 CN 104429688 A (43)申请公布日。
3、 2015.03.25 CN 104429688 A 1/1 页 2 1. 一种以 LED 植物助长灯为背景的智能控制室内种植场系统， 其特征在于 ： 包括生长 转动模块， 植物生长箱模块， LED 光源模块， 供水模块， 能源供应模块， 中央控制模块 ； 其中， 生长转动模块采用钢结构作为支撑架并垂直于地面安装， 所述供水模块设置在生长转动模 块的下方， 植物生长箱模块安装在生长转动模块上 ； 所述中央控制模块可对植物生长箱模 块中的植物生长环境进行实时监测和 / 或调节。 2. 根据权利要求 1 所述的以 LED 植物助长灯为背景的智能控制室内种植场系统， 其特 征在于 ： 生长转动模块包。
4、括一个大型链式传动机构， 多个植物生长箱模块均匀悬挂安装在 大型链式传动机构上 ； 大型链式传动机构两侧可沿上、 下两个方向同步运动， 进而带动多个 植物生长箱模块在不同高度之间运动。 3. 根据权利要求 2 所述的以 LED 植物助长灯为背景的智能控制室内种植场系统， 其特 征在于 ： 植物生长箱模块底部设置有种植盘， 种植盘为抽屉式的可从植物生长箱中拉出。 4. 根据权利要求 1-3 所述的以 LED 植物助长灯为背景的智能控制室内种植场系统， 其 特征在于 ： 当一个植物生长箱模块转动到底层时， 通过供水模块可实现对该植物生长箱模 块进行自动给水或洒水。 5. 根据权利要求 4 所述的以。
5、 LED 植物助长灯为背景的智能控制室内种植场系统， 其特 征在于 ： 植物生长箱模块的底部有均匀分布许多小孔， 水分可以通过小孔渗透到植物生长 箱中 ； 小孔上方为亲水物质， 可以吸收水分。 6. 根据权利要求 5 所述的以 LED 植物助长灯为背景的智能控制室内种植场系统， 其特 征在于 ： 植物生长箱模块配置无线传输模块， 把传感器采集的信号实时的无线发送给中央 控制模块， 并通过中央控制模块来调节湿度、 温度和二氧化碳浓度， 对作物生长环境实时监 控。 7. 根据权利要求 1 所述的以 LED 植物助长灯为背景的智能控制室内种植场系统， 其特 征在于 ： 该种植场系统的能源供应模块， 。
6、包括太阳能供电和蓄电池模块。 8.根据权利要求1-7任一项所述的以LED植物助长灯为背景的智能控制室内种植场系 统， 其特征在于 ： 还包括用户终端， 用户终端为移动手机 / 电脑， 可通过无线或有线的方式 接入到中央控制模块 ； 用户可在移动终端和 PC 终端查看植物生长情况， 同时也可以通过终 端， 监测 / 调节系统的运行状态， 来满足不同植物的生长需求。 权 利 要 求 书 CN 104429688 A 2 1/5 页 3 一种以 LED 植物助长灯为背景的智能控制室内种植场系统 技术领域 0001 本发明涉及一种以 LED 植物助长灯为背景的智能控制室内种植场系统。 背景技术 000。
7、2 随着人们生活的提高， 以及环境污染问题和食品安全问题不断发生， 有机食品倍 受大众的喜爱， 传统农业的种植生产方式， 由于受环境污染及气候条件的限制， 传统农业种 植出来的有机植物， 越来越不有机， 同时人口的日益增长， 对种植的周期长短和产量， 越来 越关注。 0003 温室大棚可长期为作物创造最佳的生长条件， 避免外界恶劣气候的影响， 达到调 节作物产期、 促进作物生长发育、 防治病虫害及提高产量和品质等目的。 温室大棚种植为提 高人们的生活水平带来极大的便利， 得到了迅速的推广和应用。种植环境中的温度、 湿度、 光照度、 CO2 浓度等环境因子对作物的生产有很大的影响。 0004 随。
8、着科技的发展， 温室的种植系统逐步实现机械化和智能化。在现有的种植场系 统中常使用日光灯、 白炽灯作为光源， 对植物照射它们的光而培育植物。而 LED 与如白炽 灯、 日光灯、 高压钠灯等现有的光源相比， 不仅在能自由地仅选择植物所需的波长的光的方 面作为植物照明光源是有效的， 而且在发光光谱没有热辐射的方面， 作为植物栽培用光源 是非常有利的。 0005 然而， 现有的种植场系统尚不能满足对光照、 温度、 二氧化碳、 水分、 营养液的智能 调节， 实现节能环保和智能化种植。 发明内容 0006 基于此， 本发明的首要目的是一种以 LED 植物助长灯为背景的智能控制室内种植 场系统， 以满足节。
9、能环保和智能化种植的需求。 0007 一种以 LED 植物助长灯为背景的智能控制室内种植场系统， 其特征在于 ： 包括生 长转动模块， 植物生长箱模块， LED 光源模块， 供水模块， 能源供应模块， 中央控制模块 ； 其 中， 生长转动模块采用钢结构作为支撑架并垂直于地面安装， 所述供水模块设置在生长转 动模块的下方， 植物生长箱模块安装在生长转动模块上 ； 所述中央控制模块可对植物生长 箱模块中的植物生长环境进行实时监测和 / 或调节。 0008 在一个实施例中， 该系统还包括能源供应模块， 中央控制模块。在一个实施例中， 该系统还包括用户终端。 0009 所述中央控制模块可对植物生长箱模。
10、块中的植物生长环境进行实时监测和 / 或 调节。 0010 生长转动模块包括一个大型链式传动机构， 多个植物生长箱模块均匀悬挂安装在 大型链式传动机构上 ； 大型链式传动机构两侧可沿上、 下两个方向同步运动， 进而带动多个 植物生长箱模块在不同高度之间运动。 0011 在一个实施例中， 植物生长箱模块底部设置有种植盘， 种植盘为抽屉式的可从植 说 明 书 CN 104429688 A 3 2/5 页 4 物生长箱中拉出。 0012 在一个实施例中， 当一个植物生长箱模块转动到底层时， 通过供水模块可实现对 该植物生长箱模块进行自动给水或洒水。 0013 在一个实施例中， 每个植物生长箱模块设置。
11、有一个 LED 光源模块 ； LED 灯顶部设置 有弧形反光板。 0014 在一个实施例中， 植物生长箱模块的底部有均匀分布许多小孔， 水分可以通过小 孔渗透到植物生长箱中 ； 小孔上方为亲水物质， 可以吸收水分。 0015 在一个实施例中， 植物生长箱模块配置无线传输模块， 把传感器采集的信号实时 的无线发送给中央控制模块， 并通过中央控制模块来调节湿度、 温度和二氧化碳浓度， 对作 物生长环境实时监控。 0016 在一个实施例中， 该种植场系统的能源供应模块， 包括太阳能供电和蓄电池模块。 0017 在一个实施例中， 还包括用户终端， 用户终端为移动手机 / 电脑， 可通过有线或无 线的方。
12、式接入到中央控制模块 ； 用户可在移动终端和 PC 终端查看植物生长情况， 同时也可 以通过终端， 监测 / 调节系统的运行状态， 来满足不同植物的生长需求。 0018 本发明具有以下优点 ： 1) 实现农业生产由机械化向智能化的转变， 大大的提高了生产力。室内种植方式病虫 害可以控制， 无需使用农药之类的， 使植物成为更有机食品。立体化种植， 种植密度得到提 升， 产量大大增加。 0019 2) 生长转动模块 4 的侧面为长条状， 支撑架侧面和底座的底面为长条形， 该系统 占地面积小， 节约土地面积， 大大提高了土地的利用率。 0020 3) 该系统有自己植物生长灯调光系统， 无需太阳光， 。
13、可以实现室内大规模种植， 此 种植方式不受环境和气候条件影响， 产量稳定性， 可以规模化种植。独特的植物生长灯系 统， 大大的缩短植物的生长周期， 提高培育速度。 0021 4) 生长转动系统让植物生长变成自动流水线作业， 这样能源的利用率更高， 生产 种植效率得到提升。 整个生长周期， 只需放不同的种子， 选择不同方案模式， 到收割， 无需人 为操作和干预。 0022 5) 可以用无线远程监控植物生产， 减少人工控制和操作， 真正的实现智能远程控 制。通过移动或者 PC 终端监控植物生长。 0023 6)利用太阳能供电， 绿色环保。 使用本LED特定光源生长灯比类似红波、 蓝波特殊 照明传统。
14、灯具更加节能环保 。 附图说明 0024 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解， 构成本申请的一部分， 本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明， 并不构成对本发明的不当限定。在附图中 ： 图 1 为该种植场系统的主视图。 0025 图 2 为该种植场系统的局部放大图 图 3 为该种植场系统的侧视图。 0026 图 4 为该种植场系统的立体示意图。 0027 图 5 为该种植场系统的无线远程控制网络结构示意图。 说 明 书 CN 104429688 A 4 3/5 页 5 具体实施方式 0028 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。。
15、 0029 一种以 LED 植物助长灯为背景的智能控制室内种植场系统， 如图 1、 2、 3 所示。 0030 一种以 LED 植物助长灯为背景的智能控制室内种植场系统， 其特征在于 ： 包括生 长转动模块 4， 植物生长箱模块 2， LED 光源模块 1， 供水模块 5， 能源供应模块， 中央控制模 块 ； 其中， 生长转动模块 4 采用钢结构作为支撑架并垂直于地面安装， 所述供水模块 5 设置 在生长转动模块 4 的下方， 植物生长箱模 2 块安装在生长转动模块 4 上。 0031 在一个实施例中， 该系统包括 ： 底座、 生长转动模块 4， 植物生长箱模块 2， LED 光源 模块 1，。
16、 供水模块 5。其中， 生长转动模块 4 的侧面为长条状， 垂直于地面安装在底座上， 一 个独立的供水模块 5 设置在生长转动模块 4 的下方。植物生长箱模块 2 吊挂安装在生长转 动模块 4 上。 0032 在一个实施例中， 该系统还包括能源供应模块， 中央控制模块。在一个实施例中， 该系统还包括用户终端。 0033 所述中央控制模块可对植物生长箱模块中的植物生长环境进行监测和 / 或调节。 0034 所述生长转动模块4包括一个大型链式传动机构6， 植物生长箱模块2悬挂安装在 传动机构两侧链条的轴上 ； 大型链式传动机构两侧的链条可沿一个方向同步运动， 进而带 动链式支架上的所述多个植物生长。
17、箱模块 2 在不同高度之间运动。 0035 所述生长转动模块4包括一个大型链式传动机构6， 多个植物生长箱模块2均匀悬 挂安装在大型链式传动机构上 ； 大型链式传动机构两侧可沿上、 下两个方向同步运动， 进而 带动多个植物生长箱模块 2 在不同高度之间运动 所述多个生长转动模块 4 随着大型链式传动机构 6 沿一个方向同步运动， 根据需要控 制其运动速度， 同时使得生长转动模块 4 在不同高度停留。对于生长周期不同的作物， 每转 动一圈可采用不同周期， 如 24 小时、 16 小时、 12 小时、 8 小时。 0036 在一个实施例中， 生长转动模块 4 采用钢结构作为支撑架， 保证了其中植物。
18、生长 转动的稳定性， 转动部分采用大型链式传动机构 6， 保证了传动稳定性。 0037 在一个实施例中， 生长转动模块 4 的动力部分采用伺服电机作为动力， 伺服电机 的驱动板配置无线传输模块， 可以无线接收中央控制模块发送的数据， 根据数据指令控制 电机的转速和停止位置。 无线传输模块把传感器采集的信号实时的无线发送给中央控制模 块， 并通过中央控制模块来调节湿度、 温度和二氧化碳浓度， 对作物生长环境实时监控。 0038 在一个实施例中， 植物生长箱模块 2 底部设置有种植盘 3， 种植盘 3 为抽屉式的可 从植物生长箱 2 中拉出。种植盘 3 可整层抽取下来， 换上新层， 大量节约收割蔬。
19、菜的时间。 在一个实施例中， 种植盘 3 具有一定深度， 便于储存水。 0039 当一个植物生长箱模块 2 转动到底层时， 通过供水模块 5 可实现对该植物生长箱 模块 2 进行自动给水或洒水。在一个实施例中， 供水模块 5 采用环保的不锈钢材料和无缝 焊接技术制成， 保证给植物正常供应水分的同时， 也保证植物的有机物， 采用环保材料不会 对植物产生二次污染。 0040 所述植物生长箱模块2用于种植植物， 植物生长箱模块2根据植物重力学设计， 保 说 明 书 CN 104429688 A 5 4/5 页 6 证植物的生长方向一致性。植物生长箱模块的底部有均匀分布许多小孔， 水分可以通过小 孔渗。
20、透到植物生长箱中， 小孔上方为亲水物质， 可以吸收水分， 保持一定的时间， 供植物吸 收。在一个实施例中， 植物生长箱模块 2 可自由更换要生长的植物， 实现单独收割和种植。 0041 在一个实施例中， 每个植物生长箱模块2设置有一个LED光源模块1。 在一个实施 例中， 在每个植物生长箱模块 2 的顶端， 配备独立的 LED 光源模块 1。在一个实施例中， LED 灯顶部设置有弧形反光板， 以提高光线利用率。 0042 在一个实施例中， 采用高性能的 LED 植物生长灯作为照明光源， LED 植物生长灯 采用铝外壳散热， 优质的铝材或其他散热材料做出的外壳， 散热效果极佳， 保证灯具的长寿 。
21、命， 减少了维护成本， 植物生产灯的透光罩采用高透光率阻燃 PC 材料， 保证灯具光效最大 化和使用的安全性 LED 植物生产灯的灯珠采用高光效特殊波长的单色光 LED 组成， 如红光 波长为 650-660nm， 蓝光波长为 440-450nm 和可发射全波长的白光， 根据不同特性植物， 可 分别调节出不同的白光、 红光和蓝光强度。 可以调整多种颜色组合， 来满足给植物提供不同 光需要。植物生产灯的电源采用高效率的 PWM 调光驱动电源， 配合无线传输控制模块使用。 另外该调光系统位于植物垂直正上方， 短距离照射， 光损很小， 尽量最小化功率， 最大化光 效利用。植物生长灯的波长和强度， 可。
22、以根据植物的生长周期来调节。在植物不同生产周 期提供不同颜色配比光照， 为植物提供不同波长及强度的光照， 来满足植物生长的需求， 整 个调光系统是根据植物的生长周期特性自动调光。另外， 调光系统还可以根据植物的生长 周期， 来开关植物生长灯， 来实现资源利用的最优化。 0043 在一个实施例中， 每个植物生长箱模块 2 中， 均配置有温度传感器、 湿度传感器、 二氧化碳浓度传感器。在一个实施例中， 每个植物生长箱模块 2 中， 配置无线传输模块， 把 湿度感应器采集的湿度信号实时的无线发送给中央控制模块， 并通过中央控制模块对作物 生长环境的实时监测 / 调节。在一个实施例中， 还可以在每个植。
23、物生长箱模块 2 设置二氧 化碳供应模块和制热模块， 并通过无线传输模块连接到中央控制模块， 并根据不同的作物 所需的生长条件， 实现对每个植物生长箱模块 2 的温度和二氧化碳浓度的控制。二氧化碳 浓度调节 ： 是通过二氧化碳浓度感应器采集二氧化碳浓度数据通过个无线传输模块实时发 送给中央控制模块， 根据植物生长数据进行对比， 当低于设定值时， 中央控制模块就释放适 量二氧化碳气体， 来平衡二氧化碳浓度。 0044 在一个实施例中， 温度和二氧化碳感应都装置无线传输发射模块， 实时发送监测 到数据给中央控制模块。无需布设线路， 减少布线和维护成本， 可以实现远程智能控制。在 一个实施例中， 无。
24、线传输控制模块采用先进的 Zigbee 或者 Jennet IP 通信协议， 控制应用 兼容安卓或者 IOS 手机系统， 应用程序可以根据不同的植物， 设置不同情景模式， 来控制植 物生长的开关时间和调光， 真正实现智能远程无线传输控制。 0045 在一个实施例中， 该种植场系统的能源供应模块可包括在温室大棚外设置有太阳 能供电和蓄电池模块， 并连接到种植场系统的生长转动模块 4、 中央控制模块、 供水模块 5、 LED 光源模块 1、 植物生长箱模块 2， 实现对该系统的供电， 达到节能环保之效果。 0046 每一个供水模块中均设置有一个酸碱度测试仪， 酸碱度测试仪用于测试营养液或 水分的酸。
25、碱度， 因为不同的植物需要的酸碱环境不同， 可以根据植物需要的酸碱环境要求 在中央控制块检测每类植物种植营养液或水分的酸碱度， 中央控制块同时可以控制植物生 长灯的强度、 配比， 调节温度和调节湿度。 说 明 书 CN 104429688 A 6 5/5 页 7 0047 在一个实施例中， 中央控制模块根据植物生长周期对水分需求， 对比湿度数据， 如 需要供水， 种植箱运行到供水系统的上方， 供水模块 5 开始供水。植物生生长箱中的吸水 物质， 进行水分吸收， 湿度感应器采集到湿度以到达植物生长要求， 就停止供水模块供应水 分， 返回之前生长位置， 无需人工观察培养土状况和浇水操作。 中央控制。
26、模块的数据下载在 网关中， 用户可以自定义修改程序， 这些程序修改， 所有用户应用程序是实时同步的， 同时 中央控制模块， 还进行数据采集， 如温度， 湿度， 二氧化碳浓度数据等， 进行数据对比， 实时 分析并发出无线指令， 控制相对应的机构进行调节。中央控制模块实时监控植物的生长数 据， 发送给用户， 告知植物在生长周期中的位置， 提示用户进行设置和操作， 此为该系统的 核心部分， 此中央数据处理系统根据不同植物， 产生不同指令来控制其他系统运行， 同时 用户也可以根据实际检测到的数据， 进行实时调整。 0048 在一个实施例中， 用户终端可为移动手机 / 电脑， 可通过无线或有线的方式接入。
27、 到中央控制模块， 如图 5 所示。 0049 用户可在移动终端和 PC 终端查看植物生长情况， 同时也可以通过终端， 监测 / 调 节系统的运行状态， 来满足不同植物的生长需求。 用户可以使用智能移动电话， 可以是安卓 系统或者是 IOS 系统， 根据不同的操作系统下载不同应用， 但是这些不同用户指令时实时 同步的， 只要其中一个用户进行程序修改， 其他用户指令同时更新。用户也可以 PC 终端， 也 可能兼容多种操作系统， 不管是Windows ， LINUX还是Mac OSX都可以相互兼容， 相互通信， 实时监控。 此部分通过无线网络或者因特网控制， 远程发送指令给中央数据处理系统， 来监。
28、 控植物的生长过程， 由于采用无线传输控制， 能够简化系统设备的布线问题， 可以实现远程 智能化控制。这些移动可以兼容多种系统， 多种通信方式。用户终端内具有对不同植物不 同阶段的优化定制参数。用户也可根据不同的需求， 设置相应的温度、 光线、 湿度及二氧化 碳参数的供应方案。 0050 以上所述仅为本发明的优选实施例而已， 并不用于限制本发明， 对于本领域的技 术人员来说， 本发明的种植系统可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内， 所 作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 104429688 A 7 1/5 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 104429688 A 8 2/5 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 104429688 A 9 3/5 页 10 图 3 说 明 书 附 图 CN 104429688 A 10 4/5 页 11 图 4 说 明 书 附 图 CN 104429688 A 11 5/5 页 12 图 5 说 明 书 附 图 CN 104429688 A 12 。