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1、(10)申请公布号 CN 103016993 A (43)申请公布日 2013.04.03 CN 103016993 A *CN103016993A* (21)申请号 201210569944.1 (22)申请日 2012.12.20 F21S 2/00(2006.01) F21V 23/00(2006.01) A01K 45/00(2006.01) F21Y 101/02(2006.01) (71)申请人 浙江农林大学 地址 311300 浙江省临安市环城北路 88 号 (72)发明人 周国泉 周益民 (54) 发明名称 用于蛋鸡养殖的绿蓝红紫外四色 LED 组合灯 (57) 摘要 一种用于。
2、蛋鸡养殖的绿蓝红紫外四色 LED 组 合灯， 由电路和硬件两部分组成， 电路部分包括降 压稳压电路、 复位电路、 计时控制电路、 程序下载 电路、 LED 控制与显示电路、 LED 驱动电路和 LED 阵列电路 ； 硬件部分包括开关电源、 电源连接线、 LED 光源控制器、 导线、 壳体、 散热片、 长条式电路 板、 灯头端盖和 LED， LED 分绿、 蓝、 红和紫外四色， 安装在长条式电路板下侧， 呈四行等间距均匀排 列， 散热片安装在电路板背面， LED 电路板和散热 片卡装在壳体内。本组合灯在蛋鸡育雏期提供绿 光， 在育成期提供蓝光， 在产蛋期提供红光， 同时 在各个时期每天均提供适量。
3、的紫外光， 满足蛋鸡 不同时期对光的生理需求， 从而最大程度上提高 蛋鸡的生产性能， 并具有成本节省、 扩展方便的优 点。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页 (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 4 页 附图 3 页 1/1 页 2 1. 一种用于蛋鸡养殖的绿蓝红紫外四色 LED 组合灯， 由电路和硬件两部分组成， 电路 部分包括降压稳压电路 (17)、 复位电路 (16)、 计时控制电路 (18)、 程序下载电路 (19)、 LED 控制与显示电路 (15)、 LED 驱动电路 (13) 和 LED 阵。
4、列电路 (14) ； 硬件部分由上至下包括开 关电源(1)、 电源连接线(2)、 LED光源控制器(3)、 导线(4)、 壳体(5)、 散热片(6)、 长条式电 路板 (7)、 灯头端盖 (8) 和 LED， LED 均安装在长条式电路板下侧， 呈四行等间距均匀排列， 散热片安装在电路板背面， LED 电路板和散热片卡装在壳体内， 共同构成条式灯管， 灯管一 端安装有端盖， 另一端通过导线连接至 LED 光源控制器。 2. 如权利要求 1 所述的用于蛋鸡养殖的绿蓝红紫外四色 LED 组合灯， 其特征是所说的 绿光 LED(9) 为视角 18、 直径 5mm、 波长 520nm、 标准工作电流 。
5、20mA、 标准发光强度 20 坎德 拉的圆形 LED ； 蓝光 LED(10) 为视角 18、 直径 5mm、 波长 470nm、 标准工作电流 20mA、 标准 发光强度 9 坎德拉的圆形 LED ； 红光 LED(11) 为视角 18、 直径 5mm、 波长 630nm、 标准工作 电流 10mA、 标准发光强度 15 坎德拉的圆形 LED ； 紫外光 LED(12) 为视角 18、 直径 5mm、 波 长 320nm、 标准工作电流 20mA、 标准发光强度 0.1 坎德拉的圆形 LED。 3. 如权利要求 1 所述的用于蛋鸡养殖的绿蓝红紫外四色 LED 组合灯， 其特征是所说的 一块。
6、长条式电路板下侧有 4 行 LED， 绿光 LED 和红光 LED 一一间隔等间距排列成第一行， 蓝 光 LED 和紫外光 LED 一一间隔等间距排列成第二行， 红光 LED 和绿光 LED 一一间隔等间距 排列成第三行， 紫外光 LED 和蓝光 LED 一一间隔等间距排列成第四行， 各行中 LED 的颗数相 等， 各行中相邻 LED 之间的中心距相等， 中心距在 1-1.5cm 范围之内。 4. 如权利要求 1 所述的开光电源为隔离式直流开关电源， 输入电压为 220V 交流， 输出 电压为 24V 直流， 输出电流为 0 3A。 5. 如权利要求 1 所述的 LED 光源控制器包括以 ST。
7、C89C52 单片机芯片为核心的 LED 控 制电路、 LCD 液晶显示面板和按键阵列。 权 利 要 求 书 CN 103016993 A 2 1/4 页 3 用于蛋鸡养殖的绿蓝红紫外四色 LED 组合灯 技术领域 0001 本发明涉及一种蛋鸡养殖的人工光源， 具体是一种用于蛋鸡养殖的绿蓝红紫外四 色 LED 组合灯。 背景技术 0002 光照是鸡赖以生存的环境中最重要的因素之一， 对鸡的影响极大， 特别是蛋鸡， 对 光源性质和光照强度都有着特殊的敏感性和反应性。适宜的光照有利于促进蛋鸡的生长 发育、 摄食和繁殖等。现代化养鸡场的光照普遍是由人工光源来提供。利用人工光源控制 鸡舍的光环境， 用。
8、以提高蛋鸡的福利， 从而更好地发挥蛋鸡的生产性能。目前养鸡场使用 的人工光源主要是白炽灯和荧光灯等， 其缺点一 ： 能耗高、 效率低、 产热多 ； 其缺点二 ： 波谱 宽， 包含多种波长的光， 有些波长的光是无用的甚至是有害的 ； 其缺点三 ： 尽管含有多种波 长的光， 但无法针对蛋鸡的生理需求进行光质调控。 上述不足制约了蛋鸡生产性能的提高。 上述缺点可用 LED 光源来解决。LED 光源具有诸多优点， 如高亮度、 低能耗、 寿命长、 可间歇 照射、 良好的点光源性、 冷光性、 波长纯正等。 目前， 各种波长如红光、 绿光、 蓝光、 黄光、 远红 光、 紫外光等的 LED 都已商品化。但 L。
9、ED 光源波长单一， 必须组合才能满足蛋鸡的光需求。 CN201967181 公告了 “智能化综合养鸡的 LED 光源控制系统” 专利技术， 对这一方面作了有 益的尝试。 但该技术重点在于对光照强度和光照时间的智能化控制， 在育雏期不同阶段、 育 成期和产蛋期， 提供不同强度的光照， 光照时间也予以不同控制。 但是该专利技术在蛋鸡的 育雏期和育成期仅使用绿光LED作照明光源， 在蛋鸡的产蛋期仅使用红光LED作照明光源。 在育雏期和育成期提供相同波长的光照明， 没有考虑蛋鸡不同生长阶段对光的生理需求。 其次， 在同一阶段仅提供一种波长的光照明， 波长仍然单一， 无法满足蛋鸡对光的多样性需 求， 。
10、无法有效促进蛋鸡的育成和提高产蛋量。 发明内容 0003 本发明要解决的技术问题是提供一种用于蛋鸡养殖的绿蓝红紫外四色 LED 组合 灯。 0004 解决上述技术问题采用的技术方案是 ： 0005 本用于蛋鸡养殖的绿蓝红紫外四色 LED 组合灯， 由电路和硬件两部分组成， 电路 部分包括降压稳压电路、 复位电路、 计时控制电路、 程序下载电路、 LED 控制与显示电路、 LED 驱动电路和 LED 阵列电路 ； 硬件部分由上至下包括开关电源、 电源连接线、 LED 光源控制器、 导线、 壳体、 散热片、 长条式电路板、 灯头端盖和 LED， 散热片安装在电路板背面， LED 电路板 和散热片卡。
11、装在壳体内， 共同构成条式灯管， 灯管一端安装有端盖， 另一端通过导线连接至 LED 光源控制器。 0006 LED 分绿光 LED、 蓝光 LED、 红光 LED 和紫外光 LED， 均安装在长条式电路板下侧， 呈 四行等间距均匀排列， 绿光 LED 和红光 LED 一一间隔等间距排列成第一行， 蓝光 LED 和紫外 光 LED 一一间隔等间距排列成第二行， 红光 LED 和绿光 LED 一一间隔等间距排列成第三行， 说 明 书 CN 103016993 A 3 2/4 页 4 紫外光 LED 和蓝光 LED 一一间隔等间距排列成第四行， 每行中 LED 的颗数相等且相邻 LED 之间的中心。
12、距相同， 一行中 LED 的具体颗数可根据养鸡槽的长度确定。 0007 所说的绿光 LED 为视角 18、 直径 5mm、 波长 520nm、 标准工作电流 20mA、 标准发光 强度20坎德拉， 呈圆形状 ； 蓝光LED为视角18、 直径5mm、 波长470nm、 标准工作电流20mA、 标准发光强度9坎德拉， 呈圆形状 ； 红光LED为视角18、 直径5mm、 波长630nm、 标准工作电 流10mA、 标准发光强度15坎德拉， 呈圆形状 ； 紫外光LED为视角18、 直径5mm、 波长320nm、 标准工作电流20mA、 标准发光强度0.1坎德拉， 呈圆形状。 水平方向上相邻LED之间的。
13、中心 距可在 1-1.5cm 范围内取值。 0008 所说的开光电源为隔离式直流开关电源， 输入电压为 220V 交流， 输出电压为 24V 直流， 输出电流为 0 3A。 0009 所说的 LED 光源控制器包括以 STC89C52 单片机芯片为核心的 LED 控制电路、 LCD 液晶显示面板和按键阵列。 0010 本发明的有益效果是 ： 在蛋鸡育雏期提供绿光， 在蛋鸡育成期提供蓝光， 在蛋鸡产 蛋期提供红光， 无论育雏期、 育成期还是产蛋期每天均提供适量的紫外光， 满足蛋鸡不同时 期对光的生理需求， 从而最大程度上提高蛋鸡的生产性能。本组合灯的光照强度和光照时 间既可以手工控制， 也可以通。
14、过电脑上编制的光照管理程序加以控制， 从而满足不同养鸡 场的多种需求。绿蓝红紫外四色 LED 组合在一起仅为一个灯具， 相比绿光 LED、 蓝光 LED、 红 光 LED 与紫外光 LED 分离单独组成灯具， 节省了成本。此外， 本组合灯在横向上可根据养鸡 槽的宽度加以扩展。 附图说明 0011 图 1 为本发明结构示意图。 0012 图 2 为本发明长条式电路板下侧 LED 分布示意图。 0013 图 3 为本发明电路原理图。 0014 图 4 为本发明电路原理图。 具体实施方式 0015 本发明下面结合实施例并参照附图作进一步详述 ： 参见图 1， 开关电源 (1) 的输入 端使用导线与外。
15、部 220V 交流电源连接， 开关电源 (1) 的输出端通过电源连接线 (2) 与 LED 光源控制器 (3) 连接， LED 光源控制器 (3) 的输出端通过导线 (4) 连接到灯头内的 LED 阵 列， LED 阵列全部固定在长条式电路板 (7) 下侧， 长条式电路板 (7) 固定于壳体 (5) 中， 电 路板 (7) 上方配置散热片 (6)。如图 2 所示， 在长条式电路板 (7) 下侧分布着 4 行 LED。绿 光 LED(9) 和红光 LED(11) 一一间隔等间距排列成第一行， 蓝光 LED(10) 和紫外光 LED(12) 一一间隔等间距排列成第二行， 红光 LED(11) 和绿。
16、光 LED(9) 一一间隔等间距排列成第三 行， 紫外光 LED(12) 和蓝光 LED(10) 一一间隔等间距排列成第四行。选用的绿光 LED(9) 为视角 18、 直径 5mm、 波长 520nm、 标准工作电流 20mA、 在标准工作电流下发光强度为 20 坎德拉的圆形 LED， 选用的蓝光 LED(10) 为视角 18、 直径 5mm、 波长 470nm、 标准工作电 流 20mA、 在标准工作电流下发光强度为 9 坎德拉的圆形 LED， 选用的红光 LED(11) 为视角 18、 直径5mm、 波长630nm、 标准工作电流10mA、 在标准工作电流下发光强度为15坎德拉的 说 明 。
17、书 CN 103016993 A 4 3/4 页 5 圆形LED， 选用的紫外光LED(12)为视角18、 直径5mm、 波长320nm、 标准工作电流20mA、 标 准工作电流下发光强度为 0.1 坎德拉的圆形 LED。每行中 LED 的颗数相等且相邻 LED 之间 的中心距相同， 中心距可在 1-1.5cm 范围内取值。 0016 光照强度和光波长等光信息通过鸡眼球内的受光体、 视网膜的神经节细胞传递至 视觉中枢或者下丘脑内的相关光受体而被感知。这些光信息被转化为生物信息， 进而影响 与刺激下丘脑释放激素来调节鸡的生长发育、 生殖功能和行为活动。研究表明， 绿光和蓝 光比其它单色光能更有效。
18、地刺激蛋鸡分泌睾酮， 进而促进蛋鸡的生长发育， 绿光在生长早 期能显著促进蛋鸡的生长， 蓝光在生长后期能显著促进蛋鸡的生长。绿光能降低蛋鸡的啄 癖， 蓝光能使蛋鸡变得兴奋。绿、 蓝光下饲养的蛋鸡在更多的时间内不停地采食， 从而导致 绿、 蓝光下饲养的蛋鸡在体重、 胸肌重、 大腿重和小腿重等方面均显著高于其它单色光下饲 养的蛋鸡。蛋鸡在红光下趋于安静， 啄癖极少。红光波长长， 光线穿透力强， 进入蛋鸡下丘 脑内的光子数多， 对光受体的刺激增强， 因而能提升蛋鸡的生殖机能， 使产蛋数增加。波长 为 280-340nm 的紫外线对蛋鸡的生产性能有促进作用， 此波段紫外线称为保健光。紫外线 照射鸡体的。
19、皮肤时， 可使皮肤和羽毛中的 7- 羟脱氢胆固醇转变为维生素 D3， 维生素 D3促进 机体的钙磷代谢， 提高蛋鸡对饲料中钙和磷的吸收， 从而保证机体健康和骨骼发育。 在紫外 线照射下， 由于钙、 磷等的吸收提高了， 蛋鸡的产蛋率可提高 3 -5， 蛋的合格率也略有 提高。 另外， 紫外线有强烈的杀菌作用， 增强机体免疫力和抗病力， 有利于蛋鸡的健康， 降低 蛋鸡死亡率。利用紫外线照射蛋鸡， 对蛋鸡的体重、 体尺及骨骼生长有显著的促进影响， 可 提高产蛋率和蛋的品质。因此， 选用绿蓝红紫外四色 LED 组合灯作为蛋鸡养殖用的人工光 源是有科学依据的。 0017 参见图 3 和 4， 220V 。
20、交流电压经开关电源 (1) 后输出 24V 直流电压， 一路接至 LED 驱动电路 (13)， 另一路接至降压稳压电路 (17)。LED 驱动电路 (13) 由 4 个芯片 PT4115 将 24V 直流电压提供给绿蓝红紫外四色 LED 正常工作， 为保证芯片 PT4115 正常工作， 引脚 SW 接二极管SS110负极并与50H电感相连， 引脚VIN接二极管SS110正极、 0.5电阻或1 电阻、 24V 电压相连， 引脚 GND 接地， 4 个 PT4115 芯片的引脚 DIM 分别与芯片 STC89C52 的引 脚 P10 13 相连， 以控制 LED 的工作时间。LED 阵列电路 (1。
21、4) 包括绿光 LED 阵列、 蓝光 LED 阵列、 红光 LED 阵列和紫外光 LED 阵列， 为保证 LED 正常工作， 每色 LED 先串联再并联， 两端 分别接于芯片 PT4115 引脚 CSN 和 50H 电感。降压稳压电路 (17) 中 24V 直流电压经 U9 恒 流降压芯片 IM2596 稳压输出 5V 直流电压为复位电路 (16)、 计时控制电路 (18)、 程序下载 电路 (19)、 LED 控制及显示电路 (15) 提供稳定的工作电压 ； 同时， 24V 直流电压经 U8 恒流 降压芯片 IM2596 稳压输出 3.3V 直流电压为计时控制电路 (18) 提供稳定的工作电。
22、压。LED 控制与显示电路 (15) 由单片机芯片 STC89C52 实现对 LED 的工作状态控制， 并通过 LCD 液 晶显示屏显示LED工作状态， 包括工作时间和LED光强信息， 以及在工作状态调节时的被调 节信息， 为保证液晶显示屏正常显示， 需要与芯片 STC89C52 的引脚 P00 P07 相连。通过 按键 S2 可以选择调节对象， 包括 LED 工作时间、 LED 灯颜色 ； 通过按键 S3 可以增大光照时 间或增大 LED 光强 ； 通过按键 S4 可以减小光照时间或减弱 LED 光强 ； 最终可实现绿光 LED、 蓝光 LED 和红光 LED 依照先后次序工作， 紫外光 L。
23、ED 根据需要而工作， 四色 LED 的工作时间 和光强根据需要进行调节。为保证芯片 STC89C52 正常工作， 需要将引脚 VCC 接 5V 电压， 在 引脚 X1 和 X2 之间接 12MHz 晶体振荡器 Y1， 晶体振荡器 Y1 两端分别接滤波电容正极， 电容 说 明 书 CN 103016993 A 5 4/4 页 6 负极接地。复位电路 (16) 中， 按下按键 S1， 则 STC89C52 芯片引脚 RESET 接收到 5V 电压信 号， 使整个控制与显示电路复位进入初始工作状态。计时控制电路 (18) 由芯片 DS1302 对 LED 工作时间进行计时， 计时单位包括天数、 小。
24、时数。为保证 DS1302 正常工作， 需要在引脚 VCC2 接 5V 电压， 在引脚 VCC1 接 3.3V 电压， 在引脚 X1 与 X2 之间接 32.768MHz 晶体振荡器 Y2。程序下载电路 (19)， 采用 PL2303 芯片将 STC89C52 芯片与计算机 USB 接口相连， 将 LED 控制程序由计算机下载至 STC89C52 芯片， JP1 为 USB 接口。为保证 PL2303 正常工作， 需要 在引脚 VDD、 RESET、 VDD_232 和 DSR_N 接 5V 电压， 在引脚 OSC1 和 OSC2 之间接 12MHz 晶体振 荡器 Y3， 引脚 TXD 接 S。
25、TC89C52 引脚 RXD， 引脚 RSD 接 STC89C52 引脚 TXD。 0018 本组合灯的光照强度和光照时间可以手工控制， 在计算机上完成控制程序编写， 通过 USB 连接线连接计算机 USB 接口和图 4 中 (19) 的 JP1 接口， 将控制程序下载至控制电 路中， 接入 220V 交流电之后， 按下图 4 中 (16) 的按键 S1 使电路复位， 整个 LED 电路开始工 作， 按下图 3 中 (15) 的按键 S2 可以选择被调节对象， 包括控制时间、 LED 颜色， 选定调节对 象之后， 按下图 3 中 (15) 的按键 S3 可以增大光照时间或者增强 LED 光强，。
26、 按下图 3 中 (15) 的按键 S4 可以减小光照时间或者减弱 LED 光强。 0019 本组合灯的光照强度和光照时间也可以通过电脑上编制的光照管理程序加以控 制， 通过 USB 连接线连接计算机 USB 接口和图 4 中 (19) 的 JP1 接口， 然后在计算机中通过 光照管理程序调控 LED 电路的工作状态。 0020 两种方式均可实现本组合灯在蛋鸡育雏期提供绿光， 在蛋鸡育成期提供蓝光， 在 蛋鸡产蛋期提供红光， 无论育雏期、 育成期还是产蛋期每天均提供适量的紫外光， 满足蛋鸡 不同时期对光的生理需求， 从而最大程度上提高蛋鸡的生产性能。 说 明 书 CN 103016993 A 6 1/3 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103016993 A 7 2/3 页 8 图 3 说 明 书 附 图 CN 103016993 A 8 3/3 页 9 图 4 说 明 书 附 图 CN 103016993 A 9 。