CN105165438A - 一种无线智能植物补光灯及管理*** - Google Patents

一种无线智能植物补光灯及管理*** Download PDF

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Abstract

本发明公开一种无线智能植物补光灯，其特征在于，包括：高压钠灯，用来控制高压钠灯工作电流的电子镇流器，为电子镇流器提供控制信号的单片机，以及与单片机信号连接的光照传感器、温湿度传感器和无线信号收发装置。本发明采用单片机和电子镇流器对高压钠灯进行控制，可预设补光方案，实现灯具自动开启、计算补光周期与及补光强度，不仅减少人力，而且更有节能，做到科学精确补光，真正地实现智能化植物补光与及植物生长数据的收集和积累。本发明还提供一种基于上述无线智能植物补光灯的管理***。

Description

一种无线智能植物补光灯及管理***
技术领域
本发明涉及植物生长补光技术领域，尤其涉及一种无线智能植物补光灯及管理***。
背景技术
目前市场上的植物补光灯主要以数字镇流器农用高压钠灯为主，绝大部分都是不具备调光功能，仅是提供照明功能的基础方式，由于缺乏工作环境(光照度、温度、湿度)数据记录、存储、处理调控和灯具运作状态自检功能，不利于发展现代数字化设施农业，缺乏硬件条件。
另外大多数的农业温室环境智能调控解决方案基本是采用大型计算机监控***平台收集、处理由通信总线连接到各个节点传感器回传的数据，执行命令再由通信总线连线到各个执行模组来完成温室环境温度、光照度、湿度等方面的调控。从而导致现有的温室大棚环境控制技术缺点是前期投入成本高，布线工程量大，数据采集点少不利于作温室大环境的数据分析，另对使用者专业性要求较高，不利于普及推广。
在国内，大规模植物补光***的总功耗一般100KW到1000KW，通常使用的都是普通的植物补光灯具，不能做到科学的精确补光，从而造成电力大量浪费，增加了生产成本。同时普通的植物补光灯具也不具备故障异常检测与及反馈功能，灯具寿命监控功能，增加了日常维护成本。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种具有调光功能，能自动收集、积累植物生长数据，并方便维护的无线智能植物补光灯。
为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。
一种无线智能植物补光灯，其特征在于，包括：高压钠灯，用来控制高压钠灯工作电流的电子镇流器，为电子镇流器提供控制信号的单片机，以及与单片机信号连接的光照传感器、温湿度传感器和无线信号收发装置。
作为改进地，所述高压钠灯安装在一反光罩内，所述电子镇流器安装在一电器盒内，所述电器盒与反光罩之间通过连接头隔开。
作为改进地，在电器盒的外壳上安装有控制模组盒，所述单片机安装在控制模组盒内，所述光照传感器、温湿度传感器和无线信号收发装置安装在控制模组盒的外壳上。
作为改进地，在连接头上设有散热翅片。
作为改进地，在电器盒的壳体上设有散热翅片。
作为改进地，在电器盒上设有安装支架。
本发明还提供一种无线智能植物补光管理***，其特征在于，包括若干上述补光装置，及与各补光装置无线连接的上位机；所述补光装置通过单片机自动采集温湿度传感器与及光照度传感器所检测到的数据，并将其发送给上位机，实现数据传输和自动组群；所述上位机用来监控、存储数据信息，并为人机交互提供平台。
作为上述无线智能植物补光管理***的进一步说明，当补光装置检测到光照强度低于设定值或照射时间低于设定值时，补光装置的单片机发出指令开启灯具、并自动调整灯具功率以使得光照度达到设定值与及照射时间。
作为上述无线智能植物补光管理***的进一步说明，在补光装置上设有光源电压异常检测电路，所述光源电压异常检测电路是通过检测光源两端的输入电压的变化来判断故障和光源寿命信息，当单片机接收到相应信息后，将检测数据与预设值作对比分析，并将结果发送到上位机。
作为上述无线智能植物补光管理***的进一步说明，所述上位机为智能移动终端，包括：智能手机，手提电脑，平板电脑中的一种或几种。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、采用单片机和电子镇流器对高压钠灯进行控制，可预设补光方案，实现灯具自动开启、计算补光周期与及补光强度，不仅减少人力，而且更有节能，做到科学精确补光，真正地实现智能化植物补光与及植物生长数据的收集和积累。
二、将单片机和电子镇流器分别安装在不同的盒体内，并将高压钠灯与盒体分开，不仅有效避免高压钠灯工作时产生高温破坏电子镇流器的使用寿命，而且方便实现控制模组的维护和散热。
三、通过设置无线信号收发装置，可轻松组建起大型的智能化补光***，简单易用，投入成本低。
四、通过设置光源电压异常检测电路，实时检测并告知用户灯具故障或光源寿命等信息，方便用户维护，降低日常维护成本。
附图说明
图1所示为本发明提供的无线智能植物补光灯结构示意图；
图2所示为本发明提供的无线智能植物补光管理***结构框图。
附图标记说明：
1：高压钠灯，2：电子镇流器，3：单片机，4：光照传感器，5：温湿度传感器，6：无线信号收发装置，7：反光罩，8：电器盒，9：连接头，10：控制模组盒，11：安装支架。
具体实施方式
为方便本领域技术人员更好地理解本发明的实质，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细阐述。
如图1、图2所示，一种无线智能植物补光灯，包括：高压钠灯1，用来控制高压钠灯工作电流的电子镇流器2，为电子镇流器2提供控制信号的单片机3，以及与单片机3信号连接的光照传感器4、温湿度传感器5和无线信号收发装置6。
其中，所述高压钠灯1安装在一反光罩7内，所述电子镇流器2安装在一电器盒8内，所述电器盒8与反光罩7之间通过连接头9隔开，以避免高压钠灯工作时产生高温破坏电子镇流器的使用寿命。为方便补光装置的安装，在电器盒8上连接有安装支架11。进一步地，为提高隔热、散热效果，优选在连接头上和电器盒的外壳上分别设有散热翅片。
所述单片机3安装在一控制模组盒10内，所述控制模组盒10安装在电器盒8的外壳上，所述光照传感器4、温湿度传感器5和无线信号收发装置6安装在控制模组盒10的外壳上。通过设置专门的控制模组盒，并将控制模组盒安装在电器盒的外壳上，当控制模组发生故障时，只需对控制模组进行维护和更换即可，无需拆开电器盒，维修方便，维护成本低。同时，控制模组盒的外置更利于散热，有效提高单片机等控制元件的寿命。
实际工作时，多个补光装置共同组成一个网络群，利用上位机对网络群内的各补光装置进行设备管理，监控、储存、数据分析与及应用策略设置与实施，为人机交互提供平台。其中，上位机可以为智能手机、手提电脑、平板电脑等。根据上位机的不同，所述无线收发装置可以为蓝牙、WiFi模块、ZigBee模块等。
本实施例中，采用智能手机同时管理多个补光灯，采用无线蓝牙通信技术作为各补光之间的数据通信，及灯具与智能手机间的数据传输通信。
工作中，由于每个补光装置都具有一个单片机，单片机作为数据处理核心技术，自动采集温湿度传感器与及光照度传感器所检测到的数据，并将其发送给智能手机，实现数据传输和自动组群。无线蓝牙技术可以将相邻间距在10米内的各个补光装置建立起大规模的通信网络，其成本相对更低，通信更可靠。
同时，单片机还能光照传感器检测到的环境光照强度自动开启或关闭高压钠灯。具体地，当检测到光照强度低于设定值或照射时间低于设定值时，单片机发出指令开启灯具和自动调整灯具功率以使得光照度达到设定值与及照射时间。
所述温湿度一体传感器主要是检测温室大棚空间环境的温度以及湿度，方便对植物生长环境的监控，同时能形成植物生长数据，为以后的数据字化农业提供数据积累。
进一步地，方便用户实时了解高压钠灯的使用寿命，在补光装置上还设有光源电压异常检测电路。所述光源电压异常检测电路是通过检测光源两端的输入电压的变化来判断故障和光源寿命等信息，以提供给单片机进行处理。当单片机接收到相关信息后，将检测数据与预设值作对比分析，并将结果发送到智能手机，告知用户灯具故障或光源寿命等信息，方便用户维护。
以上具体实施方式对本发明的实质进行了详细说明，但并不能以此来对本发明的保护范围进行限制。显而易见地，在本发明实质的启示下，本技术领域普通技术人员还可进行许多改进和修饰，需要注意的是，这些改进和修饰都落在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无线智能植物补光灯，其特征在于，包括：高压钠灯，用来控制高压钠灯工作电流的电子镇流器，为电子镇流器提供控制信号的单片机，以及与单片机信号连接的光照传感器、温湿度传感器和无线信号收发装置。
2.根据权利要求1所述的一种无线智能植物补光灯，其特征在于，所述高压钠灯安装在一反光罩内，所述电子镇流器安装在一电器盒内，所述电器盒与反光罩之间通过连接头隔开。
3.根据权利要求2所述的一种无线智能植物补光灯，其特征在于，在电器盒的外壳上安装有控制模组盒，所述单片机安装在控制模组盒内，所述光照传感器、温湿度传感器和无线信号收发装置安装在控制模组盒的外壳上。
4.根据权利要求2所述的一种无线智能植物补光灯，其特征在于，在连接头上设有散热翅片。
5.根据权利要求2所述的一种无线智能植物补光灯，其特征在于，在电器盒的壳体上设有散热翅片。
6.根据权利要求2所述的一种无线智能植物补光灯，其特征在于，在电器盒上设有安装支架。
7.一种无线智能植物补光管理***，其特征在于，包括若干如权利要求1-6中任意一项所述的补光装置，及与各补光装置无线连接的上位机；
所述补光装置通过单片机自动采集温湿度传感器与及光照度传感器所检测到的数据，并将其发送给上位机，实现数据传输和自动组群；
所述上位机用来监控、存储数据信息，并为人机交互提供平台。
8.根据权利要求7所述的一种无线智能植物补光管理***，其特征在于，当补光装置检测到光照强度低于设定值或照射时间低于设定值时，补光装置的单片机发出指令开启灯具、并自动调整灯具功率以使得光照度达到设定值与及照射时间。
9.根据权利要求7所述的一种无线智能植物补光管理***，其特征在于，在补光装置上设有光源电压异常检测电路，所述光源电压异常检测电路是通过检测光源两端的输入电压的变化来判断故障和光源寿命信息，当单片机接收到相应信息后，将检测数据与预设值作对比分析，并将结果发送到上位机。
10.根据权利要求7所述的一种无线智能植物补光管理***，其特征在于，所述上位机为智能移动终端，包括：智能手机，手提电脑，平板电脑中的一种或几种。
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