1.本发明属自动化、植物光照技术领域,尤其涉及一种植物种植自动化光照系统及方法。
背景技术:
2.植物种植是人类最为重要的农业活动,植物生产种类主要包括农作物(稻麦棉)、园艺作物(花果菜),还有茶树、蹂科、香料、烟草等植物,传统的植物施肥,一般都是凭经验,靠人力进行的,在很长一段时间,做农业的给人的印象,都是面朝黄土背朝天,虽说农业种植一直在发展,越来越多的机械设备的应用,比如收割机、播种机等,很大程度地减轻了种植工作,但是种植过程中的灌溉、施肥、杀虫这些,都离不开人力!随着近几年人工智能的兴起,当前,蔬菜种植场、花卉园艺场,农业高新技术园区、农业龙头生产企业和规模经营大户发展很快,随着自动化、智能化、机械化的介入,给种植业带来了很大影响,尤其是互联网+种植业逐步应用,种植业中的灌溉、施肥、杀虫等等,都告别了人力,实现了自动化,使植物种植技术更是得到了很大的提高,本发明在植物种植自动化光照方面进一步积极探索研究,让植物种植更自动智能化,通过智能终端设备及智能化控制系统平台控制光照系统对所需要光照的植物按设定指令或动作进行自动化光照,实现光照供应的自动化管理和分配,可为植物生长提供条件,让植物达到健康生长的要求,非常显著的提高植物光照效率,降低生产成本,提高产量、品质,缩短周期,提高经济效益。
技术实现要素:
3.本发明的目的在于,针对现有技术的不足,提出一种植物种植自动化光照系统及方法,可通过智能终端设备及智能化控制系统平台控制光照系统对所需要光照的植物按设定指令或动作进行自动化光照,还可对光照进行处理加入植物生长所需的物质或净化掉对植物生长不利的物质,让植物科学的获取到成长所需的光照,实现光照供应的自动化管理和分配,可为植物生长提供条件,让植物达到健康生长的要求,非常显著的提高植物光照效率,降低生产成本,提高产量、品质,缩短周期,提高经济效益。
4.一种植物种植自动化光照系统及方法,所述植物种植自动化光照系统包括有自动化光照设备、主控模块及分项控制模块、通讯模块、后台服务器系统总平台、手机app、小程序、pc端等智能终端设备及智能化控制系统云平台、电路集成模块、芯片模块、能源系统等;所述自动化光照系统可通过手机app、小程序、pc端等智能终端设备及智能化控制系统平台结合自动化光照系统中的主控模块及分项控制模块、通讯模块、后台服务器系统总平台、电路集成模块、芯片模块之间的交互完成后控制光照系统对所需要光照的植物按设定指令或动作进行自动化光照,光照不仅影响着植物整个生长过程,还可为植物提供光合作用等,自动化光照系统还可对光照进行处理加入植物生长所需的物质或净化掉对植物生长不利的物质,让植物科学的获取到成长所需的光照,实现光照供应的自动管理和分配,让种植植物达到健康生长的要求,节省了人力成本,促进植物的产量提高、在保障质量的情况下生长周
期缩短。
5.进一步的,所述的光照光源及光合作用对种植植物的影响现有的植物种植一般为各种自然田野或修整过的田野或各种生态的土壤中,所述的现在自动化种植植物为建筑体或大棚种植基地及其场所,光照光源及光合作用在种植植物中有影响植物本身的光照下对植物的作用其一影响的是叶子、茎、根部,其二影响的为水分,水分包括根茎叶的水及水雾、水珠等,其三影响的是土壤,土壤中的水气及湿气调节,土壤中的温度、湿度及干燥及营养液的接收;所述的光源及光合作用现采用的自然太阳光光照来对植物进行生长影响,光照、光源、光合的作用根据各种种植植物生长特性解决或满足各种植物的生长质量和生产周期;所述的太阳光源及光照及光合作用为红橙黄绿蓝靛紫及紫外线、中外线、红外线等,还有光照光源和植物的生产值到植物身上的温度和时间长度来决定,并根据环境、气候、温度、叶子的水分、茎的含水量及根部土壤或植物的生长周期和植物的生产质量,根据上述植物对光照简述的要求,种植植物在自动化培育禾苗中可采用人工光照来解决光照、光源、光合作用的知识已经比较成熟,在自动化建筑物体或大棚种植植物内以自动化人工制作的光照设备干预调整光照、光源、光合在自动化中种植植物中的作用,在光照、光源、光合作用的配合下与种植环境、温度、湿度、水分、营养及其他的配合下可使各种种植植物健康成长,在安全下可缩短生长周期,光照、光源、光合的作用及光源在植物身上的光照时间及合成对植物的作用均由系统控制光照设备及光照工具的配合执行完成;所述的植物种植自动化光照系统中的光照和植物的种植生长、质量等息息相关,在植物种植生长中光照对植物生长主要有光合作用和光形态建成作用,光合作用是植物在光照射下通过叶绿素吸收光能,在植物体内将二氧化碳和水合成碳水化合物放出氧气的过程,同时光也是影响叶绿素形成的主要因素,在植物种子的发芽、胚轴和茎节间的伸长、叶的展开、花芽的形成和根的生长等生长发育过程中都需要光照称为光形态的建成,光对植物生长发育具有调节的作用,尤其是对植物幼苗分化起到作用,通常在种子成熟的过程当中,植物经过光的作用以后,它结的种子数量也就越多,而在种子萌发的过程当中,光对种子的萌芽作用不是很大,另外,光还能促进植株的根、茎和叶片的生长,能够有效的防止植株进行徒长;所述植物种植自动化光照不足时,植物叶绿素的形成受到阻碍,继而影响光合作用,导致植株细弱、黄化、落叶、落花,温室和保护地栽培的植物,更容易因光照不足,发生黄化现象,如在长期弱光下,瓜类和茄果类蔬菜菜株瘦弱,叶片变黄、变薄、变软,茎蔓徒长,常引起大量落花、落果,弱光引起植物营养生长加快,形态上一般表现在植物叶片变大,枝梢变短、变细,茎长增加,节间变短,光照不足时,桃树枝叶加长、加粗,生长明显,但重量并不增加,干物质降低,即表现徒长,弱光抑制或阻止植物的生殖生长,光照不但对植物花芽分化有不良影响,而且对开花、授粉、坐果和果实发育都有影响,桃树因光照不足,不仅开花晚,而且雌花败育率高,坐果率降低,果实发育中途停止,造成落果,玉米苗期遮阳不但影响玉米生长发育,使生育延迟,而且也不利于穗的分化,穗期遮阳影响穗分化和穗粒数,对千粒重的影响也较大,番茄因光照不足生长发育缓慢,落花增多,果实的发育受到抑制,单果重量减轻,空洞果、果腐病果增多,紫外线不足时,花青素不充分显色,若光照过强亦对植物造成生理伤害,黄瓜、茄子、番茄等在光照过强时易发生叶烧,叶烧多在晴天中午阳光直射的叶片上发生,轻者只叶片边缘灼伤,变白、卷曲,重者整个叶片灼伤、变白、后枯焦,果实日灼最易发生在辣椒上,番茄果实也常发生日灼,时间多在中午或午后迎光面,被灼伤的部位变褐色枯死,成为干而凹陷的坏疽,光
照过强即使没有直接造成果实灼伤,也能使果实不能正常膨大,形成畸形果,当光照强时,桃树易形成短枝密集,削弱顶芽枝向上生长,而增强侧生生长点生长,树表现开张,光照强度对果实品质的影响非常明显,各种果树,在通风透光的条件下,一般果实着色佳,含糖量和维生素c含量高,酸度低,耐储藏,另外,紫外线强时,抑制植物的生长发育,节间缩短,株高降低;所述自动化光照对植物生长发育的影响主要表现在光照强度、光照时间(光周期)和光的组成(光质)三个方面;所述光照强度是对植物生长发育的影响有光照不足,光合作用减弱,植株徒长或黄化,抑制根系,植物受光不良,花芽形成和发育不良,果实发育受阻,造成落花落果,若光照过强则发生光抑制(光破坏)、日烧,光照强度对植物品质具有双向调节作用,如果菜类强光、叶菜类弱光、软化栽培嫌光,这些受光照强度影响的均可通过自动化光照系统进行强度调节,根据对所种植的不同植物光照需求的研究研究成果进行相应的光照强度调节,以便适宜植物的生长需求,光形态建成是由低能量光所调控的植株器官的形态变化,如马铃薯植株在黑暗中抽出黄化的枝条(匍匐茎),但其每天只要在弱光下照射5~10 min,就足以使黄化现象消失,变为正常地上茎,消除在无光下植物生长的异常现象,是一种低能反应,它与光合作用有本质区别,需光度是植物对光强的需求,与植物的种类、品种、原产地的地理位置和长期对自然条件的适应性有关,原产于低纬度、多雨地区的热带、亚热带植物,对光的需求一般略低于高纬度植物,原生在森林边缘和空旷山地的植物多为喜光植物,同一植物的不同器官需光度不同,不同的生育时期需光度也不相同,根据植物对光照强度要求可分为阳性植物、阴性植物和耐阴植物,阳性植物在较强的光照下,才能生长健壮,阴性植物在较弱的光照下比在强光下生长发育更好,居于两者之间为耐阴植物,根据蔬菜生长发育对光强的要求,可将蔬菜分为强光照蔬菜、中光照蔬菜、饱和光强,强光照蔬菜如西瓜、甜瓜、番茄、辣椒、茄子等,中光照蔬菜如白菜类、根菜类、黄瓜等,弱光照蔬菜为绿叶菜类、葱蒜类等,根据种子萌发对光的需求不同,将蔬菜种子分为需光种子如伞形花科、菊科,嫌光种子如百合科、茄果类、瓜类,中光种子如豆类,根据花卉植物对光的要求可分为喜光、耐阴与喜阴三类,影响光照强度的因素为气候条件、地理位置、栽培条件、栽培设施,气候条件如如降雨、云雾等,地理位置如纬度、海拔,栽培条件如栽植密度、行向、植株调整以及间作套种等,会影响田间群体的光强分布;所述的光照时间(光周期)是即光期与暗期长短的周期性变化,是指一天中从日出到日落的理论日照时数,而不是实际有无直射光的时数,根据对光周期的要求,如将蔬菜可分为长日照植物、短日照植物、中日性植物、限光性植物,长日照植物与短日照植物的临界日长,可以互相交叉,长日照植物在短光照环境下,或短日照植物在长光照环境下,都不会开花或延迟开花,短日照植物,并不要求较短的光照而是要求较长的黑暗,黑暗期的长短,对短日照植物发育的影响更为重要,长日照植物,光照是重要的,黑暗是不重要的,甚至是不必要的,所述外界条件对光周期的影响有温度、光质、植株年龄,所述光周期的作用主要有影响植物在一年内的特定时期开花,影响植物的休眠、落叶,影响鳞茎、块茎、球茎等地下贮藏器官的形成,所述光周期利用主要有光周期的反应特性与引种育种、光周期诱导、光周期效应等;所述的光的组成(光质)是太阳辐射的波长范围150-3000nm,其中400-700nm的可见光约占52%,红外线占43%,而紫外线只占5%,光质随着地理位置和季节的变化而变化,光质因天气及其它遮挡材料而变化,如散射光强度低,但红、黄光比例可达50%左右,而直射光只有37%的红、黄光,所述光质的作用一是光合作用,叶片吸收的光以可见光为主,即同化太
阳光谱380~710 nm区间的能量,太阳光中被叶绿素吸收最多的是红光,作用也最大,黄光次之,蓝紫光的同化作用效率仅为红光的14%,二是调控植物的生长发育,红光能加速长日植物和延迟短日植物发育,蓝紫光能加速短日植物和延迟长日植物发育,三是影响产品的品质,红光有利于花青苷形成,紫外线有利于vc形成,四是光形态建成,球茎甘蓝膨大的球茎,在蓝光下易形成,而在绿光下则不易形成;所述这些均是植物种植生长与光照的关系,还有其他关系作用,在此不一一描述。
6.进一步的,所述的植物种植自动化光照系统中的光照可分为太阳光照和人工光照,可直接单独的用太阳光照或人工光照进行植物光照,也可利用自动化光照设备以太阳光照为主,人工光照为辅进行植物光照,还可用自动化光照设备对太阳光照和人工光照通过人工干预进行植物所需光照补充,这些均可根据植物种植场地或基地所需的光照进行使用,有利于植物的生长和植物的质量即可;所述的直接采用太阳光照是将种植植物种植在太阳光可照射的地方根据自然太阳的升落进行光合作用,阳光分为直射光和散射光,晴天太阳光直接照射的光称为直射光,阴天或遮荫下的光称为散射光,没有人工去提供光照,但为了植物更好的成长,人们可根据对种植植物习性的了解,在植物可移动下或可遮挡下选择性的光照;所述的人工光照是利用自动化光照设备对植物进行光照作用,利用智能终端设备与自动化光照设备连接控制植物光照的时间、质量、强度等,提高植物产量,缩短植物生长周期,所述的植物种植自动化系统中的自动化光照设备分为对太阳光照进行管理的光照设备和直接进行人工光照作用的光照设备,所述的对太阳光照可进行管理的光照设备是指对光的遮挡管控设备包括遮挡布或遮挡板、遮挡组件、机扩拉杆、控制按钮、控制模块、通讯模块、驱动装置、能源系统等组成,当植物需要光照时可通过手机app、小程序、pc端等智能终端设备及智能化控制系统云平台控制光照遮挡布或遮挡板收拢不影响光照摄入或使光照可穿透摄入,当光照过大时控制光照强度及光照时间使光照可满足植物生长需求,当不需要光照时可关闭遮挡布或遮挡板停止光照射入;所述的人工光照作用的自动化光照设备还包括有植物生长灯、镇流器或不需要镇流器、反光器、控制模块、通讯模块、驱动装置、能源系统等,主要是为了满足某些植物对光质,光量及光周期的生物学要求而采取的措施,其作用大致有两方面:一是用补充光照的方法,抑制或促进花芽分化,调节花期,二是作为光合作用的能源,补充太阳光照的不足;所述的光照在种植植物建筑物种植和大棚种植基地中均采用的为人工研发和制作的光照设备或工具,光照设备和工具具备电能源长期供给,电能可为安全电压或变压的电源或各国供给电源,一般在380伏及以下电压的电能供给,光照设备可自己专门研发或采用现有研发的适用光照设备的具备红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫绚丽的七色彩虹光及红外线中的温度及水分促使植物化学反应吸收或按收一些对植物促进成长和营养所需的各种元素、矿物质元素等及植物成长的必备物质使植物健康成长,禾苗的光照控制装置由执行机构完成动作,通过通讯与后台服务器系统总平台及智能终端、手机app、小程序或第三方软件及平台实现远程操作、控制及现场集中设备控制及操作,中外线紫外线等功能的植物光照设备可大可小,设计形状也可随意设计,符合种植基地使用光照设备的功率即可,光照设备设计与白炽灯、日光灯及其他照明的原理有相同处,但所使用的功能差别大,要达到太阳光照的功能,但功率以距离植物与光照设备的合适距离和合适功率为准,光照设备按照建筑种植场地或基地或大棚种植基地一个或多个或一种或多种,可吊在植物上方或植物的根部上方或其他地方能照到植物均可,光照的设备一种型号
或多种型号,可移动可固定根据设计而定光照设备可安装在由行动的机构上,机构还可上下移动、左右移动和360度旋转或反转,光照设备有小型的电路集成及控制光照、光源、光合作用的时间段、时长光源的长度及光合的各种控制,根据植物的需求提供多种或多颜色的光合组合作用及光强度的作用,这些作用光照均根据各种植物需求来提供各种光照、光源、光合的应用与作用,这些功能全部受控于自动化种植植物或培育的系统中的光照控制模块;所述的建筑种植植物场地或种植基地及大棚种植基地包括混土结构、钢架结构及其他建设成的一种种植植物的场地,包括有土壤或无土壤和供电、供水、排水、可调节温度、可调节湿度、可调节光照等,封闭有排风机制及其他种植具备安装各种自动化装置及设备,底部不漏水,可排水可为一层或多层、可大可小的建筑体均可;所述常见的植物生长灯有传统白炽灯、荧光灯、led灯、金属卤素灯等,植物生长灯是一种专用光源,它特有的光谱曲线是根据植物生长特性而设计的,可以提高植物的产量;所述的需要镇流器的主要功能是驱动补光灯,主要采用电感镇流器和电子镇流器;所述的反光器是判断反光效率的高低,反射下来的光线越多,对植物的生长越有利;所述的白炽灯是一种热辐射光源,最接近于太阳光色,显色性好,光谱均匀而不突兀,它的光谱是连续而且平均的,但在所有的照明灯中,白炽灯的效率几乎是最低的,且使用寿命通常不会超过1000小时,卤素灯就比一般的白炽灯要长很多,所以白炽灯作为植物生长灯并不算多;所述的荧光灯也叫日光灯,是一种较常见的植物生长灯,其中使用最多的是冷白荧光灯,传统型荧光灯即低压汞灯,是利用低气压的汞蒸气在通电后释放紫外线,从而使荧光粉发出可见光的原理发光,因此它属于低气压弧光放电光源,普通荧光灯管涂卤素荧光粉,填充氩气、氪氩混合气体,相比白炽灯,发热量小很多,发光效率高很多,使用寿命高于白炽灯、低于led灯,约15000小时,但是荧光灯管显色性能较低,光谱分布非常不均,远远小于太阳光,不属于高效节能电光源;所述的led灯中使用最广泛的是白色led灯,用于模拟太阳光照,相对于荧光灯,白色led灯具有更全的光谱范围,且发热量更小,光照强度也要高一些,此外白色led灯的能耗仅为白炽灯的1/10,寿命可达5万小时以上,抗震性也较好,而且不含铅汞等,绿色环保,当前的技术可以使led灯发出白、红、黄、蓝、绿、青、橙、紫等多种颜色,而在植物培养领域使用的除了白色,还有红、绿、蓝和远红等led光源,其中蓝光可增强光合作用和叶绿素的合成,防止植物徒长,另一方面抑制植物根茎细胞和器官的伸长,比较适合多肉植物、茎叶类,所有植物小苗育苗,铁皮石斛植物使用,红光可促进植物生长、发芽、开花、结果,在植物增色中起着主导作用,促进植物光和作用,更适合花卉、果实、菜温室补光,远红光是用leds补充远红辐射(发射峰734nm)使花色素苷、类胡萝卜素和叶绿素含量降低,而使植株鲜重、干重、茎长、叶长和叶宽增加,补加fr对生长的促进作用可能是由于叶面积增加而导致的对光吸收的增加,低r/fr条件下生长的拟南芥比高r/fr下生长的植物叶片大而厚、生物质数量大,冷适应能力强,不同比例的r/fr还可以改变植物的抗盐性;所述的自动化人工光照的方法主要是补光和遮荫,补光是光照的最低限度要在光的补偿点以上,否则花卉就不能生存,增加光照的办法是用灯光,1400瓦的电灯在距离植物2米处产生的照度与日光相同,如果把照射距离缩短,则使用的光照强度可按其与植物距离平方的反比规律来降低,为节约起见,也可用100~300瓦的白色荧光灯,同样能达到一定的光照条件,满足植物的生长要求,这种光源接近植物时,不会烧伤植物,白炽光只有10~12%是作为光能使用的,余下的是热能,距离植物近的时候,植物有可能被烧伤,增加日照长度要用白炽灯,在半夜开灯,用来阻止植物在过长的黑暗期中形
成花芽,白炽光具有长波的红光,在中断黑暗期上最为有效,一般从夜间20~2时加光,它能破坏植物在暗期刺激开花物质的积累,荧光灯没有长波的红光去阻止花芽形成,不能使用;所述的遮光是用自动化光照设备、芦帘、遮荫纱或在阴处置放,为缩短日照长度而遮光,可用黑布、黑纸、黑塑料膜等材料,造成密不透光的环境,遮光材料及遮光时间的选择要考虑当时的气温,如在遮光时温度过高,会影响植株的正常生长,遮光时间要和黑夜连接,即在日出之前或日没之前开始,以使花卉在长夜中分化花芽;所述在植物的生长离不开充足的光照,如室内养花光照问题,除了将植物搬至光照充足的地方外,我们还可以采用植物补光灯直接插上电就能散发出光照,让植株吸收和太阳光一样的光照,也可使用锡纸补光法进行补光,由于锡纸吸收光照的能力非常好,我们可以把锡纸朝着太阳固定在一个地方,这样锡纸就能很好的将吸收的太阳光反射出去,有效的给家里的植物补充光照;上述的方法是一种简单针对性的比喻,还可根据植物所需光照的不同设计不同的光照设备及使用方法、使用场景等方式方法具备达到植物的健康成长,确保质量情况下缩短植物生长周期,植物种植自动化光照设备适用于室内花园、盆栽、播种、繁育、农场、大棚、温室等植物种植场所。
7.进一步的,所述的自动化光照系统可应用在植物种植的培育阶段和植物生长阶段、结果阶段、落叶阶段,所有的植物光照的方式均采用自动化、系统控制化的、智能感应化的根据掌握植物生长过程中所缺光照时的状态根据后台服务器系统总平台中设置的一些参数指令,自动化光照系统结合各个模块之间的交互完成参数指令的过程而实现光照,参数指令包括光照的强度、光照时间、光质、光照方式,自动化光照系统可通过手机app、小程序、pc端等智能终端设备及智能化控制系统平台结合自动化光照系统中的主控模块及分项控制模块、通讯模块、后台服务器系统总平台、电路集成模块、芯片模块之间的交互完成后控制自动化光照系统对所需要光照的植物按设定指令或动作进行而完成自动化光照;所述的自动化光照系统是通过智能终端平台系统控制自动化光照设备进行开关光照,当植物处于种子的时候,按种子发芽对光的需求通过光照提供的温度进行破壳发苗,在人工培育种子幼苗时,可通过自动化光照系统控制自动化光照设备根据不同植物种子的需求提供光照,如可将蔬菜种子分为需光型、中光型、嫌光型三类,甘蓝类、白菜类、芹菜、生菜等为需光型种子,芹菜种子在黑暗条件下种子萌发势和萌发速度明显下降,和在散射光条件下发芽相比,萌发时间推迟2天,80%萌发率出现时间推迟2~3天,最终发芽率下降5%~20%,所以对需光型种子来说播种时压穴的深度不宜过深,以2~3毫米为宜,另外像豆类、菠菜等为中光型种子,发芽时对光照要求不敏感,茄子、甜椒、番茄、瓜类等为嫌光型种子,在黑暗条件下发芽良好,播种深度以1.0~1.5厘米为宜;所述在植物处于幼苗阶段,幼苗对光照强度的要求依植物种类不同而不同,但基本要求在该种植物的光饱和点以下,光补偿点以上,在这个范围内,植物体的光合强度随着光照强度的增加而增加,同时光照时间的长短还影响着养分的积累和幼苗的芽分化,若幼苗长时间处于弱光的条件下,易形成徒长苗,造成植株高、茎细、叶片数降低、叶绿素及叶面积减少、植株干重降低、花芽分化推迟;所述的植物处于种植期时,植物种植自动化光照系统可根据种植植物的种类、植物生长的环境、温度、水分、土壤等综合数据计算出的植物所需要的光照强度、光照时间、光质进行光照,可自动化设定或人工输入设定光照数据,达到适合植物生长,提高植物质量,缩短植物生长周期的目的;所述的人工自动化光照系统在温室中使用对植物进行人工补光时,既可以满足植物整个生长过程中对光线的需求,还能针对不同植物种类进行不同光谱的补光,可以随时随地为植物
提供所需光照,不受时间、季节和环境的限制,如我国北方地区的冬季日照时间短,可针对现状进行针对性补光,还可提高单位面积植株品质,缩短植物生长周期,增加经济效益,如增加花瓣的厚度和鲜艳程度,还能提高作物防病虫害的能力,除了足够的光照外,在保证植物生长过程中所需的二氧化碳、水、温度、肥料等生长要素的前提下,对植物补光能呈现良好效果;所述的植物种植自动化光照系统采用光照系统进行植物光照可为植物生长提供条件,非常显著的提高植物光照、光照效率,降低生产成本,提高产量、品质,缩短周期,提高经济效益。
8.进一步的,所述的自动化光照系统还包括主控模块及分项控制模块,所述主控模块由电器集成或各种运行器及芯片组成的,采用cpu中央处理器系统架构搭建,主控模块还包括多个分项控制模块,主控模块与分项控制模块可融合为一体,多个分项控制模块任何一个均可代替主控模块;所述的主控模块及包括的多个分项控制模块根据系统的设定均可直接与后台服务器系统总平台信息交互、数据共享、接收指令、发送指令等,后台服务器系统总平台或主控模块均下发给分项控制模块,发送指令和接收指令均按程序预先设定的作业流程,达到所需控制的实现;所述还可设定主控模块一个或多个及分项控制模块一个或多个将融纳或组合或独立的承担各软件系统的智能应用终端一个或多个一组或多组,系统一个或多个一类或多类和自动化光照设备及其客户端应用设备一个或多个一套或多套一组或多组等任何应用智能设备及系统,还承载及智能应用终端和自动化光照设备及相关联设备装置及系统一个或多个或一套或多套或一组或多组均可融合或独立运行,通过有线通讯、无线通讯、本地通讯、组网通讯或联网通讯一种通讯或多种通讯来完成所需的通讯功能来配合各种功能的完成,实现数据交换、数据共享、发送指令、接收指令,由执行机构、虚拟机构完成所有设计与研发功能,完成或变换所有物体与动作实现所有完美动作并可与后台服务器系统总平台连接;所述主控模块还可以其他内容的功能布置及储存、数据交换,使其达到设计系统需求及方法;所述的系统及方法包括后台服务器系统总平台通过通讯的方式与智能有通讯的终端,终端包括手机终端、电脑终端、手环、ipad终端,手机终端还包括手机app、小程序、智能终端;所述的通讯为本地通讯,联网通讯、有线无线通讯,还包括自动化抽血检验系统及方法在智能应用终端或显示屏直接操作,可采用语音输入及语音应用或文字输入及英文输入版;所述的自动化光照系统及方法应用于所有智能应用终端,智能应用终端有电路集成系统一组或多组一套或多套,包括各种功能的电子元件一个或多个或一型号或多型号及苹果、安卓、鸿蒙及未来发展系统在arm架构的芯片及 cpu及未来的其他架构下运行的,及芯片一个或多个一种或多种及各种探测装置一种或多种一型号或多型号,有驱动运行及下载第三方软件及app、小程序等并可储存应用操作及其他相关功能的运行和操作储存,有通讯功能,带自备电源和直供电源稳压或变压装置,有显示功能可移动或固定,还可或无或有均可进行操作及使用及应用安装有vr及3d系统及其他配套设备等智能化设备,包括各种智能手机、ipad、电脑及专用装置达到上述标准的所有智能化设备均可应用,应用只要有网络的情况下均可使用,网络采用有线网络及无线网络均可,应用场景为植物种植厂、农场、公园及所有植物种植企业、经营者均可设立自动化光照设备独立运营地及所有可容纳人体及有网络的场所均可使用。
9.进一步的,所述的电路集成包括核心stm32f407igt6及mcu.stm32f407igtx及多种
电子原件及传感器接收单元、电流监测控制单元、电机控制单元、电源管理单元及线路图及各种电子元器件构成及采用arm架构的芯片及 cpu,central processing unit中文为“中央处理器”所述的集成电器还包括一种或多种通讯,多种通讯包括互联网通讯、本地通讯、联网组网通讯和无线通讯、有线通讯,这些通讯全部集合于电路系统里,所述的电路集成系统还包括底板线路集成图、绝缘pc板一种或多种运行器,运行器的型号 arm架构的系列芯片和中央处理器系列型号及未来可替代的其他运行器,运行器还以线路图连接一种或多种储存器,储存器主要储存一种或多种系统,还可采用其他类似的功能储存器或容纳或兼容未来研发高性能的储存器,这些还采用一种或多种电子原件,一种一型或多种型或一种多型或多型一种的电子原件是pc底板线路图安的连接与集成容纳一种或多种、一款或多款集成功能性芯片和储存性芯片的融合和组合集成强大的电路运行,可达到储存一种或多种功能性系统及控制性系统,一种数据或多种数据的交互及反馈并根据一种或多种的场景情况下达不同的指令,由执行机构一个或多个完成,一种或多种的自动化的动作,达到全自动化、无人化、标准化、规范化、安全化的自动控制系统和自动作业系统;有电路集成系统及芯片应用系统,集成电路图及芯片与软件系统智能应用终端和系统的应用及游戏系统的设定与规则及在模拟显示屏中的应用及功能及在自动无人餐食作业设备种的应用及流程,的集成电路硬件包括主控模块、电机驱动模块、信号采集模块、开关控制模块、电源处理模块、数据通讯模块、显示模块、故障检测模块,主控模块主要包括负责信息计算处理的cpu芯片及其基础外围电路,负责处理指令、执行操作、控制流程、处理数据等核心工作,可采用基于arm、x86、mips等不同架构的主流芯片;所述的电机驱动模块,用于驱动设备的执行电机,可调节不同电机在使用时的电压、电流、转速、正方转等,解析主控模块的控制指令,对电机进行相应的控制,达到对设备的运动控制;所述的信号采集模块,包括了不同信号采集的采集传感器,传感器驱动电路,信号采集处理电路,信号滤波处理电路,将系统需要采集的不同信息以不同的模拟数字信号传输到主控模块,进行数据采集处理分析;所述的开关控制模块,包括对外接电源、内部执行模块、外接驱动模块等的电源开关控制、设备使能控制等功能,在系统需要对某一功能模块的开启关闭等做控制处理的模块;所属的电源处理模块,包括了设备内部不同子模块需要不同参数的电压、电流处理的电子设备及电路,保障不同设备的电源供给,安全节能的保证各个模块的正常运行;所述的数据通信模块,包括了设备内部的、外部的有线及无线通讯模块,本地组网及联网通信,采用4g、5g、gprs、wifi、biu、lora、nb-iot、zigbee等无线通讯,can、485、以太网有线通讯总线来指令发送,数据上报,指令接收和信息传递和语音解释、组网等,还留有接口容纳未来新的通讯模块和其他通讯模块,可载于设备的内部指令传输,进行各种采集信息上报、控制指令下传等,达到设备自动作业的实现,可实现与外部设备的连接,后台服务器系统总平台的连接,进行各种信息的交互、反馈、指令下发,实现设备的远程控制、远程维护、在线更新等任务;所述的显示模块,用于各种设备内部运行状态信息显示,人机交互信息显示、动态图片显示、视频播放等,实现数据可视化、人机交互等功能,还可通过不同的音频接口接入到外接显示屏、投影仪等外接设备中;所述的故障检测模块,用于设备内部各模块的电流、电压等信息检测,对异常的电路、模块、接口进行报警提示及故障上报,保证设备的安全性,稳定性。
10.进一步的,所述的后台服务器系统总平台以服务器组合营运,且储存通讯接收应用,传输指令发送与接收等全方位功能为一体的设备并可布置云计算、大数据、分类、植物
种植地地图位置,分级统计的后台服务器系统总平台一台或多台或一组或多组或一套或多套的后台服务器系统总平台;所述后台服务器系统总平台采用低屋架构和运行架构系统,即安卓系统,苹果系统,鸿蒙系统和未来发展的开发底层架构及第三方的架构系和软件系统,和软件储存系统和cpu;所述后台服务器系统总平台有数据储存、信息传递、设备上下架管理、数据统计、分层管理、区域管理搭建、设备管理,按台计算,按客户需求、客户定位、客户资料储存、统计等或自身需求下发指令、接收客户信息、财务数据记录、储存等等且及相关的经营管理系统;所述的后台服务器系统总平台的物联网设备在系统层面上采用4g、5g通信模块、有线通信以及后发展开发先进通信,利用国际先进的mqtt物联网协议或及其他的物联网协议及未来发展的更先进的物联网协议,实现设备与后台业务系统远程通信,完成系统间的各类信息、指令交互,具体部署方案简单灵活;所述的后台服务器系统总平台中包括设备数据上报:设备各类状态数据采用mqtt协议定时或实时传输到后台进行集中保存、分析;服务器指令下发及反馈:后台服务器系统总平台根据设备当前状态自行或手动下发指令给设备,指示其按照要求进行操作或服务,实现远程操作和监控的目的,后台管理员可以自行管理设备的运营,后台系统提供saas模式服务,方便使用者及设备管理人员自行定义经营策略,后台服务器系统自动调度设备按照商家的策略执行日常服务;后台服务器系统针对设备上报的数据进行分析、查询;运营人员可以监控设备的运行情况;使用者可以根据数据分析结果,调整光照策略,提供更好的光照服务;所述后台还提供完善的设备管理、远程监控、操作管理等功能,为运营人员、商家、管理层提供实用的管理、调度、分析功能;所述的后台服务器系统总平台系统总体功能包括的设备监控功能如下:自动化光照设备状态上报,自动化光照设备按照系统设定规则,定时或状态改变时自主上报当前状态;自动化光照设备异常上报:自动化光照设备发生异常情况,自动采集当前异常信息,立即上报异常情况;自动化光照设备远程调度:后台系统监控到设备出现异常、运营人员按照维护要求、商家调整经营策略,均可从后台向设备发送指令,要求其执行指定动作;设备日常运维:检测设备内设多种传感器,定时传送设备日常运行数据,后台服务器系统收集并提供分析功能;所述包括的订单服务功能如下:设备查找:用户可以按照地图查找、选择最近可以提供服务的设备;用户光照指令下单达:用户可以远程通过app、微信小程序下单或者到达设备后下达光照指令;所述包括的商家saas平台功能如下:商家设备管理:商家可以自主管理自己购买的设备,实时查看设备的运行情况;商家订单管理:商家可以实时查看用户订单执行情况,查看历史订单;商家产品经营调整:商家可以分析订单收入数据,并调整每台设备的经营策略,系统自动将最新经营策略下发到设备执行;所述包括的后台运营平台功能如下:系统管理:具有用户管理、菜单管理,支持参与设备维护、监控、管理、分析等后台功能的各类人员的权限管控;设备管理:设备运营前的初始化、设备当前运行状态的监控、调整设备参数、设备历史运行数据等维护、查看、分析;支付管理:为商家入住经营平台提供支付渠道、商家支付账号配置;订单管理:可以查看用户订单,及时跟踪处理订单执行情况,查询历史订单,分析订单数据。
11.本发明的有益效果:可通过智能终端设备及智能化控制系统平台控制光照系统对所需要光照的植物按设定指令或动作进行自动化光照,还可对光照进行处理加入植物生长所需的物质或净化掉对植物生长不利的物质,让植物科学的获取到成长所需的光照,实现光照供应的自动化管理和分配,可为植物生长提供条件,让植物达到健康生长的要求,非常
显著的提高植物光照效率,降低生产成本,提高产量、品质,缩短周期,提高经济效益。
附图说明
12.图1是本发明自动化光照系统及方法的系统框架图。
13.其中:1-自动化光照设备;2-主控模块及分项控制模块;3-通讯模块;4-后台服务器系统总平台;5-智能终端设备;6-自动化光照系统。
具体实施方式
14.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对本发明的具体实施方式根据图示描述如下。
15.在本实施案例中,一种植物种植自动化光照系统及方法,所述植物种植自动化光照系统6包括有自动化光照设备1、主控模块及分项控制模块2、通讯模块3、后台服务器系统总平台4、手机app、小程序、pc端等智能终端设备5及智能化控制系统云平台、电路集成模块、芯片模块、能源系统等;所述自动化光照系统6可通过手机app、小程序、pc端等智能终端设备5及智能化控制系统平台结合自动化光照系统6中的主控模块及分项控制模块2、通讯模块3、后台服务器系统总平台4、电路集成模块、芯片模块之间的交互完成后控制光照系统对所需要光照的植物按设定指令或动作进行自动化光照,光照不仅影响着植物整个生长过程,还可为植物提供光合作用等,自动化光照系统6还可对光照进行处理加入植物生长所需的物质或净化掉对植物生长不利的物质,让植物科学的获取到成长所需的光照,实现光照供应的自动管理和分配,让种植植物达到健康生长的要求,节省了人力成本,促进植物的产量提高、在保障质量的情况下生长周期缩短。
16.本实施案例中,所述的光照光源及光合作用对种植植物的影响现有的植物种植一般为各种自然田野或修整过的田野或各种生态的土壤中,所述的现在自动化种植植物为建筑体或大棚种植基地及其场所,光照光源及光合作用在种植植物中有影响植物本身的光照下对植物的作用其一影响的是叶子、茎、根部,其二影响的为水分,水分包括根茎叶的水及水雾、水珠等,其三影响的是土壤,土壤中的水气及湿气调节,土壤中的温度、湿度及干燥及营养液的接收;所述的光源及光合作用现采用的自然太阳光光照来对植物进行生长影响,光照、光源、光合的作用根据各种种植植物生长特性解决或满足各种植物的生长质量和生产周期;所述的太阳光源及光照及光合作用为红橙黄绿蓝靛紫及紫外线、中外线、红外线等,还有光照光源和植物的生产值到植物身上的温度和时间长度来决定,并根据环境、气候、温度、叶子的水分、茎的含水量及根部土壤或植物的生长周期和植物的生产质量,根据上述植物对光照简述的要求,种植植物在自动化培育禾苗中可采用人工光照来解决光照、光源、光合作用的知识已经比较成熟,在自动化建筑物体或大棚种植植物内以自动化人工制作的光照设备干预调整光照、光源、光合在自动化中种植植物中的作用,在光照、光源、光合作用的配合下与种植环境、温度、湿度、水分、营养及其他的配合下可使各种种植植物健康成长,在安全下可缩短生长周期,光照、光源、光合的作用及光源在植物身上的光照时间及合成对植物的作用均由系统控制光照设备及光照工具的配合执行完成;所述的植物种植自动化光照系统6中的光照和植物的种植生长、质量等息息相关,在植物种植生长中光照对植物生长主要有光合作用和光形态建成作用,光合作用是植物在光照射下通过叶绿素吸收
光能,在植物体内将二氧化碳和水合成碳水化合物放出氧气的过程,同时光也是影响叶绿素形成的主要因素,在植物种子的发芽、胚轴和茎节间的伸长、叶的展开、花芽的形成和根的生长等生长发育过程中都需要光照称为光形态的建成,光对植物生长发育具有调节的作用,尤其是对植物幼苗分化起到作用,通常在种子成熟的过程当中,植物经过光的作用以后,它结的种子数量也就越多,而在种子萌发的过程当中,光对种子的萌芽作用不是很大,另外,光还能促进植株的根、茎和叶片的生长,能够有效的防止植株进行徒长;所述植物种植自动化光照不足时,植物叶绿素的形成受到阻碍,继而影响光合作用,导致植株细弱、黄化、落叶、落花,温室和保护地栽培的植物,更容易因光照不足,发生黄化现象,如在长期弱光下,瓜类和茄果类蔬菜菜株瘦弱,叶片变黄、变薄、变软,茎蔓徒长,常引起大量落花、落果,弱光引起植物营养生长加快,形态上一般表现在植物叶片变大,枝梢变短、变细,茎长增加,节间变短,光照不足时,桃树枝叶加长、加粗,生长明显,但重量并不增加,干物质降低,即表现徒长,弱光抑制或阻止植物的生殖生长,光照不但对植物花芽分化有不良影响,而且对开花、授粉、坐果和果实发育都有影响,桃树因光照不足,不仅开花晚,而且雌花败育率高,坐果率降低,果实发育中途停止,造成落果,玉米苗期遮阳不但影响玉米生长发育,使生育延迟,而且也不利于穗的分化,穗期遮阳影响穗分化和穗粒数,对千粒重的影响也较大,番茄因光照不足生长发育缓慢,落花增多,果实的发育受到抑制,单果重量减轻,空洞果、果腐病果增多,紫外线不足时,花青素不充分显色,若光照过强亦对植物造成生理伤害,黄瓜、茄子、番茄等在光照过强时易发生叶烧,叶烧多在晴天中午阳光直射的叶片上发生,轻者只叶片边缘灼伤,变白、卷曲,重者整个叶片灼伤、变白、后枯焦,果实日灼最易发生在辣椒上,番茄果实也常发生日灼,时间多在中午或午后迎光面,被灼伤的部位变褐色枯死,成为干而凹陷的坏疽,光照过强即使没有直接造成果实灼伤,也能使果实不能正常膨大,形成畸形果,当光照强时,桃树易形成短枝密集,削弱顶芽枝向上生长,而增强侧生生长点生长,树表现开张,光照强度对果实品质的影响非常明显,各种果树,在通风透光的条件下,一般果实着色佳,含糖量和维生素c含量高,酸度低,耐储藏,另外,紫外线强时,抑制植物的生长发育,节间缩短,株高降低;所述自动化光照对植物生长发育的影响主要表现在光照强度、光照时间光周期和光的组成光质三个方面;所述光照强度是对植物生长发育的影响有光照不足,光合作用减弱,植株徒长或黄化,抑制根系,植物受光不良,花芽形成和发育不良,果实发育受阻,造成落花落果,若光照过强则发生光抑制光破坏、日烧,光照强度对植物品质具有双向调节作用,如果菜类强光、叶菜类弱光、软化栽培嫌光,这些受光照强度影响的均可通过自动化光照系统6进行强度调节,根据对所种植的不同植物光照需求的研究研究成果进行相应的光照强度调节,以便适宜植物的生长需求,光形态建成是由低能量光所调控的植株器官的形态变化,如马铃薯植株在黑暗中抽出黄化的枝条匍匐茎,但其每天只要在弱光下照射5~10 min,就足以使黄化现象消失,变为正常地上茎,消除在无光下植物生长的异常现象,是一种低能反应,它与光合作用有本质区别,需光度是植物对光强的需求,与植物的种类、品种、原产地的地理位置和长期对自然条件的适应性有关,原产于低纬度、多雨地区的热带、亚热带植物,对光的需求一般略低于高纬度植物,原生在森林边缘和空旷山地的植物多为喜光植物,同一植物的不同器官需光度不同,不同的生育时期需光度也不相同,根据植物对光照强度要求可分为阳性植物、阴性植物和耐阴植物,阳性植物在较强的光照下,才能生长健壮,阴性植物在较弱的光照下比在强光下生长发育更好,居于两者之间为耐
阴植物,根据蔬菜生长发育对光强的要求,可将蔬菜分为强光照蔬菜、中光照蔬菜、饱和光强,强光照蔬菜如西瓜、甜瓜、番茄、辣椒、茄子等,中光照蔬菜如白菜类、根菜类、黄瓜等,弱光照蔬菜为绿叶菜类、葱蒜类等,根据种子萌发对光的需求不同,将蔬菜种子分为需光种子如伞形花科、菊科,嫌光种子如百合科、茄果类、瓜类,中光种子如豆类,根据花卉植物对光的要求可分为喜光、耐阴与喜阴三类,影响光照强度的因素为气候条件、地理位置、栽培条件、栽培设施,气候条件如如降雨、云雾等,地理位置如纬度、海拔,栽培条件如栽植密度、行向、植株调整以及间作套种等,会影响田间群体的光强分布;所述的光照时间光周期是即光期与暗期长短的周期性变化,是指一天中从日出到日落的理论日照时数,而不是实际有无直射光的时数,根据对光周期的要求,如将蔬菜可分为长日照植物、短日照植物、中日性植物、限光性植物,长日照植物与短日照植物的临界日长,可以互相交叉,长日照植物在短光照环境下,或短日照植物在长光照环境下,都不会开花或延迟开花,短日照植物,并不要求较短的光照而是要求较长的黑暗,黑暗期的长短,对短日照植物发育的影响更为重要,长日照植物,光照是重要的,黑暗是不重要的,甚至是不必要的,所述外界条件对光周期的影响有温度、光质、植株年龄,所述光周期的作用主要有影响植物在一年内的特定时期开花,影响植物的休眠、落叶,影响鳞茎、块茎、球茎等地下贮藏器官的形成,所述光周期利用主要有光周期的反应特性与引种育种、光周期诱导、光周期效应等;所述的光的组成光质是太阳辐射的波长范围150-3000nm,其中400-700nm的可见光约占52%,红外线占43%,而紫外线只占5%,光质随着地理位置和季节的变化而变化,光质因天气及其它遮挡材料而变化,如散射光强度低,但红、黄光比例可达50%左右,而直射光只有37%的红、黄光,所述光质的作用一是光合作用,叶片吸收的光以可见光为主,即同化太阳光谱380~710 nm区间的能量,太阳光中被叶绿素吸收最多的是红光,作用也最大,黄光次之,蓝紫光的同化作用效率仅为红光的14%,二是调控植物的生长发育,红光能加速长日植物和延迟短日植物发育,蓝紫光能加速短日植物和延迟长日植物发育,三是影响产品的品质,红光有利于花青苷形成,紫外线有利于vc形成,四是光形态建成,球茎甘蓝膨大的球茎,在蓝光下易形成,而在绿光下则不易形成;所述这些均是植物种植生长与光照的关系,还有其他关系作用,在此不一一描述。
17.本实施案例中,所述的植物种植自动化光照系统6中的光照可分为太阳光照和人工光照,可直接单独的用太阳光照或人工光照进行植物光照,也可利用自动化光照设备1以太阳光照为主,人工光照为辅进行植物光照,还可用自动化光照设备1对太阳光照和人工光照通过人工干预进行植物所需光照补充,这些均可根据植物种植场地或基地所需的光照进行使用,有利于植物的生长和植物的质量即可;所述的直接采用太阳光照是将种植植物种植在太阳光可照射的地方根据自然太阳的升落进行光合作用,阳光分为直射光和散射光,晴天太阳光直接照射的光称为直射光,阴天或遮荫下的光称为散射光,没有人工去提供光照,但为了植物更好的成长,人们可根据对种植植物习性的了解,在植物可移动下或可遮挡下选择性的光照;所述的人工光照是利用自动化光照设备1对植物进行光照作用,利用智能终端设备5与自动化光照设备1连接控制植物光照的时间、质量、强度等,提高植物产量,缩短植物生长周期,所述的植物种植自动化系统中的自动化光照设备1分为对太阳光照进行管理的光照设备和直接进行人工光照作用的光照设备,所述的对太阳光照可进行管理的光照设备是指对光的遮挡管控设备包括遮挡布或遮挡板、遮挡组件、机扩拉杆、控制按钮、控
制模块、通讯模块3、驱动装置、能源系统等组成,当植物需要光照时可通过手机app、小程序、pc端等智能终端设备5及智能化控制系统云平台控制光照遮挡布或遮挡板收拢不影响光照摄入或使光照可穿透摄入,当光照过大时控制光照强度及光照时间使光照可满足植物生长需求,当不需要光照时可关闭遮挡布或遮挡板停止光照射入;所述的人工光照作用的自动化光照设备1还包括有植物生长灯、镇流器或不需要镇流器、反光器、控制模块、通讯模块3、驱动装置、能源系统等,主要是为了满足某些植物对光质,光量及光周期的生物学要求而采取的措施,其作用大致有两方面:一是用补充光照的方法,抑制或促进花芽分化,调节花期,二是作为光合作用的能源,补充太阳光照的不足;所述的光照在种植植物建筑物种植和大棚种植基地中均采用的为人工研发和制作的光照设备或工具,光照设备和工具具备电能源长期供给,电能可为安全电压或变压的电源或各国供给电源,一般在380伏及以下电压的电能供给,光照设备可自己专门研发或采用现有研发的适用光照设备的具备红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫绚丽的七色彩虹光及红外线中的温度及水分促使植物化学反应吸收或按收一些对植物促进成长和营养所需的各种元素、矿物质元素等及植物成长的必备物质使植物健康成长,禾苗的光照控制装置由执行机构完成动作,通过通讯与后台服务器系统总平台4及智能终端、手机app、小程序或第三方软件及平台实现远程操作、控制及现场集中设备控制及操作,中外线紫外线等功能的植物光照设备可大可小,设计形状也可随意设计,符合种植基地使用光照设备的功率即可,光照设备设计与白炽灯、日光灯及其他照明的原理有相同处,但所使用的功能差别大,要达到太阳光照的功能,但功率以距离植物与光照设备的合适距离和合适功率为准,光照设备按照建筑种植场地或基地或大棚种植基地一个或多个或一种或多种,可吊在植物上方或植物的根部上方或其他地方能照到植物均可,光照的设备一种型号或多种型号,可移动可固定根据设计而定光照设备可安装在由行动的机构上,机构还可上下移动、左右移动和360度旋转或反转,光照设备有小型的电路集成及控制光照、光源、光合作用的时间段、时长光源的长度及光合的各种控制,根据植物的需求提供多种或多颜色的光合组合作用及光强度的作用,这些作用光照均根据各种植物需求来提供各种光照、光源、光合的应用与作用,这些功能全部受控于自动化种植植物或培育的系统中的光照控制模块;所述的建筑种植植物场地或种植基地及大棚种植基地包括混土结构、钢架结构及其他建设成的一种种植植物的场地,包括有土壤或无土壤和供电、供水、排水、可调节温度、可调节湿度、可调节光照等,封闭有排风机制及其他种植具备安装各种自动化装置及设备,底部不漏水,可排水可为一层或多层、可大可小的建筑体均可;所述常见的植物生长灯有传统白炽灯、荧光灯、led灯、金属卤素灯等,植物生长灯是一种专用光源,它特有的光谱曲线是根据植物生长特性而设计的,可以提高植物的产量;所述的需要镇流器的主要功能是驱动补光灯,主要采用电感镇流器和电子镇流器;所述的反光器是判断反光效率的高低,反射下来的光线越多,对植物的生长越有利;所述的白炽灯是一种热辐射光源,最接近于太阳光色,显色性好,光谱均匀而不突兀,它的光谱是连续而且平均的,但在所有的照明灯中,白炽灯的效率几乎是最低的,且使用寿命通常不会超过1000小时,卤素灯就比一般的白炽灯要长很多,所以白炽灯作为植物生长灯并不算多;所述的荧光灯也叫日光灯,是一种较常见的植物生长灯,其中使用最多的是冷白荧光灯,传统型荧光灯即低压汞灯,是利用低气压的汞蒸气在通电后释放紫外线,从而使荧光粉发出可见光的原理发光,因此它属于低气压弧光放电光源,普通荧光灯管涂卤素荧光粉,填充氩气、氪氩混合气体,相比白炽灯,发热量
小很多,发光效率高很多,使用寿命高于白炽灯、低于led灯,约15000小时,但是荧光灯管显色性能较低,光谱分布非常不均,远远小于太阳光,不属于高效节能电光源;所述的led灯中使用最广泛的是白色led灯,用于模拟太阳光照,相对于荧光灯,白色led灯具有更全的光谱范围,且发热量更小,光照强度也要高一些,此外白色led灯的能耗仅为白炽灯的1/10,寿命可达5万小时以上,抗震性也较好,而且不含铅汞等,绿色环保,当前的技术可以使led灯发出白、红、黄、蓝、绿、青、橙、紫等多种颜色,而在植物培养领域使用的除了白色,还有红、绿、蓝和远红等led光源,其中蓝光可增强光合作用和叶绿素的合成,防止植物徒长,另一方面抑制植物根茎细胞和器官的伸长,比较适合多肉植物、茎叶类,所有植物小苗育苗,铁皮石斛植物使用,红光可促进植物生长、发芽、开花、结果,在植物增色中起着主导作用,促进植物光和作用,更适合花卉、果实、菜温室补光,远红光是用leds补充远红辐射发射峰734nm使花色素苷、类胡萝卜素和叶绿素含量降低,而使植株鲜重、干重、茎长、叶长和叶宽增加,补加fr对生长的促进作用可能是由于叶面积增加而导致的对光吸收的增加,低r/fr条件下生长的拟南芥比高r/fr下生长的植物叶片大而厚、生物质数量大,冷适应能力强,不同比例的r/fr还可以改变植物的抗盐性;所述的自动化人工光照的方法主要是补光和遮荫,补光是光照的最低限度要在光的补偿点以上,否则花卉就不能生存,增加光照的办法是用灯光,1400瓦的电灯在距离植物2米处产生的照度与日光相同,如果把照射距离缩短,则使用的光照强度可按其与植物距离平方的反比规律来降低,为节约起见,也可用100~300瓦的白色荧光灯,同样能达到一定的光照条件,满足植物的生长要求,这种光源接近植物时,不会烧伤植物,白炽光只有10~12%是作为光能使用的,余下的是热能,距离植物近的时候,植物有可能被烧伤,增加日照长度要用白炽灯,在半夜开灯,用来阻止植物在过长的黑暗期中形成花芽,白炽光具有长波的红光,在中断黑暗期上最为有效,一般从夜间20~2时加光,它能破坏植物在暗期刺激开花物质的积累,荧光灯没有长波的红光去阻止花芽形成,不能使用;所述的遮光是用自动化光照设备1、芦帘、遮荫纱或在阴处置放,为缩短日照长度而遮光,可用黑布、黑纸、黑塑料膜等材料,造成密不透光的环境,遮光材料及遮光时间的选择要考虑当时的气温,如在遮光时温度过高,会影响植株的正常生长,遮光时间要和黑夜连接,即在日出之前或日没之前开始,以使花卉在长夜中分化花芽;所述在植物的生长离不开充足的光照,如室内养花光照问题,除了将植物搬至光照充足的地方外,我们还可以采用植物补光灯直接插上电就能散发出光照,让植株吸收和太阳光一样的光照,也可使用锡纸补光法进行补光,由于锡纸吸收光照的能力非常好,我们可以把锡纸朝着太阳固定在一个地方,这样锡纸就能很好的将吸收的太阳光反射出去,有效的给家里的植物补充光照;上述的方法是一种简单针对性的比喻,还可根据植物所需光照的不同设计不同的光照设备及使用方法、使用场景等方式方法具备达到植物的健康成长,确保质量情况下缩短植物生长周期,植物种植自动化光照设备1适用于室内花园、盆栽、播种、繁育、农场、大棚、温室等植物种植场所。
18.本实施案例中,所述的自动化光照系统6可应用在植物种植的培育阶段和植物生长阶段、结果阶段、落叶阶段,所有的植物光照的方式均采用自动化、系统控制化的、智能感应化的根据掌握植物生长过程中所缺光照时的状态根据后台服务器系统总平台4中设置的一些参数指令,自动化光照系统6结合各个模块之间的交互完成参数指令的过程而实现光照,参数指令包括光照的强度、光照时间、光质、光照方式,自动化光照系统6可通过手机
app、小程序、pc端等智能终端设备5及智能化控制系统平台结合自动化光照系统6中的主控模块及分项控制模块2、通讯模块3、后台服务器系统总平台4、电路集成模块、芯片模块之间的交互完成后控制自动化光照系统6对所需要光照的植物按设定指令或动作进行而完成自动化光照;所述的自动化光照系统6是通过智能终端平台系统控制自动化光照设备1进行开关光照,当植物处于种子的时候,按种子发芽对光的需求通过光照提供的温度进行破壳发苗,在人工培育种子幼苗时,可通过自动化光照系统6控制自动化光照设备1根据不同植物种子的需求提供光照,如可将蔬菜种子分为需光型、中光型、嫌光型三类,甘蓝类、白菜类、芹菜、生菜等为需光型种子,芹菜种子在黑暗条件下种子萌发势和萌发速度明显下降,和在散射光条件下发芽相比,萌发时间推迟2天,80%萌发率出现时间推迟2~3天,最终发芽率下降5%~20%,所以对需光型种子来说播种时压穴的深度不宜过深,以2~3毫米为宜,另外像豆类、菠菜等为中光型种子,发芽时对光照要求不敏感,茄子、甜椒、番茄、瓜类等为嫌光型种子,在黑暗条件下发芽良好,播种深度以1.0~1.5厘米为宜;所述在植物处于幼苗阶段,幼苗对光照强度的要求依植物种类不同而不同,但基本要求在该种植物的光饱和点以下,光补偿点以上,在这个范围内,植物体的光合强度随着光照强度的增加而增加,同时光照时间的长短还影响着养分的积累和幼苗的芽分化,若幼苗长时间处于弱光的条件下,易形成徒长苗,造成植株高、茎细、叶片数降低、叶绿素及叶面积减少、植株干重降低、花芽分化推迟;所述的植物处于种植期时,植物种植自动化光照系统6可根据种植植物的种类、植物生长的环境、温度、水分、土壤等综合数据计算出的植物所需要的光照强度、光照时间、光质进行光照,可自动化设定或人工输入设定光照数据,达到适合植物生长,提高植物质量,缩短植物生长周期的目的;所述的人工自动化光照系统6在温室中使用对植物进行人工补光时,既可以满足植物整个生长过程中对光线的需求,还能针对不同植物种类进行不同光谱的补光,可以随时随地为植物提供所需光照,不受时间、季节和环境的限制,如我国北方地区的冬季日照时间短,可针对现状进行针对性补光,还可提高单位面积植株品质,缩短植物生长周期,增加经济效益,如增加花瓣的厚度和鲜艳程度,还能提高作物防病虫害的能力,除了足够的光照外,在保证植物生长过程中所需的二氧化碳、水、温度、肥料等生长要素的前提下,对植物补光能呈现良好效果;所述的植物种植自动化光照系统6采用光照系统进行植物光照可为植物生长提供条件,非常显著的提高植物光照、光照效率,降低生产成本,提高产量、品质,缩短周期,提高经济效益。
19.本实施案例中,所述的自动化光照系统6还包括主控模块及分项控制模块2,所述主控模块由电器集成或各种运行器及芯片组成的,采用cpu中央处理器系统架构搭建,主控模块还包括多个分项控制模块,主控模块与分项控制模块可融合为一体,多个分项控制模块任何一个均可代替主控模块;所述的主控模块及包括的多个分项控制模块根据系统的设定均可直接与后台服务器系统总平台4信息交互、数据共享、接收指令、发送指令等,后台服务器系统总平台4或主控模块均下发给分项控制模块,发送指令和接收指令均按程序预先设定的作业流程,达到所需控制的实现;所述还可设定主控模块一个或多个及分项控制模块一个或多个将融纳或组合或独立的承担各软件系统的智能应用终端一个或多个一组或多组,系统一个或多个一类或多类和自动化光照设备1及其客户端应用设备一个或多个一套或多套一组或多组等任何应用智能设备及系统,还承载及智能应用终端和自动化光照设备1及相关联设备装置及系统一个或多个或一套或多套或一组或多组均可融合或独立运
行,通过有线通讯、无线通讯、本地通讯、组网通讯或联网通讯一种通讯或多种通讯来完成所需的通讯功能来配合各种功能的完成,实现数据交换、数据共享、发送指令、接收指令,由执行机构、虚拟机构完成所有设计与研发功能,完成或变换所有物体与动作实现所有完美动作并可与后台服务器系统总平台4连接;所述主控模块还可以其他内容的功能布置及储存、数据交换,使其达到设计系统需求及方法;所述的系统及方法包括后台服务器系统总平台4通过通讯的方式与智能有通讯的终端,终端包括手机终端、电脑终端、手环、ipad终端,手机终端还包括手机app、小程序、智能终端;所述的通讯为本地通讯,联网通讯、有线无线通讯,还包括自动化抽血检验系统及方法在智能应用终端或显示屏直接操作,可采用语音输入及语音应用或文字输入及英文输入版;所述的自动化光照系统6及方法应用于所有智能应用终端,智能应用终端有电路集成系统一组或多组一套或多套,包括各种功能的电子元件一个或多个或一型号或多型号及苹果、安卓、鸿蒙及未来发展系统在arm架构的芯片及 cpu及未来的其他架构下运行的,及芯片一个或多个一种或多种及各种探测装置一种或多种一型号或多型号,有驱动运行及下载第三方软件及app、小程序等并可储存应用操作及其他相关功能的运行和操作储存,有通讯功能,带自备电源和直供电源稳压或变压装置,有显示功能可移动或固定,还可或无或有均可进行操作及使用及应用安装有vr及3d系统及其他配套设备等智能化设备,包括各种智能手机、ipad、电脑及专用装置达到上述标准的所有智能化设备均可应用,应用只要有网络的情况下均可使用,网络采用有线网络及无线网络均可,应用场景为植物种植厂、农场、公园及所有植物种植企业、经营者均可设立自动化光照设备1独立运营地及所有可容纳人体及有网络的场所均可使用。
20.本实施案例中,所述的电路集成包括核心stm32f407igt6及mcu.stm32f407igtx及多种电子原件及传感器接收单元、电流监测控制单元、电机控制单元、电源管理单元及线路图及各种电子元器件构成及采用arm架构的芯片及 cpu,central processing unit中文为“中央处理器”所述的集成电器还包括一种或多种通讯,多种通讯包括互联网通讯、本地通讯、联网组网通讯和无线通讯、有线通讯,这些通讯全部集合于电路系统里,所述的电路集成系统还包括底板线路集成图、绝缘pc板一种或多种运行器,运行器的型号 arm架构的系列芯片和中央处理器系列型号及未来可替代的其他运行器,运行器还以线路图连接一种或多种储存器,储存器主要储存一种或多种系统,还可采用其他类似的功能储存器或容纳或兼容未来研发高性能的储存器,这些还采用一种或多种电子原件,一种一型或多种型或一种多型或多型一种的电子原件是pc底板线路图安的连接与集成容纳一种或多种、一款或多款集成功能性芯片和储存性芯片的融合和组合集成强大的电路运行,可达到储存一种或多种功能性系统及控制性系统,一种数据或多种数据的交互及反馈并根据一种或多种的场景情况下达不同的指令,由执行机构一个或多个完成,一种或多种的自动化的动作,达到全自动化、无人化、标准化、规范化、安全化的自动控制系统和自动作业系统;有电路集成系统及芯片应用系统,集成电路图及芯片与软件系统智能应用终端和系统的应用及游戏系统的设定与规则及在模拟显示屏中的应用及功能及在自动无人餐食作业设备种的应用及流程,的集成电路硬件包括主控模块、电机驱动模块、信号采集模块、开关控制模块、电源处理模块、数据通讯模块3、显示模块、故障检测模块,主控模块主要包括负责信息计算处理的cpu芯片及其基础外围电路,负责处理指令、执行操作、控制流程、处理数据等核心工作,可采用基于
arm、x86、mips等不同架构的主流芯片;所述的电机驱动模块,用于驱动设备的执行电机,可调节不同电机在使用时的电压、电流、转速、正方转等,解析主控模块的控制指令,对电机进行相应的控制,达到对设备的运动控制;所述的信号采集模块,包括了不同信号采集的采集传感器,传感器驱动电路,信号采集处理电路,信号滤波处理电路,将系统需要采集的不同信息以不同的模拟数字信号传输到主控模块,进行数据采集处理分析;所述的开关控制模块,包括对外接电源、内部执行模块、外接驱动模块等的电源开关控制、设备使能控制等功能,在系统需要对某一功能模块的开启关闭等做控制处理的模块;所属的电源处理模块,包括了设备内部不同子模块需要不同参数的电压、电流处理的电子设备及电路,保障不同设备的电源供给,安全节能的保证各个模块的正常运行;所述的数据通信模块,包括了设备内部的、外部的有线及无线通讯模块3,本地组网及联网通信,采用4g、5g、gprs、wifi、biu、lora、nb-iot、zigbee等无线通讯,can、485、以太网有线通讯总线来指令发送,数据上报,指令接收和信息传递和语音解释、组网等,还留有接口容纳未来新的通讯模块3和其他通讯模块3,可载于设备的内部指令传输,进行各种采集信息上报、控制指令下传等,达到设备自动作业的实现,可实现与外部设备的连接,后台服务器系统总平台4的连接,进行各种信息的交互、反馈、指令下发,实现设备的远程控制、远程维护、在线更新等任务;所述的显示模块,用于各种设备内部运行状态信息显示,人机交互信息显示、动态图片显示、视频播放等,实现数据可视化、人机交互等功能,还可通过不同的音频接口接入到外接显示屏、投影仪等外接设备中;所述的故障检测模块,用于设备内部各模块的电流、电压等信息检测,对异常的电路、模块、接口进行报警提示及故障上报,保证设备的安全性,稳定性。
21.本实施案例中,所述的后台服务器系统总平台4以服务器组合营运,且储存通讯接收应用,传输指令发送与接收等全方位功能为一体的设备并可布置云计算、大数据、分类、植物种植地地图位置,分级统计的后台服务器系统总平台4一台或多台或一组或多组或一套或多套的后台服务器系统总平台4;所述后台服务器系统总平台4采用低屋架构和运行架构系统,即安卓系统,苹果系统,鸿蒙系统和未来发展的开发底层架构及第三方的架构系和软件系统,和软件储存系统和cpu;所述后台服务器系统总平台4有数据储存、信息传递、设备上下架管理、数据统计、分层管理、区域管理搭建、设备管理,按台计算,按客户需求、客户定位、客户资料储存、统计等或自身需求下发指令、接收客户信息、财务数据记录、储存等等且及相关的经营管理系统;所述的后台服务器系统总平台4的物联网设备在系统层面上采用4g、5g通信模块、有线通信以及后发展开发先进通信,利用国际先进的mqtt物联网协议或及其他的物联网协议及未来发展的更先进的物联网协议,实现设备与后台业务系统远程通信,完成系统间的各类信息、指令交互,具体部署方案简单灵活;所述的后台服务器系统总平台4中包括设备数据上报:设备各类状态数据采用mqtt协议定时或实时传输到后台进行集中保存、分析;服务器指令下发及反馈:后台服务器系统总平台4根据设备当前状态自行或手动下发指令给设备,指示其按照要求进行操作或服务,实现远程操作和监控的目的,后台管理员可以自行管理设备的运营,后台系统提供saas模式服务,方便使用者及设备管理人员自行定义经营策略,后台服务器系统自动调度设备按照商家的策略执行日常服务;后台服务器系统针对设备上报的数据进行分析、查询;运营人员可以监控设备的运行情况;使用者可以根据数据分析结果,调整光照策略,提供更好的光照服务;所述后台还提供完善的设备管理、远程监控、操作管理等功能,为运营人员、商家、管理层提供实用的管理、调度、分
析功能;所述的后台服务器系统总平台4系统总体功能包括的设备监控功能如下:自动化光照设备1状态上报,自动化光照设备1按照系统设定规则,定时或状态改变时自主上报当前状态;自动化光照设备1异常上报:自动化光照设备1发生异常情况,自动采集当前异常信息,立即上报异常情况;自动化光照设备1远程调度:后台系统监控到设备出现异常、运营人员按照维护要求、商家调整经营策略,均可从后台向设备发送指令,要求其执行指定动作;设备日常运维:检测设备内设多种传感器,定时传送设备日常运行数据,后台服务器系统收集并提供分析功能;所述包括的订单服务功能如下:设备查找:用户可以按照地图查找、选择最近可以提供服务的设备;用户光照指令下单达:用户可以远程通过app、微信小程序下单或者到达设备后下达光照指令;所述包括的商家saas平台功能如下:商家设备管理:商家可以自主管理自己购买的设备,实时查看设备的运行情况;商家订单管理:商家可以实时查看用户订单执行情况,查看历史订单;商家产品经营调整:商家可以分析订单收入数据,并调整每台设备的经营策略,系统自动将最新经营策略下发到设备执行;所述包括的后台运营平台功能如下:系统管理:具有用户管理、菜单管理,支持参与设备维护、监控、管理、分析等后台功能的各类人员的权限管控;设备管理:设备运营前的初始化、设备当前运行状态的监控、调整设备参数、设备历史运行数据等维护、查看、分析;支付管理:为商家入住经营平台提供支付渠道、商家支付账号配置;订单管理:可以查看用户订单,及时跟踪处理订单执行情况,查询历史订单,分析订单数据。
22.本发明提出了一种植物种植自动化光照系统及方法,可通过智能终端设备及智能化控制系统平台控制光照系统对所需要光照的植物按设定指令或动作进行自动化光照,还可对光照进行处理加入植物生长所需的物质或净化掉对植物生长不利的物质,让植物科学的获取到成长所需的光照,实现光照供应的自动化管理和分配,可为植物生长提供条件,让植物达到健康生长的要求,非常显著的提高植物光照效率,降低生产成本,提高产量、品质,缩短周期,提高经济效益。
23.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
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