专利名称：利用led光源调节植物生长的方法及其led植物照明灯的制作方法
技术领域：
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。
背景技术：
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
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。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案利用LED光源调节植物生长的方法，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。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。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。所述辅助LED光源为红、黄、绿、蓝或紫色等基本颜色LED光源。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
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，LED 光源连接LED驱动单元的输出端；LED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；LED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；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；供电电源单元为各个单元提供工作电源。所述辅助LED光源为红、黄、绿、蓝或紫色等基本颜色LED光源。所述LED控制单元上设有通讯接口，通讯接口与外界进行数据通讯和传送。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。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。
图1是本发明的电路原理图。
具体实施例方式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，它包括有以下步骤第一步、根据植物生长周期的要求得出具有促进作用的光谱参数；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；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，起到修正和补色作用；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。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；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。LED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，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；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LED驱动单元4 ；供电电源单元6为各个单元提供工作电源。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和传送。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。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。光线光谱与植物光合作用的关系为280 315nm对形态与生理过程的影响极小；315 400rmm叶绿素吸收少，影响光周期效应，阻止茎伸长；400 520nm(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；520 610nm色素的吸收率不高；610 720nm(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；720 1OOOnm吸收率低，刺激细胞延长，影响开花与种子发芽；> IOOOnm转换成为热量；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 (400 500nm)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(655 665nm)能量与远红光光谱 (725 735nm)能量的比例在1. 0与1. 2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。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)，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。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2 3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7 15天，增产20 30%左右。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。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。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。
权利要求
利用LED光源调节植物生长的方法，其特征在于，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、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1-3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。
5.LED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⑷，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⑵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 ⑷；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5-7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。
全文摘要
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。
文档编号A01G9/20GK101990828SQ20091004230
公开日2011年3月30日 申请日期2009年8月25日 优先权日2009年8月25日
发明者张元 , 颜晓英 申请人:东莞市友美电源设备有限公司