一种基于边缘控制器的植物生长灯系统的制作方法

1.本实用新型涉及植物灯领域，具体涉及一种基于边缘控制器的植物生长灯系统。


背景技术：

2.现市场上的植物补光灯不能很好地根据植物的生长需求调整光照时间与光照强度，给植物生长合适的光照。
3.数据的处理量越来越大,网络传输压力也越来越大，数据全部传输至控制中心,需要进行双向传输,时间长,占用带宽,且给控制中心的数据处理和数据存储带来更大的挑战,导致处理速度慢,传输不及时,导致终端不能及时响应；因此需要一种新型的植物生长灯来解决上述存在的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种基于边缘控制器的植物生长灯系统，可以解决上述技术问题中的一个或是多个。
5.为了达到上述目的，本实用新型提出的技术方案如下：
6.一种基于边缘控制器的植物生长灯系统，包括云平台、支架、边缘控制器、光照度测试仪、激光测距仪、摄像头、led驱动器、led灯。
7.所述光照度测试仪、激光测距仪、摄像头、led驱动器、led灯均安装在所述支架上。
8.所述光照度测试仪、所述激光测距仪、所述摄像头、所述led驱动器均与所述边缘控制器连接。
9.所述边缘控制器与所述云平台之间无线连接。
10.所述边缘控制器通过所述led驱动器与led植物生长灯连接，所述边缘控制器控制led灯的光配比、光周期和光照强度。
11.在这里所述边缘控制器，具有pc的计算存储功能及plc的逻辑控制功能；其用于接收云平台下发的生长模型，并通过对农作长势信息进行判断分析，根据长势信息下发生长模型，同时控制环境调节设备进行环境调节。
12.进一步的：所述led驱动器为pwm调光驱动器。
13.进一步的：所述led灯包括白光led灯、蓝光led灯、红光led灯。
14.进一步的：还包括供电模块，所述供电模块为所述边缘控制器、光照度测试仪、激光测距仪、摄像头、led驱动器、led灯提供电能。
15.进一步的：所述支架包括平行的第一杆和第二杆；所述第一杆和所述第二杆之间通过连板连接。
16.进一步的：在所述第一杆或所述第二杆上设置丝杆组件，所述激光测距仪和所述摄像头通过所述丝杆组件沿所述第一杆或所述第二杆滑动。
17.进一步的：还包括led灯摆动组件，所述led灯摆动组件包括第一电机、第一摆杆、第二摆杆、第一安装板；
18.所述第一电机安装在连板上，第一摆杆的一端固定在所述第一电机带输出轴上，所述第一摆杆的另一端铰接在第一安装板背面。
19.所述第二摆杆的一端铰接在第一安装板的边缘，所述第二摆杆的另一端铰接在第一杆和/ 或第二杆上。
20.所述第一安装板正面安装所述led灯。
21.本实用新型的技术效果是：
22.本实用新型中采用基于边缘计算架构，首先将大量数据处理的任务分配给边缘控制器，并通过边缘控制器控制led灯的调节，因为大量现场数据在边缘控制器中进行处理，有效的降低了数据上传中心服务器引起的时延问题，边缘计算控制器处理数据的过程中，与云平台的数据交换少，拥有更低的网络带宽需求，降低了网络传输压力，提升led植物灯的控制效率；光照度测试仪、激光测距仪、摄像头等所采集的数据将在采集终端中进行处理，根据环境状态信息进行立即或者定时模式的上传数据，有效的降低了设备功耗问题，降低了运营及维护成本；因此具有更高的安全性和响应速度特性及经济性。
附图说明
23.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
24.在附图中：
25.图1是本实用新型的系统逻辑控制意图；
26.图2是本实用新型的整体结构示意图；
27.图3是图2中led灯摆动状态示意图；
28.图4是图3的后视结构示意图；
29.其中，上述附图包括以下附图标记：
30.支架1、第一杆101、第二杆102、边缘控制器2、光照度测试仪3、激光测距仪4、摄像头5、 led驱动器6、led灯7、丝杆8、丝杠电机9、螺母滑块10、连板11、第二摆杆12、第一电机13、第一摆杆14、第一安装板15。
具体实施方式
31.下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的不当限定。
32.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
33.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
34.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式例如能够以除了在这里
图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
35.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
36.如图1—图4所示，一种基于边缘控制器的植物生长灯系统，包括云平台、支架1、边缘控制器2、光照度测试仪3、激光测距仪4、摄像头5、led驱动器6、led灯7。
37.图2中曲线的虚线表示信号接发，有线或者无线。
38.所述光照度测试仪、激光测距仪、摄像头、led驱动器、led灯均安装在所述支架上。
39.如图2、图3、图4所示，所述支架包括平行的第一杆101和第二杆102；所述第一杆101 和所述第二杆102之间通过连板11连接。
40.在某些实施例中，在所述第一杆101或所述第二杆102上设置丝杆组件，所述激光测距仪和所述摄像头通过所述丝杆组件沿所述第一杆101或所述第二杆102滑动。
41.丝杆组件包括丝杠电机9、丝杆8、螺母滑块10；激光测距仪4和摄像头5安装在螺母滑块10上；螺母滑块10与丝杆8螺纹连接，在附图2中螺母滑块10在第一杆101上滑动。
42.所述光照度测试仪、所述激光测距仪、所述摄像头、所述led驱动器均与所述边缘控制器连接。
43.所述边缘控制器与所述云平台之间无线连接。
44.所述边缘控制器通过所述led驱动器与led植物生长灯连接，所述边缘控制器控制led灯的光配比、光周期和光照强度。
45.摄像头可以观察不同植物、不同生长状态，来调节光配方，给予植物合适的光照。植物生长过程，种子萌发、幼苗、生长发育、开花结果四个阶段，作物不同阶段对光照的要求是不同的。
46.由于光照与作物的生长有密切的关系。不同植物所需要的光照强度需求是不一样的且有一定的要求。由于天气的影响、大棚薄膜的遮挡都会影响植物的光照，因此需要光照度测试仪的数据来调节光配方，给予植物合适的光照。
47.激光测距仪测得植物生长的株高，观察其生长状态。
48.在这里所述边缘控制器，具有pc的计算存储功能及plc的逻辑控制功能；其用于接收云平台下发的生长模型，并通过对农作长势信息进行判断分析，根据长势信息下发生长模型，同时控制环境调节设备进行环境调节。优选的所述边缘控制器为树莓派。
49.其中，所述led驱动器为pwm调光驱动器。pwm调光驱动器通过控制灯珠的配比达到合适的光谱与光强；所述led灯包括白光led灯、蓝光led灯、红光led灯。
50.边缘计算控制器就近设置在设备端，就近处理设备的数据，拥有更实时、更快速的数据处理能力。
51.边缘计算控制器处理的数据是单个的小数据，从数据计算、存储上具有成本优势。边缘计算控制器处理数据的过程中，与云平台的数据交换少，拥有更低的网络带宽需求，降低了网络传输压力，提升led植物灯的控制效率。
52.还包括供电模块，所述供电模块为所述边缘控制器、光照度测试仪、激光测距仪、摄像头、led驱动器、led灯提供电能。
53.在这里供电模块优选采用市电，或者充电电池，电池可以是一块也可以是若干块。
54.在本实用新型中，支架固定在例如大棚或是实验用架子上，电池的安装通常与用电设备就近原则安装，在附图中不显示。
55.如图3、图4所示，还包括led灯摆动组件，所述led灯摆动组件包括第一电机13、第一摆杆14、第二摆杆12、第一安装板15。
56.所述第一电机13安装在连板11上，第一摆杆14的一端固定在所述第一电机13带输出轴上，所述第一摆杆14的另一端铰接在第一安装板15背面。
57.所述第二摆杆12的一端铰接在第一安装板15的边缘，所述第二摆杆12的另一端铰接在第一杆101和/或第二杆102上；所述第一安装板15正面安装所述led灯7。
58.在这里通过“连杆机构”实现了led灯在平面内以第一摆杆14的长度为直径改变直射的角度和范围，增加大面积照射，在不需要移动支架的情况适用于不同地面的灯光照射。
59.本实用新型中采用基于边缘计算架构，大量现场数据在边缘控制器中进行处理，有效的降低了数据上传中心服务器引起的时延问题，边缘计算控制器处理数据的过程中，与云平台的数据交换少，拥有更低的网络带宽需求，降低了网络传输压力，提升led植物灯的控制效率。
60.光照度测试仪、激光测距仪、摄像头等所采集的数据将在采集终端中进行处理，根据环境状态信息进行立即或者定时模式的上传数据，有效的降低了设备功耗问题，降低了运营及维护成本；因此具有更高的安全性和响应速度特性及经济性。
61.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。