基于太阳能LED智能调控的农产品贮运与保鲜系统与设备的制作方法

基于太阳能led智能调控的农产品贮运与保鲜系统与设备
技术领域
1.本发明涉及运输保鲜技术领域，尤其是涉及基于太阳能led智能调控的农产品贮运与保鲜系统与设备。


背景技术：

2.在新鲜水果蔬菜等农产品的生产与销售流程中，运输与贮藏都是不可缺少的环节，运输与贮藏这些环节往往会致使农产品脱离正常的生长环境一段时间，一般时长为2～5天左右。
3.在这期间，由于农作物的种子、果实和营养器官等农产品都是有生命的机体，其仍要进行呼吸，而呼吸作用将消耗这些农产品体内营养物质，同时由于在运输与贮藏环境中，往往是黑暗的储藏仓等封闭存储机构，在这样的环境下，农产品无法获得适量的光照，农产品无法进行光合作用，由此呼吸作用的所占比例增强，将会使得农产品内的营养结构和化学成分发生变化，农作物因此可能发生腐烂变质，干重减轻等不良状况，从而造成成本的增加与浪费。
4.对于农产品产量高的地区，农产品市场流动量大，运输与贮藏作为重要环节，现有技术往往单纯通过冷藏等传统保鲜技术来延长农产品的存放时长，但是这类方案不仅耗费大量的电力资源，也没有从减少农产品因生长环境改变而产生的上述损耗。
5.因此，有必要提出新的技术方案解决上述问题，使得农产品在贮运过程中得到良好的保鲜作用。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明的目的在于提供基于太阳能led智能调控的农产品贮运与保鲜系统与设备来解决上述问题。
7.为了实现上述的目的，本发明采用了如下的技术方案：
8.本发明提供了一种基于太阳能led智能调控的农产品贮运与保鲜设备，包括农产品低温仓储室、环境传感组件、环境智能调控组件、植物补光用led复合光源模组、低温制冷机组以及供电组件。
9.其中，所述环境传感组件包括光敏传感器和温湿度传感器；所述环境智能调控组件包括led光源调节控制单元和温湿度调节控制单元；所述供电组件包括供电用太阳能电池板，所述光敏传感器用于对所述农产品低温仓储室内的光照环境进行采样，所述温湿度传感器用于对所述农产品低温仓储室内的温湿度环境进行采样，分别将获取的采样数据传输至所述环境智能调控组件；所述环境智能调控组件用于根据所述采样数据与预存的农产品的保鲜优选环境参数数据库匹配获取数据分析结果，分别生成所述led光源调节控制单元和温湿度调节控制单元对应的控制指令；所述led光源调节控制单元用于根据控制指令控制所述植物补光用led复合光源模组对所述农产品低温仓储室内部农产品执行对应光照参数的补光；所述温湿度调节控制单元用于根据控制指令控制所述低温制冷机组调节所述
农产品低温仓储室内温度和湿度；所述供电用太阳能电池板分别与所述环境传感组件、环境智能调控组件、植物补光用led复合光源模组以及低温制冷机组电性连接以供电。
10.优选地，所述基于太阳能led智能调控的农产品贮运与保鲜设备还包括交互组件，所述交互组件包括led光源调节面板和温湿度调节面板，所述led光源调节面板用于根据外部输入的光照参数生成对应的控制指令发送至所述植物补光用led复合光源模组对所述农产品低温仓储室内部执行对应光照参数的补光；所述温湿度调节面板用于根据外部输入的温湿度参数生成对应的控制指令控制所述低温制冷机组调节所述农产品低温仓储室内温度和湿度。
11.优选地，所述光照参数包括光强、光谱以及光照时间。
12.优选地，所述基于太阳能led智能调控的农产品贮运与保鲜设备还包括与所述供电组件连接的供电控制单元，所述供电组件还包括锂电池供电单元。
13.优选地，所述基于太阳能led智能调控的农产品贮运与保鲜设备还包括报警模块，所述报警模块分别与环境传感组件、植物补光用led复合光源模组以及低温制冷机组连接，用于监测环境参数是否达到预设数值范围、监测所述植物补光用led复合光源模组及低温制冷机组是否正常工作。
14.优选地，所述农产品低温仓储室包括多个子仓储室，相邻子仓储室之间通过镂空隔层金属板相互间隔，所述镂空隔层金属板上开设有多个镂空气流通孔。
15.优选地，所述环境智能调控组件还包括二氧化碳浓度调控单元，所述环境传感组件还包括用于对所述农产品低温仓储室内的二氧化碳浓度进行采样，并将采样数据发送至二氧化碳浓度调控单元的二氧化碳浓度采样单元，所述二氧化碳浓度调控单元根据所述采样数据与基于预存的农产品的保鲜优选环境参数数据库内的二氧化碳浓度数据比对，调节所述农产品低温仓储室内的二氧化碳浓度。
16.本发明还提供了一种基于太阳能led智能调控的农产品贮运与保鲜系统，包括设备总控系统以及如上所述的基于太阳能led智能调控的农产品贮运与保鲜设备，所述设备总控系统包括环境数据输入单元、数据存储单元以及数据处理器。
17.其中，所述环境数据输入单元用于向所述数据存储单元录入不同农产品对应的保鲜优选环境参数，所述保鲜优选环境参数包括仓储环境的光照参数、温度以及湿度；所述数据存储单元用于存储所述保鲜优选环境参数，建立保鲜优选环境参数数据库并供所述数据处理器调用；
18.所述数据处理器用于调用保鲜优选环境参数数据库，以对由所述环境传感组件获取的所述农产品低温仓储室内的环境参数进行数据匹配，生成数据分析结果并发送至所述环境智能调控组件。
19.优选地，所述环境数据输入单元包括wifi传输单元和蓝牙传输单元。
20.优选地，所述环境传感组件通过平均值组合中值滤波算法单元输出至所述数据处理器，所述数据处理器通过占空比输出单元集输出至所述环境智能调控组件。
21.本发明技术方案所取得的技术效果包括：
22.根据对不同品种的农作物的植物光合作用形态、呼吸作用等等生理机理作用下保持鲜度所需要的最适应环境参数进行调研建立的农产品的保鲜优选环境参数数据库，利用环境传感组件对光质环境信息、温湿度环境信息等环境参数进行采样，对比农产品的保鲜
优选环境参数数据库生成数据分析结果，环境智能调控组件基于分析结果进行相应的调节工作，使植物补光用led复合光源模组对农产品执行补光，农产品能够在贮运环境中仍能够正常进行光合作用，温湿度调节控制单元调节农产品低温仓储室内温度和湿度，由此实现了智能调控农产品贮运环境的环境参数，使得农产品保持正常的光合作用并适度抑制造成农产品腐败的呼吸作用，响应农作物产品的生理平衡的需要，大幅延缓了贮运运输过程中农产品的失鲜，有效保持农产品在贮存与运输过程中的品质，避免农产品发生腐烂变质等现象造成经济损失，有效压缩了农产品贮运成本；
23.相比于现有技术中惯常使用的冷藏等传统保鲜技术，其能精准地掌控当前不同品种的农产品贮运保鲜所需的最适宜环境参数并进行相应调节，其高智能化程度能够避免电力等资源的浪费，提高工作效率，避免过低的温度反而造成农产品冻伤而损坏。
附图说明
24.图1是本发明实施例提供的基于太阳能led智能调控的农产品贮运与保鲜设备的结构示意图；
25.图2为所述农产品贮运与保鲜设备的工作原理图；
26.图3为所述农产品贮运与保鲜设备对植物补光的设计流程图；
27.图4为本发明实施例提供的基于太阳能led智能调控的农产品贮运与保鲜系统的结构框图；
28.图5为所述农产品贮运与保鲜系统的构建流程图。
29.上述附图中涉及的各个附图标记为：
30.农产品低温仓储室1、镂空隔层金属板11、光敏传感器2、温湿度传感器3、led光源调节控制单元4、led光源调节面板40、温湿度调节控制单元5、温湿度调节面板50、植物补光用led复合光源模组6、低温制冷机组7、供电用太阳能电池板81、锂电池供电单元82、供电控制单元83、存取仓门9、环境数据输入单元100、数据存储单元200、数据处理器300。
具体实施方式
31.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本发明的实施方式仅仅是示例性的，并且本发明并不限于这些实施方式。
32.在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了关系不大的其他细节。
33.参阅图1至图3所示，本发明实施例提供了一种基于太阳能led智能调控的农产品贮运与保鲜设备，包括农产品低温仓储室1、环境传感组件、环境智能调控组件、植物补光用led复合光源模组6、低温制冷机组7以及供电组件。
34.其中，所述环境传感组件包括光敏传感器2和温湿度传感器3；所述环境智能调控组件包括led光源调节控制单元4和温湿度调节控制单元5；所述供电组件包括供电用太阳能电池板81。
35.所述光敏传感器2用于对所述农产品低温仓储室1内的光照环境进行采样，所述温
湿度传感器3用于对所述农产品低温仓储室1内的温湿度环境进行采样，所述光敏传感器2和温湿度传感器3与所述环境智能调控组件连接，分别将获取的采样数据传输至所述环境智能调控组件；
36.所述环境智能调控组件用于根据所述采样数据与预存的农产品的保鲜优选环境参数数据库匹配获取的数据分析结果，分别生成所述led光源调节控制单元4和温湿度调节控制单元5对应的控制指令；
37.所述led光源调节控制单元4与所述环境智能调控组件连接，用于根据控制指令控制所述植物补光用led复合光源模组6对所述农产品低温仓储室1内部农产品执行对应光照参数的补光；
38.所述温湿度调节控制单元5与所述环境智能调控组件连接，用于根据控制指令控制所述低温制冷机组7调节所述农产品低温仓储室1内温度和湿度；
39.所述供电用太阳能电池板81分别与所述环境传感组件、环境智能调控组件、植物补光用led复合光源模组6以及低温制冷机组7电性连接以供电。
40.综上所述，本发明实施例所提供的基于太阳能led智能调控的农产品贮运与保鲜设备的工作进程如下，其利用了光敏传感器2和温湿度传感器3等环境传感组件，对用于储存农产品的农产品低温仓储室1内的光质环境信息、温湿度环境信息等环境参数进行采样，对比农产品的保鲜优选环境参数数据库和采集所得环境参数生成数据分析结果，环境智能调控组件基于分析结果分别控制其led光源调节控制单元4和温湿度调节控制单元5进行相应的调节工作，植物补光用led复合光源模组5在led光源调节控制单元4的控制指令控制下对农产品执行补光，使得农产品能够在贮运环境中仍能够正常进行光合作用，温湿度调节控制单元5根据控制指令控制所述低温制冷机组7调节所述农产品低温仓储室1内温度和湿度，而农产品的呼吸作用的强弱会受到温度和湿度的影响，基于调控作用能够适度抑制农产品的呼吸作用，防止农产品因为呼吸作用与光合作用的比例失衡而使农产品的营养结构和化学成分发生变化，进而避免农产品发生腐烂变质、干重减轻等不良现象。
41.上述预存的农产品的保鲜优选环境参数数据库的建立，可通过本发明提供的农产品贮运与保鲜设备预先对不同品种的农作物(例如叶类植物、果类植物)的植物光合作用形态、呼吸作用等等生理机理作用下保持鲜度所需要的最适应环境参数进行调研和记录，通过分析处理确认数据参数，建立所述农产品的保鲜优选环境参数数据库并预存在本发明提供基于太阳能led智能调控的农产品贮运与保鲜设备中以供随时调用。
42.所以，该基于太阳能led智能调控的农产品贮运与保鲜设备可以实现智能调控农产品贮运环境的环境参数，使得农产品保持正常的光合作用并适度抑制造成农产品腐败的呼吸作用，响应农作物产品的生理平衡的需要，从而实现影响农产品的保鲜时效的作用，大幅延缓了贮运运输过程中农产品的失鲜，有效保持农产品在贮存与运输过程中的品质，避免农产品发生腐烂变质等现象造成经济损失，有效压缩了农产品贮运成本。而且相比于现有技术中惯常使用的冷藏等传统保鲜技术，其能精准地掌控当前不同品种的农产品贮运保鲜所需的最适宜环境参数并进行相应调节，其高智能化程度能够避免电力等资源的浪费，提高工作效率，避免过低的温度反而造成农产品冻伤而损坏等不良现象。
43.上述光照参数包括光强、光谱以及光照时间。基于农产品的光合作用所需，相应调节光强、光谱以及光照时间，多种细化参数的分别设定使得农产品能够获得最适宜的光照
环境。而农产品的呼吸作用由于还将受到贮运环境中的二氧化碳浓度影响，因此，本实施例中，所述环境智能调控组件还包括二氧化碳浓度调控单元，所述环境传感组件还包括用于对所述农产品低温仓储室1内的二氧化碳浓度进行采样，并将采样数据发送至二氧化碳浓度调控单元的二氧化碳浓度采样单元，所述二氧化碳浓度调控单元根据所述采样数据与基于预存的农产品的保鲜优选环境参数数据库内的二氧化碳浓度数据比对，调节所述农产品低温仓储室1内的二氧化碳浓度。在本实施例中，所述环境智能调控组件还包括微波雷达感应器。由于不同种类的农产品所适宜的最佳存放环境必然有所区别，上述基于太阳能led智能调控的农产品贮运与保鲜设备可以针对所存放的不同农产品进行对应的环境参数数据库匹配与调节，示例性地，所述环境传感组件还包括图像识别单元，利用图像识别单元采集当前农产品低温仓储室1内存放的各类农产品的图像信息，与预存数据库内的农产品图像信息进行比对确认当前农产品种类，由此确认数据库内匹配农产品的最佳环境参数，以供所述环境智能调控组件调用该信息生成控制指令。
44.进一步地，所述基于太阳能led智能调控的农产品贮运与保鲜设备还包括交互组件，所述交互组件包括led光源调节面板40和温湿度调节面板50。其中，所述led光源调节面板40用于根据外部输入的光照参数生成对应的控制指令发送至所述植物补光用led复合光源模组6对所述农产品低温仓储室1内部执行对应光照参数的补光；所述温湿度调节面板50用于根据外部输入的温湿度参数生成对应的控制指令控制所述低温制冷机组7调节所述农产品低温仓储室1内温度和湿度。利用上述交互组件，在依靠设备自身的智能调控以外，用户可以自行设定农产品贮运环境的环境参数并实现对应调控，也可以通过交互组件进行环境参数的录入修改数据库，使得设备的使用更加人性化。
45.所述交互组件还包括显示面板，用于显示环境传感组件采集当前农产品低温仓储室1内的环境参数、计划调控环境参数以及预存的农产品的保鲜优选环境参数数据库等等各类信息。本实施例中的led光源调节面板40和温湿度调节面板50均集成所述显示面板的功能，即为可操作的显示面板，使用户的操作与阅览能够集中进行，提高用户体验。
46.本实施例所提供的农产品贮运与保鲜设备基于太阳能led智能调控，设备的整体供电主要依靠于所述供电用太阳能电池板81，使得农产品贮运与保鲜设备有效利用运输过程中的外界太阳光资源，具备绿色环保节能的优点。作为供电组件的另一种实施方式，所述基于太阳能led智能调控的农产品贮运与保鲜设备还包括与所述供电组件连接的供电控制单元83，所述供电组件还包括锂电池供电单元82，所述锂电池供电单元82与安装于所述农产品低温仓储室1顶部的供电用太阳能电池板81电性连接，在所述供电控制单元83的控制下，外界环境光照充足时，所述供电用太阳能电池板81在为设备整体工作供电的同时，能够为所述锂电池供电单元82进行充电，而当所述供电用太阳能电池板81不足以为设备整体工作供电，所述供电控制单元83能够自动控制切换供电电源，也即是使所述锂电池供电单元82能够进行放电来为设备整体工作供电，确保农产品贮运与保鲜设备的正常运作。
47.示例性地，所述基于太阳能led智能调控的农产品贮运与保鲜设备还包括报警模块10，所述报警模块分别与环境传感组件、植物补光用led复合光源模组6以及低温制冷机组7连接，用于监测环境参数是否达到预设数值范围、监测所述植物补光用led复合光源模组6及低温制冷机组7是否正常工作。当环境参数超出了预设数值范围，需要进行调控，抑或是，所述植物补光用led复合光源模组6及低温制冷机组7甚至其他组件无法正常工作时，发
出警报提醒用户注意。
48.在本实施例中，所述农产品低温仓储室1包括多个子仓储室，相邻子仓储室之间通过镂空隔层金属板11相互间隔，所述镂空隔层金属板上开设有多个镂空气流通孔。由此，可以利用不同子仓储室对不同的农产品进行相应的分类存放，所述农产品低温仓储室1的一侧作为农产品贮存于设备内部的进出口处设置有存取仓门9，便于用户取放农产品。其中，多个所述子仓储室为沿高度方向上逐层分布，示例性地，所述农产品低温仓储室1包括分隔而成的三至四层子仓储室，便于农产品低温仓储室1内储存的农作物获得全面而充足的补光，便于不同子仓储室内的农作物接受不同的补光效果，并且根据农产品的不同种类进行分类堆积和摆放在不同的子仓储室，便于搬运和清点库存等作业，有效提高作业效率。
49.结合图4至图5所示，本发明实施例还提供了一种基于太阳能led智能调控的农产品贮运与保鲜系统，所述农产品贮运与保鲜系统包括设备总控系统以及如上所述的基于太阳能led智能调控的农产品贮运与保鲜设备，所述设备总控系统包括环境数据输入单元100、数据存储单元200以及数据处理器300。
50.其中，所述环境数据输入单元100用于向所述数据存储单元200录入不同农产品对应的保鲜优选环境参数，所述保鲜优选环境参数包括仓储环境的光照参数、温度以及湿度；
51.所述数据存储单元200用于存储所述保鲜优选环境参数，建立保鲜优选环境参数数据库并供所述数据处理器300调用；
52.所述数据处理器300用于调用保鲜优选环境参数数据库，以对由所述环境传感组件获取的所述农产品低温仓储室1内的环境参数进行数据匹配，生成数据分析结果并发送至所述环境智能调控组件。
53.在本实施例中，所述光敏传感器2对所述农产品低温仓储室1内的红、蓝光的强度进行采样，信号传输至作为所述数据处理器300的单片机中进行分析。本实施例中的供电单元为各部件提供12v、5v直流电，主要由ac-dc电源组成。上述智能补光模式的设置编写，报警模块10各数值阈值的判断等相关计算都通过在上述设备总控系统中的软件程序编写实现。
54.进一步地，所述环境数据输入单元100包括wifi传输单元和蓝牙传输单元。利用wifi传输单元和蓝牙传输单元可以便捷地进行数据的录入编辑以建立保鲜优选环境参数数据库存储于所述数据存储单元200中。
55.在本实施例中，所述环境传感组件通过平均值组合中值滤波算法单元输出至所述数据处理器300，所述数据处理器300通过占空比输出单元集输出至所述环境智能调控组件。
56.示例性地，环境传感组件、平均值组合中值滤波算法单元、数据处理器300、占空比输出单元集以及抗干扰滤波处理单元构成环境传感控制单元，所述占空比输出单元集包括第一占空比输出单元、第二占空比输出单元、第三占空比输出单元、第四占空比输出单元、第五占空比输出单元、抗干扰滤波处理单元以及平均值 中值滤波算法单元，所述第一占空比输出单元、第二占空比输出单元、第三占空比输出单元、第四占空比输出单元以及第五占空比输出单元的输入端分别与处理器连接，所述植物补光用led复合光源模组6可以设置有不同种类的led灯，所述植物补光用led复合光源模组6包括植物补光光源正白led、植物补光光源暖白led、植物补光光源650nm红色led、植物补光光源680nm红色led以及植物补光光
源440nm蓝色led，所述第一占空比输出单元的输出端对应连接植物补光光源正白led，第二占空比输出单元的输出端对应连接植物补光光源暖白led，第三占空比输出单元的输出端对应连接植物补光光源650nm红色led，第四占空比输出单元的输出端对应连接植物补光光源680nm红色led，第五占空比输出单元的输出端对应连接植物补光光源440nm蓝色led。由此可以实现分别控制不同种类的led灯光对农作物进行补光。
57.上述基于太阳能led智能调控的农产品贮运与保鲜系统通过包括光敏传感器2、温湿度传感器3以及微波雷达感应器的环境传感组件作为采样和检测结构，并通过单片机的数据处理器300进行分析，利用平均值组合中值滤波算法单元处理，采用立体式led光环境布局的思路和多点监控的自适应控制算法，实现对每个区域模块的独立监控。其使用多路反馈与区分控制算法，保持整个贮藏空间的植物生理指标平衡，通过与专家数据库进行比对，智能调控led植物光照和环境温湿度，达到农作物最佳保鲜效果。
58.设计上述基于太阳能led智能调控的农产品贮运与保鲜系统依据思路如图3所示，基于植物生理机理调研植物光需求、植物光合作用与呼吸作用平衡，利用作为专用led模组的植物补光用led复合光源模组6进行试验验证与参数优化构建作为专家数据库的农产品的保鲜优选环境参数数据库，再由植物补光专用led模组、环境智能调控组件以及环境传感组件构建上述基于太阳能led智能调控的农产品贮运与保鲜系统，投入应用。
59.本发明实施例在硬件实施输入上的构建如图5所示，依序构建光敏传感器和微波雷达感应器等环境传感组件、环境数据输入单元、pcb控制线路模块，构建供电用太阳能电池板81、锂电池供电单元82、供电控制单元83、控制卡、智能控制模块，组合led灯具智能电源置于led灯具底座，依序构建组装led灯珠、led灯pcb板、灯体外壳以及led灯具灯体，组装实现产品农产品贮运与保鲜灯具，即为上述基于太阳能led智能调控的农产品贮运与保鲜设备。
60.基于有效数据统计，利用本发明实施例所提供的基于太阳能led智能调控的农产品贮运与保鲜系统与设备，能够使保鲜效果较传统冷藏保鲜方式延长约5～10天，农产品腐烂以及变质等问题所造成的损失率可减低约60％～70％占比。
61.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
62.以上所述仅是本技术的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。