本發(fā)明涉及一種基于LED混光的植物生長(zhǎng)殺蟲燈，屬于植物L(fēng)ED照明領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：每一種植物都有偏好的光源，昆蟲也是一樣，都有自己喜好的特定光源。目前，有關(guān)昆蟲的趨光性存在幾種假說，如光定向行為假說、生物天線假說、光干擾假說等。雖然沒有確定的理論依據(jù)，但是特定昆蟲偏好的光源所在的波段范圍可以通過實(shí)驗(yàn)得到。目前市場(chǎng)上絕大多數(shù)的植物殺蟲燈都是利用紫外線來吸引蚊蟲，單一的光源對(duì)于蚊蟲的吸引效果并不好，使用的過程中也會(huì)誤殺一些益蟲，并且長(zhǎng)時(shí)間暴露在紫外線環(huán)境下會(huì)對(duì)人體的皮膚照成一定的傷害。綜上可得，市場(chǎng)上銷售的紫外線殺蟲燈并不是一個(gè)很好的選擇。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于LED混光的植物生長(zhǎng)殺蟲燈，可設(shè)計(jì)發(fā)光功率分布主要集中在特定波段，根據(jù)LED混光配比得到最適宜的光源。通過查閱相關(guān)資料和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以在設(shè)計(jì)LED混光比例時(shí)避開特定波段，便可避免錯(cuò)殺益蟲，又不會(huì)對(duì)人體造成損害。解決了傳統(tǒng)的植物生長(zhǎng)殺蟲燈誤殺植物益蟲以及對(duì)農(nóng)業(yè)工作者的健康有一定影響的缺陷，為植物殺蟲提供一種切實(shí)有效的光源，具有針對(duì)性強(qiáng)、環(huán)保、對(duì)人體無害等特點(diǎn)。基于LED混光的植物生長(zhǎng)殺蟲燈，其結(jié)構(gòu)由LED燈點(diǎn)陣、單片機(jī)控制系統(tǒng)、外殼、殺蟲電網(wǎng)組成。所述LED點(diǎn)陣為嵌在外殼內(nèi)部的直線型豎向排列LED燈組，由紅、綠、藍(lán)三基色LED燈組成，控制三基色LED的發(fā)光情況可以混合出各種不同顏色的光源。本發(fā)明采用基于NUD4001的恒流驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)三基色LED燈，確定目標(biāo)光源的功率分布之后通過算法便可得到三基色光源在該功率分布中所占的權(quán)重，通過改變流過LED燈的電流可以控制LED燈的發(fā)光功率，便可混合調(diào)配出目標(biāo)光源。所述單片機(jī)控制系統(tǒng)采用89C51系列單片機(jī)，易于操作。編寫程序，使單片機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出三路互不干擾且占空比可調(diào)的PWM波。確定目標(biāo)蚊蟲之后，三路PWM波的占空比即隨之確定，驅(qū)動(dòng)恒流源NUD4001使其實(shí)現(xiàn)不同電流的恒定工作。不同的目標(biāo)蚊蟲，只需通過查閱相關(guān)資料或者完成實(shí)驗(yàn)來確定目標(biāo)光源，并且利用算法得到三基色光源各自比重之后即可確定三路互不干擾的PWM波的占空比來控制三基色LED的發(fā)光功率。即不同的蚊蟲，只需調(diào)整程序中的發(fā)波部分，改變?nèi)稰WM波的占空比即可。具有操作簡(jiǎn)單、目的性強(qiáng)等特點(diǎn)。所述外殼為長(zhǎng)方體，外殼的下部有一透明材質(zhì)的蚊蟲收納盒，用于存儲(chǔ)被高壓電網(wǎng)擊殺的蚊蟲。該收納盒可拆卸清洗，當(dāng)收納盒內(nèi)基本裝滿蚊蟲時(shí)，使用者可直接拆卸下收納盒，將其內(nèi)部蚊蟲殘骸清理干凈之后重新裝回使用。所述殺蟲電網(wǎng)為一高壓電壓，呈長(zhǎng)方形狀，嵌在外殼上。殺蟲電網(wǎng)與電源直接相連，工作時(shí)，殺蟲電網(wǎng)便通電，當(dāng)蚊蟲觸碰到殺蟲電網(wǎng)時(shí)，電網(wǎng)便會(huì)釋放高壓電擊殺蚊蟲。殺蟲電網(wǎng)可以瞬時(shí)殺死目標(biāo)蚊蟲，不會(huì)產(chǎn)生明火，環(huán)保健康。該基于LED混光的植物生長(zhǎng)殺蟲燈，利用算法得到特定蚊蟲所喜好的光源的功率分布，設(shè)置參數(shù)便可以得到目標(biāo)光源。這能夠有效解決普通植物殺蟲燈單一色彩、對(duì)益蟲以及人體都會(huì)造成傷害的技術(shù)問題，為植物殺蟲并優(yōu)化提供一定指導(dǎo)。附圖說明圖1是基于LED混光的植物生長(zhǎng)殺蟲燈的整體構(gòu)造圖；圖2是基于LED混光的植物生在殺蟲燈的單片機(jī)控制原理圖；圖3是基于NUD4001的三基色LED恒流驅(qū)動(dòng)電路圖；具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖1所示，基于LED混光的植物生長(zhǎng)殺蟲燈，由LED燈點(diǎn)陣1、殺蟲電網(wǎng)2、收納盒3、單片機(jī)控制系統(tǒng)4組成。本發(fā)明中LED燈點(diǎn)陣1由紅、綠、藍(lán)三基色LED燈組成，控制三基色LED的發(fā)光情況可以混合調(diào)配出各種不同發(fā)光功率的光源。三基色LED燈驅(qū)動(dòng)電路分為恒流型和恒壓型，由于LED正向壓降的變化都會(huì)導(dǎo)致流過LED的電流發(fā)生變化，從而引起LED的亮度變化。為了解決LED正向壓降對(duì)于LED亮度的影響，故選擇恒流驅(qū)動(dòng)。本發(fā)明中殺蟲電網(wǎng)2為一高壓電壓，呈長(zhǎng)方形狀，嵌在長(zhǎng)方體外殼上，與外殼準(zhǔn)確銜接。在本發(fā)明開始工作時(shí)，殺蟲電網(wǎng)開始通電。當(dāng)蚊蟲觸碰到殺蟲電網(wǎng)時(shí)，電網(wǎng)便會(huì)釋放高壓電，能夠瞬時(shí)殺死目標(biāo)蚊蟲，不會(huì)產(chǎn)生明火。本發(fā)明中收納盒3通過卡槽嵌在外殼的下部，用于存儲(chǔ)被高壓電網(wǎng)擊殺的蚊蟲。該收納盒3可拆卸清洗，使用者可透過透明外殼觀察到收納盒內(nèi)蚊蟲的存儲(chǔ)情況。當(dāng)收納盒內(nèi)基本裝滿蚊蟲時(shí)，使用者可直接拆卸下收納盒，將其內(nèi)部蚊蟲殘骸清理干凈之后重新裝回使用。本發(fā)明中單片機(jī)控制系統(tǒng)4選用89C51系列單片機(jī)。單片機(jī)控制系統(tǒng)通過穩(wěn)壓器與高壓電網(wǎng)電性串聯(lián)。配置單片機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出三路互不干擾的獨(dú)立PWM波分別驅(qū)動(dòng)三路基于NUD4001的三基色LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，改變?nèi)稰WM波的占空比即可改變恒流控制端的恒定電流，三路LED燈的發(fā)光亮度隨之改變。當(dāng)確定所要捕殺的蚊蟲之后，通過查閱相關(guān)資料或進(jìn)行實(shí)驗(yàn)即可確定目標(biāo)光源。利用算法可以得出三基色光源在目標(biāo)光源功率分布中所占的比例，即可得到三路PWM波的占空比，通過調(diào)整單片機(jī)控制系統(tǒng)的執(zhí)行程序即可使單片機(jī)發(fā)出所需占空比的三路PWM波，最終即可獲得目標(biāo)光源。改變PWM波的占空比只需改變程序中的發(fā)波部分即可，操作簡(jiǎn)單、目的性強(qiáng)。圖2為本發(fā)明的單片機(jī)控制原理圖，確定目標(biāo)光源的功率分布之后，即可通過算法確定三基色LED在目標(biāo)光源中所占的權(quán)重，就可以更改程序中的發(fā)波部分來實(shí)現(xiàn)對(duì)于PWM波的占空比的改變。由PWM波驅(qū)動(dòng)恒流源NUD4001，改變PWM波的占空比，即可改變LED的驅(qū)動(dòng)電流，從而改變LED的發(fā)光功率。圖3為本發(fā)明的基于NUD4001的三基色LED恒流驅(qū)動(dòng)電路圖，改變NUD4001的恒定電流即可改變?nèi)獿ED燈的發(fā)光功率。由單片機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出三路互不干擾的獨(dú)立PWM波來驅(qū)動(dòng)NUD4001，通過改變PWM波的占空比可以驅(qū)動(dòng)NUD4001實(shí)現(xiàn)對(duì)不同電流的恒定，即可改變LED的發(fā)光功率。通過算法計(jì)算目標(biāo)光源中三基色光源各自所占的比重，調(diào)節(jié)相應(yīng)的PWM波的占空比，即可得到目標(biāo)光源。本發(fā)明基于以下LED混光算法原理：將光譜配比簡(jiǎn)化為光色配比，使目標(biāo)光色滿足CIE1931xy色度圖上的特定點(diǎn)，常見的混色方法有二色、三色和四色法，也有研究者使用改進(jìn)的人工魚群算法搜索最優(yōu)解。根據(jù)目標(biāo)光譜、光通量等設(shè)計(jì)目標(biāo)建立線性約束條件，將光源總功率作為目標(biāo)函數(shù)，在可行區(qū)域內(nèi)求最優(yōu)解，即目標(biāo)光譜LED光源的最優(yōu)配比，從而得到符合預(yù)期光譜功率分布的LED配比方案。若目標(biāo)光譜的功率分布如下：波段(nm)380-520520-570570-610610-720720-740比例50％5％10％30％5％算例選取11種不同的LED燈，該11種LED的光譜分布基本涵蓋了可見光的所有波段，可以保證在一定的約束條件下有可求解。目標(biāo)光譜功率分布與LED燈光譜分布可視為本算例的已知條件據(jù)此需求求解的決策變量是組成目標(biāo)光譜的各LED通道的權(quán)重。具體算法如下：首先，11種LED中，第i個(gè)LED的功率記為Pi,與之對(duì)應(yīng)的各LED的權(quán)重記為Wi，其中i＝[1，11]，則目標(biāo)光源的總功率Ptotal可由下式(1)求得其中Pi(λ)為第i個(gè)LED的光譜功率函數(shù)，可視為已知數(shù)據(jù)。與公式(1)類似地，各波段的功率可計(jì)算如下式(2)、(3)、(4)、(5)、(6)。11種LED燈的光通量為已知，記第i個(gè)LED的光通量記為Fi，則目標(biāo)LED光源的總通光量Ftotal計(jì)算如下式(7)所示。由上述公式，可建立線性規(guī)劃問題，其中目標(biāo)函數(shù)是使目標(biāo)光源的總功率最小，約束條件式目標(biāo)光譜功率分布比例波動(dòng)控制在±0.5％，且目標(biāo)光源的總通光量大于1000lm。該線性規(guī)劃問題可表述如下。minPtotal(8)將公式(1)-(7)代入目標(biāo)函數(shù)與約束條件中，整理公式標(biāo)準(zhǔn)型后，如下所示。將已知數(shù)值代入后，得最優(yōu)解如表所示。由表格可知，欲實(shí)現(xiàn)目標(biāo)光譜，需要4種LED燈組成目標(biāo)光源，并通過PWM波調(diào)光配比使其滿足目標(biāo)光譜的功率公布需求。在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)需求對(duì)上述量值進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)前第1頁1 2 3