本實(shí)用新型涉及一種水族照明系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
光照作為一種規(guī)律性生態(tài)因子，對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物的攝食、生長(zhǎng)、色澤、生殖、代謝等機(jī)能起著重要的作用。光照分為自然光和人工光。人們對(duì)自然光照明的利用絕大多數(shù)都停留在使用很少一部分太陽(yáng)光通過(guò)玻璃窗、采光板射入室內(nèi)，達(dá)到照明的作用，這種方式對(duì)太陽(yáng)光的利用率非常低。自然光采集照明裝置是將太陽(yáng)光在不進(jìn)行熱、電和機(jī)械等能量轉(zhuǎn)換的前提下，經(jīng)收集后由傳光纖傳輸至建筑物進(jìn)行照明，它保留了太陽(yáng)光的大部分自然特性。這項(xiàng)研究拓寬了傳統(tǒng)太陽(yáng)能利用研究領(lǐng)域，開(kāi)辟出日光照明新技術(shù)，采集太陽(yáng)光用于照明近年來(lái)成為許多國(guó)家研究重點(diǎn)，歐盟已將近十年太陽(yáng)能供暖研究和發(fā)展預(yù)算的85％轉(zhuǎn)向了自然光照明技術(shù)方面的研究。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)自然光照明技術(shù)迅速興起和快速發(fā)展。
由于自然光出現(xiàn)晝夜和季節(jié)變化，生產(chǎn)上常用人工補(bǔ)光來(lái)彌補(bǔ)設(shè)施漁業(yè)出現(xiàn)的光照不足，進(jìn)而調(diào)控水產(chǎn)動(dòng)物生長(zhǎng)、生殖和色澤的光環(huán)境，以期實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)動(dòng)物提高產(chǎn)值、增加色澤等目的。發(fā)光二極管(Light Emitting Diode,LED)是利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料,在半導(dǎo)體中通過(guò)載流子發(fā)生復(fù)合放出過(guò)剩的能量而引起光子發(fā)射,直接發(fā)出紅、黃、藍(lán)、綠、青、橙、紫色的光。作為21世紀(jì)綠色、節(jié)能的第四代照明光源,具有光質(zhì)純、光效高、體積小、光電轉(zhuǎn)換效率高、壽命長(zhǎng)、波長(zhǎng)固定、發(fā)熱低、冷卻負(fù)荷小等優(yōu)點(diǎn),便于集中所需波長(zhǎng)實(shí)施均衡近距離照射,因此可實(shí)現(xiàn)高效能、低熱負(fù)荷、緊湊空間的集約化生產(chǎn),是代替熒光燈、日光燈用于水產(chǎn)動(dòng)物設(shè)施養(yǎng)殖的新一代節(jié)能環(huán)保型光源。
當(dāng)前，自然光和LED光已在國(guó)內(nèi)的建筑物、公路隧道、設(shè)施栽培和畜禽等領(lǐng)域照明方面進(jìn)行了應(yīng)用與示范，而混合光對(duì)水族養(yǎng)殖對(duì)象生長(zhǎng)和色澤的影響研究尚未見(jiàn)報(bào)道。自然光與LED光組合的水族照明系統(tǒng)可以根據(jù)養(yǎng)殖對(duì)象生長(zhǎng)和色澤品質(zhì)所需的光譜成分、光強(qiáng)和光周期需求進(jìn)行調(diào)整，為水族養(yǎng)殖品種的生長(zhǎng)和品質(zhì)提供合理的光環(huán)境條件。在這樣的形勢(shì)下，為了降低混合光水族照明系統(tǒng)成本及盡可能提高生產(chǎn)效益，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外越來(lái)越多的學(xué)者開(kāi)展了自然光與LED光組合的應(yīng)用研究。
綜上所述，單獨(dú)使用自然光，或者LED光源，存在受季節(jié)和晝夜變化、效率偏低、成本較高等問(wèn)題。所以，針對(duì)現(xiàn)有照明技術(shù)存在的不足之處，需要在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)地改進(jìn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型所要解決的主要技術(shù)問(wèn)題是提供一種水族照明系統(tǒng)，克服單獨(dú)使用自然光或LED光存在的缺陷，提供一種基于光纖導(dǎo)入自然光與LED光組合的水族照明系統(tǒng)，可有效地提高水族養(yǎng)殖對(duì)象經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)與源頭減排的目的。
為了解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種基于光纖導(dǎo)入自然光與LED光組合的水族照明系統(tǒng)，包括：自然光采集裝置、傳光光纖和出光平面燈具；所述出光平面燈具包括LED光源漸變控制器和可調(diào)波長(zhǎng)范圍的LED光源；
所述傳光光纖的一端與自然光采集裝置連接，另一端置于所述出光平面燈具內(nèi)；所述自然光采集裝置將采集到的自然光經(jīng)由傳光光纖后發(fā)出與所述LED光源共同對(duì)水族魚(yú)缸提供照明；
所述LED光源漸變控制器包括紅外探測(cè)器、微處理器；所述微處理器連接一始終單元和串口通信接口單元；
所述微處理器內(nèi)設(shè)有存儲(chǔ)調(diào)控水族養(yǎng)殖對(duì)象生長(zhǎng)和色澤品質(zhì)參數(shù)的內(nèi)部存儲(chǔ)器E2PROM；所述紅外探測(cè)器檢測(cè)傳光光纖發(fā)出的自然光強(qiáng)度，如傳光光纖發(fā)出的自然光強(qiáng)度升高或降低，則微處理通過(guò)PWM信號(hào)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電流的占空比，使得LED光源的出光強(qiáng)度降低或升高。
在一較佳實(shí)施例中：所述出光平面燈具安裝在水族魚(yú)缸正上方距離水面20-35cm處。
在一較佳實(shí)施例中：所述微處理器采用AVR系列的MEGA16作為主控芯片，通過(guò)I/O口線(xiàn)驅(qū)動(dòng)MOS管調(diào)節(jié)輸出PWM信號(hào)的占空比。
在一較佳實(shí)施例中：微處理器通過(guò)控制實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC的方式調(diào)節(jié)輸出PWM信號(hào)的占空比。
在一較佳實(shí)施例中：所述PWM信號(hào)的占空比采用分級(jí)方式，分為0-100級(jí)；所述LED光源打開(kāi)時(shí)，所述PWM信號(hào)的占空比按設(shè)定的漸變間隔以一定的漸變頻率進(jìn)行遞增，在3-5分鐘內(nèi)占空比由0增加至80；關(guān)閉LED光源時(shí)，PWM信號(hào)的占空比按設(shè)定的漸變間隔以一定的漸變頻率進(jìn)行遞減，在3-5內(nèi)分鐘從80依次減少至0。
在一較佳實(shí)施例中：所述紅外探測(cè)器檢測(cè)傳光光纖發(fā)出的自然光強(qiáng)度減弱時(shí)，微處理器控制PWM信號(hào)的占空比由80增加至100；所述紅外探測(cè)器檢測(cè)傳光光纖發(fā)出的自然光強(qiáng)度增加時(shí)，微處理器控制PWM信號(hào)的占空比由100減小至80。
在一較佳實(shí)施例中：所述時(shí)鐘單元包括DS1302芯片，其X1與X2引腳之間串聯(lián)有陶瓷濾波器。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的技術(shù)方案具備以下有益效果：
本實(shí)用新型提供的一種基于光纖導(dǎo)入自然光與LED光組合的水族照明系統(tǒng)，通過(guò)自然光和LED光源同時(shí)對(duì)水族魚(yú)缸提供光照，并且在自然光照強(qiáng)度減弱或增強(qiáng)時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)LED光源的驅(qū)動(dòng)電流占空比，從而使得水族魚(yú)缸的光照強(qiáng)度能夠保持相對(duì)穩(wěn)定。因此，從節(jié)能效果、綠色環(huán)保、防護(hù)等級(jí)、發(fā)光效率、光的利用率以及光譜成分、光強(qiáng)和光周期的可調(diào)控性上，本實(shí)用新型都比單獨(dú)使用自然光或LED光具有更好的性能特點(diǎn)，并能有效地提高水族養(yǎng)殖對(duì)象的經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)與源頭減排的目的。
附圖說(shuō)明
圖1為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的控制模塊圖。
具體實(shí)施方式
下文結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
參考圖1，一種基于光纖導(dǎo)入自然光與LED光組合的水族照明系統(tǒng)，包括：自然光采集裝置、傳光光纖和出光平面燈具；所述出光平面燈具包括LED光源漸變控制器和可調(diào)波長(zhǎng)范圍的LED光源；所述出光平面燈具安裝在水族魚(yú)缸正上方距離水面20-35cm處。
所述傳光光纖的一端與自然光采集裝置連接，另一端置于所述出光平面燈具內(nèi)；所述自然光采集裝置將采集到的自然光經(jīng)由傳光光纖后發(fā)出與所述LED光源共同對(duì)水族魚(yú)缸提供照明；
所述LED光源漸變控制器包括紅外探測(cè)器、微處理器；所述微處理器連接一始終單元和串口通信接口單元；本實(shí)施例中，所述微處理器采用AVR系列的MEGA16作為主控芯片，通過(guò)I/O口線(xiàn)驅(qū)動(dòng)MOS管調(diào)節(jié)輸出PWM信號(hào)的占空比。同樣的，微處理器也可以采用MCU通過(guò)控制實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC的方式調(diào)節(jié)輸出PWM信號(hào)的占空比。所述時(shí)鐘單元包括DS1302芯片，其X1與X2引腳之間串聯(lián)有陶瓷濾波器。
所述微處理器內(nèi)設(shè)有存儲(chǔ)調(diào)控水族養(yǎng)殖對(duì)象生長(zhǎng)和色澤品質(zhì)參數(shù)的內(nèi)部存儲(chǔ)器E2PROM；所述紅外探測(cè)器檢測(cè)傳光光纖發(fā)出的自然光強(qiáng)度，如傳光光纖發(fā)出的自然光強(qiáng)度升高或降低，則微處理通過(guò)PWM信號(hào)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電流的占空比，使得LED光源的出光強(qiáng)度降低或升高。
微處理器的具體控制流程如下：所述PWM信號(hào)的占空比采用分級(jí)方式，分為0-100級(jí)；所述LED光源打開(kāi)時(shí)，所述PWM信號(hào)的占空比按設(shè)定的漸變間隔以一定的漸變頻率進(jìn)行遞增，在3-5分鐘內(nèi)占空比由0增加至80；關(guān)閉LED光源時(shí)，PWM信號(hào)的占空比按設(shè)定的漸變間隔以一定的漸變頻率進(jìn)行遞減，在3-5內(nèi)分鐘從80依次減少至0。
所述紅外探測(cè)器檢測(cè)傳光光纖發(fā)出的自然光強(qiáng)度減弱時(shí)，微處理器控制PWM信號(hào)的占空比由80增加至100；所述紅外探測(cè)器檢測(cè)傳光光纖發(fā)出的自然光強(qiáng)度增加時(shí)，微處理器控制PWM信號(hào)的占空比由100減小至80。
上述的一種基于光纖導(dǎo)入自然光與LED光組合的水族照明系統(tǒng)，通過(guò)自然光和LED光源同時(shí)對(duì)水族魚(yú)缸提供光照，并且在自然光照強(qiáng)度減弱或增強(qiáng)時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)LED光源的驅(qū)動(dòng)電流占空比，從而使得水族魚(yú)缸的光照強(qiáng)度能夠保持相對(duì)穩(wěn)定。因此，從節(jié)能效果、綠色環(huán)保、防護(hù)等級(jí)、發(fā)光效率、光的利用率以及光譜成分、光強(qiáng)和光周期的可調(diào)控性上，本實(shí)用新型都比單獨(dú)使用自然光或LED光具有更好的性能特點(diǎn)，并能有效地提高水族養(yǎng)殖對(duì)象的經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)與源頭減排的目的。
本實(shí)用新型并不局限于前述的具體實(shí)施方式。上述實(shí)施例并不應(yīng)視為限制本實(shí)用新型的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀并理解了前述詳細(xì)說(shuō)明的同時(shí)，可以進(jìn)行修改和變化。具體的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書(shū)為準(zhǔn)。