(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210598011.9 (22)申请日 2022.05.30 (71)申请人 上海交通大 学 地址 200240 上海市闵行区东川路80 0号 (72)发明人 李彦明　黄飞　刘汉文　贡亮　 刘成良　 (74)专利代理 机构 上海交达专利事务所 31201 专利代理师 王毓理　王锡麟 (51)Int.Cl. H04L 67/125(2022.01) H04N 7/18(2006.01) G16Y 40/10(2020.01) G16Y 40/30(2020.01) A01G 9/28(2018.01) (54)发明名称 用于立体栽培的日光人工导引云控制系统 (57)摘要 一种用于立体栽培的日光人工导引云控制 系统， 包括： 自动追光系统、 数据采集模块、 视频 监控模块、 苗床移动控制系统和云控系统， 其中： 自动追光系统收集并传递阳光至室内， 数据采集 模块采集室外光照强度数据并上传到云控系统， 视频监控模块采集室内栽培工况图像并上传到 云控系统， 云控系统分析上传数据中的光照强度 信息和植物生长的图像信息并与植物生长模型 进行对比后控制苗床移动控制系统调整苗床位 置和植物接受光照时间， 使 得植物得到最优周期 性光照， 最大利用光照促进植物生长。 本发明能 够有效利用自然光促进植物生长， 通过云端智能 控制提高光能利用效率， 减 小植物工厂的能耗。 权利要求书2页 说明书3页 附图1页 CN 114844933 A 2022.08.02 CN 114844933 A 1.一种用于立体栽培的日光人工导引云控制系统， 其特征在于， 包括： 自动追光系统、 数据采集模块、 视频监控模块、 苗床移动控制系统和云控系统， 其中： 自动追光系统收集并 传递阳光至室内， 数据采集模块采集室外光照 强度数据并上传到云控系统， 视频监控模块 采集室内栽培工况图像并上传到云控系统， 云控系统分析上传数据中的光照强度信息和植 物生长的图像信息并与植物生长模型进行对比后控制苗床移动控制系统调整苗床位置和 植物接受光照时间， 使得植物得到最优周期性 光照， 最大利用光照促进植物生长 。 2.根据权利要求1所述的用于立体栽培的日光人工导引云控制系统， 其特征是， 所述的 数据采集模块包括： 三个分别采集水平地面光照强度数据、 追光设备直射光照 强度数据和 输出散光器光照 强度数据的光照传感器和数据通信模块， 其中： 数据通信模块将采集数据 输出至云控系统。 3.根据权利要求1所述的用于立体栽培的日光人工导引云控制系统， 其特征是， 所述的 云控系统包括： 云端管理模块和云控通信模块， 其中： 用户通过云端管理模块进行实时监 测， 系统分析上传数据中的光照强度信息和植物生长的图像信息， 与植物生长模型进行对 比后分别控制自动追光系统调整姿态、 控制苗床移动控制系统调整苗床位姿， 云控通信模 块与自动追光系统和苗床移动控制系统进行 数据和命令传输 。 4.根据权利要求1所述的用于立体栽培的日光人工导引云控制系统， 其特征是， 所述的 自动追光系统包括： 集光器、 集成模块化光纤导光管、 安全终端散光器及姿态控制系统， 其 中： 位于室外的集光器设置于姿态控制系统上， 收集阳光并通过集成模块化光纤导光管传 递至位于室内的安全终端散光器， 将阳光导入室内， 姿态控制系统由一个绕轴旋转的水平 旋转平台、 一个绕y轴的旋转云台和控制器组成， 控制器接收云控系统的指 令控制集光器绕 坐标z轴和坐标y轴旋转， 从而调整集光器的朝向和倾角， 使得在不同的时间段都能获得最 大的光照强度。 5.根据权利要求4所述的用于立体栽培的日光人工导引云控制系统， 其特征是， 所述的 集光器上进一 步设有透 镜阵列。 6.根据权利要求1所述的用于立体栽培的日光人工导引云控制系统， 其特征是， 所述的 苗床移动控制系统包括： 苗床、 接受无线控制指令沿着轨道运行 的双向小车及配套的多个 轨道， 其中： 苗床放置在植物工厂的立体多层库中， 双向小 车接受云控系统的指 令通过轨道 将苗床移动至对应位置以接受太阳光 光照， 最大限度利用太阳光 光照促进植物生长 。 7.根据权利要求1所述的用于立体栽培的日光人工导引云控制系统， 其特征是， 所述的 数据采集模块包括： 三个吸顶式光照度变送器和LTE669型4G模块， 其中： 三个光照度变送器 分别布置在追光设备所在的地面、 集光器所在平面和散光器下的轨道平面， 分别采集水平 地面光照 强度数据、 追光设备直射光照强度数据和输出散光器光照 强度数据， 采集数据经 由485总线传输给LTE669型4G模块， LTE669型4G模块可以通过TP/TCP协议与云控系统间实 现数据通信， 将光照强度数据上传到云控系统。 8.根据权利要求1所述的用于立体栽培的日光人工导引云控制系统， 其特征是， 所述的 视频监控模块为互联网摄像装置， 该互联网摄像装置将植物生长和接受光照实时信息上传 到云控系统， 实现云监控功能。 9.一种基于权利要求1～8中任一权利要求所述的用于立体栽培的日光人工导引云控 制系统的控制方法， 包括：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114844933 A 21)数据采集模块采集室外光照强度数据并上传到云控系统， 云控系统分析数据后发出 指令控制姿态控制系统调整集 光器姿态从而获得最大光照强度； 2)云控系统控制苗床移动控制系统周期性地运输苗床到散光器下接受一段时间的光 照， 视频监控 模块采集室内栽培 工况图像并上传到云控系统； 3)云控系统分析上传数据中的光照强度信 息和植物生长图像信 息， 然后与植物生长模 型进行对比后控制苗床移动控制系统调整苗床位置和植物接受光照的时间， 使得植物得到 最优周期性 光照。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114844933 A 3