[发明专利]仿自然光照养殖装置、系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及水产养殖领域，具体而言，涉及一种仿自然光照养殖装置、系统及方法。

背景技术

自然界中，太阳的光照度随地理纬度、季节和天气状况的不同而变化。温室内的光照度除与上述因素有关外，还与温室结构、管理措施及材料的透光性能等密切相关。由于温室覆盖材料、灰尘以及结构遮光等因素的影响，温室内的光照质量也要比露地差很多，一般仅为露地的30％～70％，尤其是在冬季和早春季节，太阳高度角低，日照时间短，温室内光照度往往不能满足养殖作物生长的需求。光照不足严重抑制温室的养殖物发育，并使个体生长迟缓及病害更严重导致大幅减产及品质下降。养殖物主要依赖激素和药物来抵御由于光照不足引起的种种问题，导致化学品的过量使用和残留危害人类健康。

光照是引起鱼类代谢系统的指导因子。光照通过鱼视觉器官、脑中枢神经系统，影响内分脑垂体活动，进而影响鱼的行为与代谢生长系统。光作为能量进入水域生态系统，不仅为生命鱼类带来必须的水生动植物能量，而且可以独立的对鱼类的摄食、生殖、内分泌起着直接或间接地重要的影响。鱼类生理学家已经研究清楚光照明显抑制鱼类松果体合成与分泌褪黑激素。对鱼类下丘脑-脑垂体-性腺轴具有一定调节作用，鱼类褪黑激素参与生殖、发育和生长方面的调节。在布置养殖车间光环境的基本原则是：硬骨鱼类与贝类需要的光照强度有相当大差别，深水鱼的光强应弱一些，但河口浑浊水例外；海水与淡水鱼有相当大的差别，他们喜好的光色有差别；全部光照与全部黑暗对鱼生长发育都不利；亲鱼产卵孵化、幼鱼、成鱼对光环境的需求有差别。

国外的水产发达国家，如挪威、日本等对光照影响鱼类生理机能的影响的研究从上世纪90年代日渐增多，并逐步应用于实践。我国的研究刚刚处在起步阶段，光照对鱼生长与生殖的影响研究比较少，对在水产养殖车间光源的使用更是简单粗放，绝大多数养殖工厂使用的是荧光灯。这种光源一是不能调光，不能满足个体鱼类在不同生长时期光环境需求等问题；二是荧光灯的不当废弃会严重污染水源，容易造成二次危害。

当前的水产养殖状况下，粗放的光环境是导致商品鱼孵化率低、营养生长率低、饵料系数高的重要原因之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种仿自然光照养殖装置、系统及方法，旨在改善水产养殖的光环境。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种仿自然光照养殖装置，其包括多光谱LED光源和灯光控制器，所述多光谱LED光源和所述灯光控制器连接，所述多光谱LED光源包括多个发光波段不同的LED单元，所述灯光控制器用于对所述多光谱LED光源中的多个LED单元进行相互独立的控制，其中，所述灯光控制器用于调节所述LED单元的光强和光周期。

在本发明较佳的实施例中，所述多光谱LED光源至少包括红、绿、蓝三种颜色的LED单元。

在本发明较佳的实施例中，所述多光谱LED光源至少包括紫外光LED单元。

在本发明较佳的实施例中，所述多光谱LED光源至少包括发光波段为225～280nm的紫外光LED单元。

在本发明较佳的实施例中，所述多光谱LED光源设置有遥控电源，所述灯光控制器和所述多光谱LED光源的遥控电源连接，所述灯光控制器通过遥控的方式控制所述多光谱LED光源。

在本发明较佳的实施例中，所述灯光控制器通过无线遥控的方式控制所述多光谱LED光源。

在本发明较佳的实施例中，所述灯光控制器采用PWM单片机调节所述多光谱LED光源中的多个LED单元，以使所述LED单元渐亮或渐灭。

第二方面，本发明实施例提供了一种仿自然光照养殖系统，其包括如上所述的仿自然光照养殖装置和仿真模块，所述仿真模块和所述仿自然光照养殖装置中的灯光控制器连接，所述仿真模块用于建模仿真预期的光照环境并生成调光数据，以及将所述调光数据输出至所述灯光控制器，以控制多光谱LED光源根据所述调光数据达到预期的光照效果。

在本发明较佳的实施例中，所述仿自然光照养殖系统还包括环境光采集模块，所述环境光采集模块和所述仿真模块连接，所述环境光采集模块用于采集当前时刻的环境光数据，并将所述环境光数据发送给所述仿真模块，以建模仿真当前时刻的自然光照环境，所述仿真模块用于根据建模仿真得到的当前时刻的自然光照环境生成实时的调光数据并输出至所述灯光控制器，以控制多光谱LED光源根据所述实时的调光数据模拟当前时刻的自然光照环境。