一种基于LED柔性薄膜光照的金线莲培育装置及其制作方法

本发明涉及金线莲培育，尤其涉及一种基于led柔性薄膜光照的金线莲培育装置及其制作方法。

背景技术：

1、光环境是金线莲中草药叶类植物生长发育中必不可缺少的重要环境因素之一，通过光质组成、光强度、合光子通量密度和光周期影响金线莲中草药叶类植物的生长光合作用从而来调节其生长发育。因此在不同的光源、不同的种植装置及不同的种植环境中，金线莲中草药叶类植物的生长状况会有很大的不同。光照对金线莲中草药叶类植物的影响有四种形式：光质、光周期、光强度和光量，金线莲中草药叶类植物的生长和产量主要受其生长周期内接受的光量，金线莲中草药叶类植物的形态主要与光质有关。

2、目前在室内无土栽培、垂直农业等领域，led光照种植技术已经得到广泛应用。但在金线莲的种植上，这种技术的应用仍处于起步阶段，存在一些技术现状和不足之处：

3、（1）光合作用效率有待提高，led光源虽然能够提供植物所需的光质和光量，但如何提高光合作用效率，进一步提高金线莲的产量和品质，还有待进一步研究。具体地，传统植物补光装置往往是采用在植物上方设置led灯等补光光源来对植物进行直下式补光，即是其光线自植物的上方朝下直射向位于光源下方的植物，由于在此方向上植物的繁多的叶片之间会相互交错重叠，特别是金线莲中草药叶类植物的冠层部分叶片以及枝条会受到遮挡，可以简单地理解为，冠层光合能力不仅受单叶片光合能力的影响，还受冠层光截获能力以及冠层光分布等因素的影响。上述传统植物补光装置的自上而下出光补光模式下植物补光均匀性、视场角和光合作用补光效果不佳，植物冠层叶面并不能充分地接收补光辐射能量。

4、（2）光照周期控制不够精准，金线莲的生长发育需要严格的光照周期控制，目前led光照技术在光照周期控制方面还存在一定的不足。

5、（3）成本较高，led光源的成本相较于传统光源较高，导致led光照种植金线莲的投资成本相对较高。

6、因此，寻找一种能够解决上述技术问题的技术方案成为本领域技术人员所研究的重要课题。

技术实现思路

1、本发明实施例公开了一种基于led柔性薄膜光照的金线莲培育装置及其制作方法以解决上述技术问题。

2、本发明实施例提供了一种基于led柔性薄膜光照的金线莲培育装置，包括装置底座、支撑框架、植物种植盒、led柔性薄膜、智能控制及驱动系统；

3、所述支撑框架固定于所述装置底座上，所述植物种植盒设置于所述装置底座上且位于所述支撑框架的内部，所述led柔性薄膜覆盖于所述支撑框架上，所述智能控制及驱动系统安装于所述装置底座且与所述led柔性薄膜电连接。

4、可选地，所述led柔性薄膜包括基板薄膜、封装薄膜、纳米导线、蓝色灯珠或芯片、正白色灯珠或芯片、暖白灯珠或芯片、绿色灯珠或芯片、红色灯珠或芯片、近红外色灯珠或芯片；

5、所述蓝色灯珠或芯片、所述正白色灯珠或芯片、所述暖白灯珠或芯片、所述绿色灯珠或芯片、所述红色灯珠或芯片、所述近红外色灯珠或芯片均设置于所述基板薄膜上且通过所述纳米导线串联或并联，所述封装薄膜覆盖于所述蓝色灯珠或芯片、所述正白色灯珠或芯片、所述暖白灯珠或芯片、所述绿色灯珠或芯片、所述红色灯珠或芯片、所述近红外色灯珠或芯片上且与所述基板薄膜固定连接。

6、可选地，所述正白色灯珠或芯片所发出的正白光色温范围为5000-6500k；

7、所述暖白灯珠或芯片所发出的暖白光色温范围为2700-3500k；

8、所述蓝色灯珠或芯片所发出的蓝光的波长范围为420-480nm；

9、所述绿色灯珠或芯片所发出的绿光的波长范围为530-570nm；

10、所述红色灯珠或芯片所发出的红光的波长范围为630-680nm；

11、所述近红外色灯珠或芯片所发出的近红外光的波长范围为720-980nm。

12、可选地，所述led柔性薄膜的光谱比例根据所述金线莲的生长周期变化而调整，其中，所述金线莲的生长周期包括幼苗期、花芽分化期、开花期以及成熟期。

13、可选地，所述智能控制及驱动系统包括led驱动模块、可编程的mcu控制模块以及设置于所述底座上的电源插口；

14、所述电源插口与所述mcu控制模块电连接，所述mcu控制模块与所述led驱动模块电连接，所述led驱动模块与所述led柔性薄膜电连接；

15、所述led驱动模块用于根据pwm调光技术，对所述led柔性薄膜的发光功率进行比例调整；

16、所述mcu控制模块用于通过采样以调整所述led柔性薄膜的驱动电流，从而对所述led柔性薄膜的发光功率进行恒定；

17、所述电源插口用于与外界电源进行电连接以为所述led柔性薄膜提供电源。

18、可选地，所述植物种植盒包括种植盒底座以及植株载板；

19、所述植株载板设置于所述种植盒底座上，所述植株载板开设有植物种植孔；

20、所述种植盒底座装入有泥炭、蛭石、珍珠岩、岩棉中的一种，从而对金线莲进行固体基质无土培育，或者种植盒底座内注入有添加营养液的水分，从而对金线莲进行无土水培育。

21、可选地，所述支撑框架的顶部开设有透气过滤孔，所述透气过滤孔内设置有过滤薄膜层。

22、可选地，所述支撑框架为圆柱体结构框架或方体结构框架。

23、本发明实施例提供了一种基于led柔性薄膜光照的金线莲培育装置的制作方法，包括以下步骤：

24、s1、按照预设形状将支撑骨架组装形成支撑框体，并将支撑框体组装到装置底座上；

25、s2、制作led柔性薄膜，根据所述支撑框体的形状将所述led柔性薄膜进行切割和加工，并将完成切割和加工的led柔性薄膜覆盖于所述支撑框体上；

26、s3、将智能控制及驱动系统放置于装置底座内，并且将所述led柔性薄膜与所述能控制及驱动系统电连接；

27、s4、制作植物种植盒，将金线莲种植于所述植物种植盒内，并将植物种植盒放置到装置底座内；

28、s5、将所述智能控制及驱动系统接通电源，并通过所述智能控制及驱动系统调节所述led柔性薄膜的光照参数，从而进行金线莲种植培育。

29、可选地，所述步骤s2具体包括：

30、s201、基板薄膜的制备：选取聚酰亚胺（pi）薄膜材料用作基板薄膜的材料，清洗基板薄膜表面的尘埃和水汽，并采用纳米级分子锐化技术，对基板薄膜的表面进行平整处理；

31、s202、光刻和粘贴：使用光刻机进行光阻处理，将led电子排布布线图形制印于基板薄膜上，并在基板薄膜表面粘贴纳米导线并进行紫外光固化；

32、s203、led贴装：选取csp倒装led芯片或micro led灯珠，依据步骤s22中的led电子排布布线图，将蓝色、正白色、暖白色、绿色、红色、近红外色这六种颜色的csp倒装芯片或micro led灯珠对应贴装到基板薄膜上；

33、s204、散热处理：利用散热片或散热胶与六种颜色的csp倒装led芯片或micro led灯珠的金属部分相贴合；

34、s205、胶粘和覆膜：采用胶粘和覆膜技术，通过粘合和固化材料将csp倒装芯片或micro led灯珠固定在柔性薄膜上，同时对csp倒装芯片或micro led灯珠进行透明保护；

35、s206、连接和布线：根据所需的电气配置将csp倒装芯片或micro led灯珠进行串联或并联，从而形成发光层；

36、s207、光照柔性薄膜封装：选取高透明度、低双折射、低吸水率、高刚性、高耐热性、良好的水汽气密性的环状烯烃聚合物（cop）薄膜材料作为封装薄膜，使用粘合剂将贴装好csp倒装芯片或micro led灯珠的基板薄膜与封装薄膜粘合到一起；

37、s208、测试和检验：在led柔性薄膜制作过程中需要进行多项测试和检验，涉及电气性能和光学性能的测试，具体包括对led柔性薄膜的光照亮度、光照颜色、光质、电气连接稳定性、光照均匀性进行测试；

38、s209、保护膜贴膜：在发光层表面覆盖保护层；

39、s210、切割和加工： 根据具体应用需求，将大面积的led柔性薄膜切割和加工成所需的尺寸和形状，并将完成切割和加工的led柔性薄膜覆盖于所述支撑框体上。

40、从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

41、本实施例的金线莲培育装置中，金线莲种植在植物种植盒内，led柔性薄膜由于具有柔性且易加工的特点，其可以适应覆盖于不同形状的支撑框架上，从而实现led柔性薄膜可对金线莲进行360度全方位均匀光照补光，有效提升金线莲的光合作用效率，并且通过智能控制及驱动系统与led柔性薄膜进行电连接，使led柔性薄膜可实现led单质光的光质、光周期、光强度和光合光子通量密度的智能控制，从而促进金线莲生长，并有效提高金线莲的产量。