本技术属于昆虫养殖技术领域，设计黑水虻的养殖，具体涉及一种用于提升黑水虻产卵率的智能补光系统，包括一采用透明材质制出的立方体养殖箱，该立方体养殖箱内均匀分隔为多个正立方体的培养空间，所述立方体养殖箱内安装有多个光照传感器和光源，每个光照传感器和光源的控制端均与一主控芯片相连接，该主控芯片通过一人工交互界面进行显示和控制。
技术要求
1.一种用于提升黑水虻产卵率的智能补光系统，其特征在于：包括一采用透明材质制出的
立方体养殖箱，该立方体养殖箱内均匀分隔为多个正立方体的培养空间，所述立方体养殖箱内安装有多个光照传感器和光源，每个光照传感器和光源的控制端均与一主控芯片相连接，该主控芯片通过一人工交互界面进行显示和控制。
2.根据权利要求1所述的一种用于提升黑水虻产卵率的智能补光系统，其特征在于：，所
述主控芯片采用Arduino 2560主控板；光源采用LED灯带；光照传感器采用GY-302，其芯片采用自带I2C通信电路的BH1750FVI；人工交互界面采用LabVIEW人工交互界
面，Arduino通过USB数据口连接到电脑，用visa串口通信，能够实现实时通信，显示光照时间和光照强度。
3.根据权利要求2所述的一种用于提升黑水虻产卵率的智能补光系统，其特征在于：所述Arduino 2560通过继电器控制LED灯带，该Arduino 2560和LabVIEW人工交互界面实现双向
数据交互；Arduino 2560主控芯片具有54路数字输入/输出口，其中数字口5用作控制LED光源的继电器数据口，数字口20、21用作光照传感器的I2C接口输入。
4.根据权利要求1所述的一种用于提升黑水虻产卵率的智能补光系统，其特征在于：所述
光源优选采用LED灯带，每个培养空间内最佳的光照强度在750lx-1500lx为宜。
5.根据权利要求4所述的一种用于提升黑水虻产卵率的智能补光系统，其特征在于：所述
立方体养殖箱采用40cm×40cm×40cm的正六面体，划分为64个10cm×10cm×10cm的培养空间。
6.根据权利要求5所述的一种用于提升黑水虻产卵率的智能补光系统，其特征在于：设置
底面的任一顶点为原点，以该原点延伸的三条边分别设置为X轴、Y轴、Z轴，建立
X，Y，Z坐标系，底面为XOY平面；在10，10，5；10，30，15；30，10，25；30，30，35坐标位置分别安装一光照强度传感器。
7.根据权利要求5所述的一种用于提升黑水虻产卵率的智能补光系统，其特征在于：在所
述立方体培养箱的顶面和底面内分别安装有4条LED灯带，每条LED灯带均向立方体培养箱内部照射；所述顶面内的4条LED灯带收尾顺次连接形成一正方形灯组，该正方形灯组与构成顶面的四棱所构成的正方形为同心正方形，位于该同心正方形中部的顶面内安装有LED矩阵；位于底面内的所述正方形灯组的正投影位置安装有另一正方形灯组。
8.根据权利要求7所述的一种用于提升黑水虻产卵率的智能补光系统，其特征在于：每个
所述的正方形灯组内的LED灯带均距顶面或底面的边4-6cm。
技术说明书
一种用于提升黑水虻产卵率的智能补光系统技术领域
本技术属于昆虫养殖技术领域，设计黑水虻的养殖，具体涉及一种用于提升黑水虻产卵率的智能补光系统。
背景技术
黑水虻，是一种多分布在中国南方地区的水虻科昆虫，其幼虫能够取食消化动物粪便和餐厨垃圾，并且黑水虻能够迅速繁殖，可喂养的食物繁多，同时饲养成本不高，因此，许多国家对其进行产业化利用。
2017年加拿大学者Leslie A.Holmes研究发现在27℃和70％相对湿度的环境下，不同的光照
时间影响幼虫死亡率这将影响成虫黑水虻种群的数量以及成虫交配产卵率。三种光源如发光二极管，荧光灯和卤素灯对于产卵率没有差异，但雄性黑水虻和雌性黑水虻的半衰期确实存在差异。2015年日本Satoshi Nakamura等研究表明，可以在小规模养殖箱进行人工补光饲养。刘宏宇研究发现光照时间和光照强度对黑水虻生活习性有显著的影响。光照不足不仅会导致黑水虻种群数量减少，而且也会成为因数量不足而无法产业化的关键问题。研究在各种恶劣环境下养殖黑水虻的最佳方法，有须要设计使用智能补光系统刺激其交配、产卵以满足饲养黑水虻产业化的需要。
综上可知，光照度和温湿度等环境因素都对黑水虻的生活习性有较大的影响。据研究表明，黑水虻最佳的生长温度是27℃，其成虫具有明显的趋光性，特别是喜好黄绿光，因此成虫在交配产卵的时候需要充足的光照。
在实际的饲养过程中，当遇到南方的梅雨季节降或北方春冬雾霾阴天时，光照严重不足，这将极大程度制约了黑水虻的发育繁殖，不能适应于畜禽粪便大规模处理的需要。因此，应研发一种相应的人工补光装置用以克服上述饲养过程中的不足。
目前，我国的人工补光系统多用于植物日光温室和动物养殖方面，少用于昆虫的养殖方面。在应用过程中，目前较为常用的补光方式有三种，包括经验式补光，定时补光以及智能调节补光。其中经验式补光依赖操作人员的实际经验不能够精准检测到动植物所需要的光照条件，容易出现补光不足或过量的情况，因此，后两种补光方式将会成为未来的发展趋势。技术内容
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种精确度高，可有效识别光照强度，并对光源颜色、光照持续时间和光照强度进行有效补偿的一种用于提升黑水虻产卵率的智能补光系统。
本技术采取的技术方案是：
一种用于提升黑水虻产卵率的智能补光系统，其特征在于：包括一采用透明材质制出的立方体养殖箱，该立方体养殖箱内均匀分隔为多个正立方体的培养空间，所述立方体养殖箱内安装有多个光照传感器和光源，每个光照传感器和光源的控制端均与一主控芯片相连接，该主控芯片通过一人工交互界面进行显示和控制。
进一步的，所述主控芯片采用Arduino 2560主控板；光源采用LED灯带；光照传感器采用
GY-302，其芯片采用自带I2C通信电路的BH1750FVI；人工交互界面采用LabVIEW人工交
互界面，Arduino通过USB数据口连接到电脑，用visa串口通信，能够实现实时通信，显示光照时间和光照强度。
进一步的，所述Arduino 2560通过继电器控制LED灯带，该Arduino 2560和LabVIEW人工交互界面实现双向数据交互；Arduino 2560主控芯片具有54路数字输入/输出口，其中数字口
5用作控制LED光源的继电器数据口，数字口20、21用作光照传感器的I2C接口输入。
进一步的，所述光源优选采用LED灯带，每个培养空间内最佳的光照强度在750lx-1500lx为宜。
进一步的，所述立方体养殖箱采用40cm×40cm×40cm的正六面体，划分为64个
10cm×10cm×10cm的培养空间。
进一步的，设置底面的任一顶点为原点，以该原点延伸的三条边分别设置为X轴、Y轴、
Z轴，建立X，Y，Z坐标系，底面为XOY平面；在10，10，5；10，30，15；30，10，25；30，30，35坐标位置分别安装一光照强度传感器。
进一步的，：在所述立方体培养箱的顶面和底面内分别安装有4条LED灯带，每条LED灯带均向立方体培养箱内部照射；所述顶面内的4条LED灯带收尾顺次连接形成一正方形灯组，该正方形灯组与构成顶面的四棱所构成的正方形为同心正方形，位于该同心正方形中部的顶面内安装有LED矩阵；位于底面内的所述正方形灯组的正投影位置安装有另一正方形灯组。
进一步的，每个所述的正方形灯组内的LED灯带均距顶面或底面的边4-6cm。本技术的优点和积极效果是：
1、本技术中，透明材质透光性良好，立方体结构具有对称性，便于控制光源至各个培养
空间的距离，进而控制相应的光照强度。在立方体养殖箱内布设光源用于对培养空间的光照强度进行补偿，光照传感器则用于检测个培养空间内的光照强度，光照传感器检测的光照强度反馈至主控芯片，主控芯片对于相应的数值进行储存，处理，并输出相应控制命令至光源，从而实现对光照强度的调整，人工交互界面兼具控制面板和显示器的作用，即可便于操作人员人工介入，也可实时显示相应光照强度，光照时间等信息。
2、本技术中，环境温度也会对黑水虻的产卵造成影响，因此，优选采用LED灯带作为光
源，LED灯带采用固态发光原理，相较于白炽灯，卤素灯等传统光源，其对于环境温度的影响具有明显的优势；同理，根据目前的研究表明，黑水虻最优的养殖温度为27℃左右，因此假设养殖环境温度维持在27摄氏度，温度对LED的波长没有产生影响，系统检测到光信号可通过换算公式可实现光照强度与光量子通量密度之间的转换，进而得知在光照强度为750lx-1500lx区间内，最利于黑水虻的养殖。
3、本技术中，基于上述设计，构件了一个优选的具体实施例，以40cm×40cm×40cm的立
方体养殖箱为基准，说明光源和光照传感器的布设位置，以达到相应的设计要求。
4、本技术中，经试验和计算设计出采用顶面和底面分别安装灯带，并在顶面安装光矩阵
的结构，采用该实施方式可使立方体养殖箱87％以上的培养空间处于750lx-1500lx区间内，因此，明显有利于黑水虻的养殖。
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