植物生長(zhǎng)智能綜合光照系統(tǒng)

1、植物生長(zhǎng)智能綜合光照系統(tǒng)背影技術(shù)：目前市場(chǎng)上用于植物生長(zhǎng)的人工光源包括白熾燈、熒光燈、金屬鹵化物燈、高壓鈉燈和日光色鋪燈等，這些傳統(tǒng)人工光源普遍具有功率大、發(fā)光效率低、發(fā)熱量大、耗電高等缺點(diǎn)，局限了其應(yīng)用范圍。隨著LED光源的發(fā)展，利用LED光源進(jìn)行植物生長(zhǎng)照明的研究受到廣泛。研究發(fā)現(xiàn)，紅光促進(jìn)碳水化合物的積累，而藍(lán)有利于可溶性蛋白的合成，遠(yuǎn)紅光提高植物體內(nèi)赤霉素的含量，從而增加植株節(jié)間長(zhǎng)度和高度，短波段光促進(jìn)黃酮和內(nèi)醋類(lèi)物質(zhì)的合成。目前市場(chǎng)上的LED植物生長(zhǎng)燈只有紅光或者藍(lán)光亦或是一定比例的紅藍(lán)光的光源，且基本都是固定功率，無(wú)法對(duì)功率調(diào)節(jié)。這種紅、藍(lán)或者一定比例的紅藍(lán)光，只適合做植物的補(bǔ)光，

2、配合太陽(yáng)光照射使用。所以本方案給出模擬太陽(yáng)光照，并根據(jù)葉綠素a分子和全部的口t綠素b分子吸收光能，對(duì)光波有兩個(gè)最強(qiáng)的吸收區(qū)：紅光部分（波長(zhǎng)范圍為640660nm）和藍(lán)紫光部分（波長(zhǎng)范圍為430450nm）,在涵蓋太陽(yáng)光譜的長(zhǎng)波長(zhǎng)的紅外光到短波長(zhǎng)的紫外光，適度提高了紅光和藍(lán)光的比例，并能對(duì)紅藍(lán)光的功率比例實(shí)現(xiàn)2:1以上的任意比。本方案可實(shí)現(xiàn)對(duì)光能量、光質(zhì)分布、光照周期進(jìn)行控制。由主控單元、兩個(gè)可調(diào)恒流源、白光LED陣列、紅光LED陣列、紫外LED和紅外LED陣列、WiFi通信單元。WIFI單元PWM1STM32主控PWM2MCU開(kāi)關(guān)控制恒流電源可調(diào)恒流源1可調(diào)恒流源2白光LED陣列紅光LED陣列

3、紫外LED以及紅外LED陣列本方案以白光LED和紅光LED為主，外加紫外和紅外LED,簡(jiǎn)潔、高效的模擬植物生長(zhǎng)所需的太陽(yáng)光。光照系統(tǒng)采用模擬夏天日光照射，以光合作用（Photosynthesis）最重要載體葉綠素a和葉綠素b所吸收的的藍(lán)光（波長(zhǎng)430nm到460nm）和紅光（波長(zhǎng)600nm到700nm）為主，并涵蓋太陽(yáng)光譜的波長(zhǎng)長(zhǎng)的紅外光到短波長(zhǎng)的紫外光，適度提高了紅光的比例，并能對(duì)紅藍(lán)光的功率比實(shí)現(xiàn)2:1以上的任意比，且總功率可控。白色LED陣列、紅色LED陣歹U、紫外LED和紅外LED陣列組成統(tǒng)一的光板，對(duì)植物進(jìn)行照射。其中白光LED的光譜如下圖，涵蓋400nm到750nm的光，以藍(lán)光和紅

4、光這兩個(gè)峰值為中心。光照系統(tǒng)中再補(bǔ)充650nm到660nm的紅光，UV-A的紫外光（對(duì)人體無(wú)害的紫外光），以及紅外光。相關(guān)輻射百分比八燈板由高亮白光LED高亮紅光LED紫外LED紅外LED組成。采用1W/S光LED為30個(gè)，1W紅光LED為28個(gè)，0.5W紫外LED為4個(gè)，1W紅外LED為6個(gè)。白、紅、紫外、紅外LED矩陣排列實(shí)現(xiàn)更均勻的光源。產(chǎn)生的光能量紅藍(lán)比例（其后稱(chēng)為RB比），可實(shí)現(xiàn)2:上以上的任意比。白色LED采用串聯(lián)形式，單個(gè)電壓3.2V,6個(gè)一組，共5組。紅光LED采用串聯(lián)形式，單個(gè)電壓為2V,7個(gè)串聯(lián)，總共4組。白光LED采用6個(gè)一排，紅光LED采用7個(gè)一排，白紅交替排列并穿插紅

5、外以及紫外LED,排列形式如下圖所示。代表白光LED代表虹光LEO代袁紅外LED代表第夕I LED可調(diào)恒流源1和可調(diào)恒流源2分別驅(qū)動(dòng)白光LED組和紅光LED組，其電流大小通過(guò)20KHz的PW硼節(jié)控制，PWM&空比為0到1,分辨率依托定時(shí)器的位數(shù)，其電流大小為0到500mA軟件限制控藍(lán)光的PWM匕例最大為60%（即300mA）。采用STM32（或者單片機(jī)以及其他MCU生成20KHz的PW加制信號(hào)，分別對(duì)紅、白光LED組的驅(qū)動(dòng)電源進(jìn)行PW配制，實(shí)現(xiàn)控制流過(guò)紅、白光LED電流，進(jìn)而控制藍(lán)光和紅光的能量以及紅藍(lán)光的能量比，達(dá)到適合不同植物各個(gè)生長(zhǎng)期的最合理光照條件。白光LED本身的紅藍(lán)比決定了RB比的

6、最小值，本品白光LED的RB比為2:1,則其RB比調(diào)節(jié)范圍為2:1及其以上的連續(xù)比。紫外以及紅外LED的光照強(qiáng)度控制，采用開(kāi)關(guān)形式控制，可通過(guò)一定頻率的開(kāi)關(guān)時(shí)間以及占空比，控制光強(qiáng)。在控制可調(diào)恒流源1和可調(diào)恒流源2的電流時(shí)，需根據(jù)控制柜的溫度，換算成對(duì)應(yīng)光強(qiáng)。精選資料，歡迎下載光輸出與溫受關(guān)系50%重相對(duì)光箱出強(qiáng)度25455585105125145結(jié)溫JjhP另光強(qiáng)與可調(diào)恒流源1的電流關(guān)系：WiFi單元通過(guò)IEEE802.11a/b/g協(xié)議，可以提供手機(jī)與光照系統(tǒng)通信，把控制信號(hào)通過(guò)手機(jī)APP（應(yīng)用程序）彳遞給主控MCUMCL&控單元建有部分植物的光照條件數(shù)據(jù)庫(kù)，并可聯(lián)接internet網(wǎng)更新，調(diào)光系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中不同植物不同生長(zhǎng)期以及其光敏不同，運(yùn)行特定的的光照方案，通過(guò)STM32M光源的RB比以及紅藍(lán)光總能量進(jìn)行控制，分別對(duì)植物幼苗期、生長(zhǎng)期、成熟期（出菜期）進(jìn)行有效光照。并輔以溫度和CO2控制?？梢酝ㄟ^(guò)手機(jī)APR實(shí)時(shí)改變光照條件