[发明专利]一种基于植物特征光谱的LED照明系统

说明书

技术领域

本发明涉及光电农业领域，尤其涉及一种基于植物特征光谱的LED照明系统。

背景技术

植物生长的离不开光，但各种植物对阳光的需求是不一样的。每一种植物进行光合作用都有其最合适的光谱、光照强度和光照周期，可以把它称为植物的特征光谱。随着科技的进步，现代农业的发展，人造光源发挥着越来越重要的作用，特别是LED光源，它不仅节能环保、寿命长而且光谱丰富，可以发出特定的光谱且易于控制等优点，在植物照明光源的选择中，受到了国内外研究人员的青睐，纷纷加大了LED照明在农业应用研发力度，但是目前的LED光源没有办法实现针对植物所需的特征光谱进行照明。

发明内容

本发明的目的是针对以上不足之处，提供了一种基于植物特征光谱LED照明系统，充分利用LED光源针对植物所需的特征光谱进行照明，更好的促进植物的生长。

本发明解决技术问题所采用的方案是：一种基于植物特征光谱的LED照明系统，包括存储有植物特征光谱信息的MCU控制器和经MCU控制器驱动的LED光源，所述LED光源由若干个蓝、白、红LED灯构成；所述植物特征光谱信息包括经植物特征光谱实验获得的所要栽培植物在光合作用下对应单色光的饱和点曲线和补偿点曲线，通过饱和点曲线确定复合光的光谱，同时采用不同的光合作用光量子通量密度和光周期进行栽培对比实验，获取所要栽培植物的最佳的光谱曲线；通过补偿点曲线确定白光的光合作用光量子通量密度，进而确定蓝、白、红光的光合作用光量子通量密度比；MCU控制器根据所要栽培植物的最佳的光谱曲线调节LED光源的照明强度和照明周期，使得LED光源形成的光谱曲线与所要栽培植物的最佳的光谱曲线一致，其中蓝、白、红LED灯按照蓝、白、红光的光合作用光量子通量密度比设置。

进一步的，所述LED光源中蓝、白、红LED灯的个数分别为一个以上，并且对应蓝、白、红光的光量子通量密度比形成线光源或面光源。

进一步的，所述MCU控制器经LED驱动模块分别驱动蓝、白、红LED灯。

进一步的，所述LED驱动模块为三路LED驱动器，所述三路LED驱动器的三个输入端分别于MCU控制器电连，三路LED驱动器的三个输出端分别与蓝、白、红LED灯电连接。

进一步的，所述MCU控制器还电连有一用于监测植物培养室内环境温度和湿度的温度传感器和湿度传感器。

进一步的，还包括一与所述MCU控制器电连接的加湿器和加热器，所述加湿器和加热器分别设置于植物培养室内。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：本发明根据植物的特征光谱的实验方法所获得的植物光合作用对应单色光的饱和点曲线和补偿点曲线，从而根据植物的特征光谱调节蓝、白、红LED灯照明强度和照明周期。通过蓝、白、红LED灯构成的LED光源能够发出最适合植物生产的光谱，实现效益的最大化，从而获得更佳的植物生产状况，还能够为植物工厂和温室育苗等现代农业的科研及生产提供理想的照明。

附图说明

下面结合附图对本发明专利进一步说明。

图1为本发明实施例的电路结构示意图。

图2为本发明实施例的花菜的植物特征光谱图。

图3为LED光源的最小发光单元示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1～3所示，本发明实施例提供一种基于植物特征光谱的LED照明系统，包括存储有植物特征光谱信息的MCU控制器和经MCU控制器驱动的LED光源，所述LED光源由若干个蓝、白、红LED灯构成；所述植物特征光谱信息包括经植物特征光谱实验获得的所要栽培植物在光合作用下对应单色光的饱和点曲线和补偿点曲线，通过饱和点曲线确定复合光的光谱，同时采用不同的光合作用光量子通量密度和光周期进行栽培对比实验，获取所要栽培植物的最佳的光谱曲线；通过补偿点曲线确定白光的光合作用光量子通量密度，进而确定蓝、白、红光的光合作用光量子通量密度比；MCU控制器根据所要栽培植物的最佳的光谱曲线调节LED光源的照明强度和照明周期，使得LED光源形成的光谱曲线与所要栽培植物的最佳的光谱曲线一致，其中蓝、白、红LED灯按照蓝、白、红光的光合作用光量子通量密度比设置。

所述MCU控制器中可以存储不同植物的植物特征光谱信息，根据所要栽培的植物进行驱动LED光源，使得LED光源形成与所要栽培植物的最佳的光谱曲线一致，实现对所要栽培植物进行照明。