[发明专利]一种光源系统、感知方法及控制方法

说明书

本发明提供一种光源系统，包括传感器、上位机、控制单元、驱动装置、以及若干波段的光源；光源用于提供植物生长所需的光照；驱动装置用于生成直流驱动信号驱动光源输出光；传感器用于测量植物的生长状态；上位机用于处理所述传感器测量的植物的生长状态，并判断促进植物生长所需的光照参数；控制单元用于根据所述上位机提供的光照参数调节所述驱动装置生成驱动所述光源的电流。本发明还涉及一种感知方法、控制方法；本发明采用感知方法判断植物在生长过程中是否处于应激状态，根据生长状态控制光源输出光照射植物，以调节植物的应激态，进而可增加果实的产量。

技术领域

本发明属于光源控制技术领域，是一种用于促进植物生长的一种光源系统、感知方法及控制方法。

背景技术

由生物或非生物因素引起的植物应激对植物生长产生不利影响，会显著降低植物果实的产量。植物的应激状态会在植物中通过许多类型的症状表达。例如，水应激会关闭气孔并阻碍光合作用，导致叶片颜色和温度的变化。其它应激症状包括形态变化，如卷叶或枯萎。

对于光合作用的能量来源光照而言，光也会产生两种形式的应激，即过度光照和光照不足造成的应激。比如，当光强度超过光合作用的需要时，光可能会导致植物中氧化还原活性中间体积累的不平衡，并进而可能抑制光合的活性氧(ROS)反应并降低光合生产潜力。除了可见光之外，紫外线(UV)光也是阳光的固有组成部分，特别是到达地球表面的高度破坏性UVB辐射水平不断增加。因此，植物会受到光致损伤的危害。为了最大限度地减少光损伤的可能性，植物具有发展了各种保护机制，包括快速光合重排和更持久的调整代谢物组成、叶面形态、开花时间和种子生产。这些机制会导致当植物处于光应激态时，其叶片的形态和颜色会发生变化。另外，附加的环境压力，如干旱、温度压力和营养缺失，一般都会降低光合能力，并加剧过度光应激的影响。

早期发现并缓解植物应激状态对于最大限度地减少生产力的急性和慢性损失至关重要。比如，对于果树而言，任何补救措施的有效性都取决于及时发现和识别应激。然而，受到受光感知个体差异性的影响，人在估计植物应激时的叶片颜色和模式时存在很大的主观性，并不一定准确。因此，一种自动监测植物的应激状态，并调节光照的方法可以尽早发现并解决这一问题，最大限度地降低植物应激态对产量的影响。

另外，光可调节农作物的多种属性,如开花、结果、生物量积累、免疫和营养价值。随着LED光源技术的成熟，LED照明可替代自然光、或作为自然光的补充，从而减少能耗、水和化肥的用量，控制植物生长过程、增加营养成分。有研究报道指出，在设施农业中每增加1％的光照，意味着增长0.8％的产量。

目前，公知的用于植物照明的光源技术有两种主要问题。第一，控制系统不具备监测植物生长状态的功能。第二，光源系统不具备根据植物的应激状态自动调节光照参数的功能。由于这两个问题，采用现有技术设计实现的光源具有生产效率不高，甚至可能会导致植物出现光应激状态的缺点。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种用于植物照明的光源系统的设计方法、感知方法及控制方法，该方法可自动监测植物的应激状态，并调节光照以缓解植物的应激态，从而提高植物果实的产量。

本发明提供一种光源系统，包括若干波段的光源、驱动装置、传感器、控制单元、上位机；

所述光源用于提供植物生长所需的光照；

所述驱动装置用于生成驱动信号驱动所述光源输出光；

所述传感器用于测量植物的生长状态；

所述上位机用于处理所述传感器测量的植物的生长状态，并判断促进植物生长所需的光照参数；

所述控制单元用于根据所述上位机提供的光照参数调节所述驱动装置生成驱动所述光源的电流。