新型LED植物补光装置的开发及应用

本文设计了适用于园艺设施栽培的新型LED植物补光装置,该装置以LED灯珠为光源,依照植物生长规律所需要的太阳光,用LED灯管代替太阳光在植物生长的各个阶段进行不同强度的补光照射,提高植物的生长效率。本文所开发的LED补光装置光源为红光LED(650~660nm)、蓝光LED(420~430nm)和远红光LED(720~730nm)。     

不同LED补光对5种垂直绿化植物光合特性及生长的影响

[目的]为解决植物在寡照的室内环境生长不良的问题.[方法]研究不同LED补光处理对5种垂直绿化植物光合特性及生长的影响,比较叶绿素含量、光合速率、存活率3项指标.[结果]补光处理能提高这5种植物的叶绿素含量、光合速率、存活率.与普通日光灯相比,LED灯补光处理能明显提高花叶良姜、吊竹梅、金苞花、龙船花内的叶绿素含量以及光合速率;LED 3（红/蓝/黄=7∶1∶1）补光处理显著提高花叶良姜的叶绿素含量,LED 1（红/蓝=7∶2）补光处理显著提高金苞花存活率.[结论]LED灯补光有助于这5种垂直绿化植物的生长,为LED灯用于室内垂直绿化的植物墙补光提供了数据参考.     

微型植物工厂LED多光谱补光系统的设计与应用

不同的光谱、光强和光照周期对植物的影响不同。为了深入研究植物与光照的关系,设计一种微型植物工厂LED多光谱补光系统的可控光源。基于嵌入式系统,对微型植物工厂所需补光进行分析,通过控制不同波长的LED产生不同光强,使其接近所需光谱。该补光系统可从365～940 nm的25种不同波段的光谱自由选择,实现大功率LED光谱自由拟合、光照强度连续可调、光照周期自由设定的功能,同时可根据不同植物种类的适宜光环境需求进行"量身定做",进而实现精确补光。该系统成本低、效率高、精确性高、针对性强,更利于对光与植物关系的研究。     

温室大棚LED智能补光自适应控制系统

为了促进温室大棚内作物在适宜和充足的光照环境下生长,采用LED技术设计了温室大棚智能补光自适应控制系统,系统主要由补光区控制节点、数据集中管理服务器和农户智能手机组成。补光区控制节点基于嵌入式处理LPC2129设计,利用光感器件采集红/蓝光强信息,并根据数据集中管理服务器上的农业专家系统的指导,输出不同占空比的PWM信号给LED,将光强自适应调整到合适状态。同时,农户可通过智能手机登陆数据集中管理服务器查看温室大棚内的光照和设备运行状态等信息,实现了对温室大棚的远程管理。通过番茄对比试验结果表明,设计的LED智能补光系统对温室内光照控制精准,比固定光强LED补光和未补光的产量分别提高了10.73%和38.47%,而消耗的电量则比固定LED补光方式降低了38.5%。     

基于并行粒子群算法的LED植物最优补光系统设计

针对发光二极管(light emitting diode,简称LED)植物光照分布不均匀的问题,设计基于并行粒子群算法的温室LED植物最优补光系统,系统提出利用STC89C51单片机与BH1750FVI光照度传感器模块的结合实现光照度数据的检测与采集;根据专家系统及并行粒子群算法推算出最优补光量及补光位置;采用PT4115降压恒流源驱动LED灯组工作的方法实现温室中植物光照度的实时监测及最优补光。结果表明,应用并行粒子群算法寻找LED补光最优位置方法是可行的,同时方便用户合理补光,减少补光不均匀对植物生长造成的不良影响。     

温室植物补光灯的设计

针对温室植物补光问题,设计了一款基于ESP8266模块的LED温室植物补光灯,该设计分为硬件设计和软件设计两个部分.硬件设计为驱动板的设计以及LED灯的设计,软件部分通过采集温湿度以及光照度数据传输给上位机从而控制PWM来自适应改变光谱,达到补光效果.该植物补光灯为全光谱补光,其光谱范围较广.     

LED补光系统对设施园艺作物的影响

光照是影响设施园艺作物生长发育的主要生态因子之一,设施栽培中光照不足会严重影响园艺作物的生长和发育,LED等人工补光系统可按照植物对光照的需求对作物生长环境进行调控,与传统光源相比,LED补光系统以其高效节能、方便可控等优点而被广泛应用,但是LED补光系统的实施存在一定的问题,限制了在中国发展。本文通过介绍LED补光系统的特点与国内外的发展现状,总结LED补光系统对设施园艺作物形态特征、光合特性、成花过程、果实品质及相应的分子调控机制的影响,阐述LED补光系统现有的不足,并展望未来的发展方向,旨在为LED补光系统在设施园艺上的应用提供借鉴与参考。     

LED光源在植物工厂中的应用

LED光源作为第四代新型半导体固态冷光源,具有光质纯、光效高、波长类型丰富、光强与光质可调控及节能、环保、寿命长等优点,在人工光植物工厂光环境调控和太阳光植物工厂人工补光方面具有广泛的应用前景。文章阐述了植物工厂和LED光源的特性及优点,介绍了LED光源在植物工厂补光、光环境调控中的应用,并对LED光源在植物工厂中的应用前景进行了展望。     

高压钠灯与LED灯在植物补光中的应用特性分析

随着现代农业的高速发展,温室大棚、植物工厂、智慧农业等新型现代农业已经逐渐兴起,光作为植物生长必不可少的重要环境因素,植物补光已经变得越来越普遍。高压钠灯和LED植物灯是目前比较常用的植物补光灯,本文主要对比分析高压钠灯和LED植物灯的功能特性,选择出更适用于现代农业植物补光的植物补光灯。     

菊花生产中不同光源的光照强度和能耗

[目的]筛选菊花生产中节能有效的补光方法。[方法]对LED等多种光源进行单一和组合处理,测定不同类型灯具和不同组合灯具的照度和能耗。[结果]单一灯具补光时,直射型LED灯能耗最小,照度较大,同时直线上衰减程度较小;组合灯具补光时,考虑到色灯对植物不同部位的特殊影响,直射型LED灯与节能灯组合效果最好。[结论]直射型LED灯在菊花生产中能有效补光,同时达到降低生产成本、节能减排的效果。     

密闭式植物种苗工厂的设计及其光环境研究

密闭式植物苗工厂具有节能、环保、控制精度高、生产成本低等特点,发展前景广阔。利用不透光的绝热材料建设人工光型密闭式植物工厂,设计开发了高精度的环境控制系统,为植物生长提供优化的物理环境。研制了种苗繁育LED光环境调控装置、光照距离可调式荧光灯板,有效地改善植物生长所需的光环境,提高植物的光能利用率。通过对环境控制系统的试验研究以及相关的生物学试验,为密闭式植物工厂以及人工光源在育苗领域的应用研究提供了理论和试验依据。LED、荧光灯与自然光条件下黄瓜育苗对比试验表明LED光环境下植株生长速率高于其他处理,表现出一定的生长优越性。     

基于CAN总线照明和空调智能控制系统设计

介绍了建筑照明节能方案,设计了一种基于CAN总线的建筑照明和中央空调智能集中控制系统,并对该系统的工作原理和软硬件进行了讨论和探索.该系统可以有效实现对照明系统和中央空调系统的智能控制和节能.     

基于高显色性白光LED的博物馆照明系统设计

在详细分析博物馆照明要求的基础上,提出了一种基于白光LED光源的博物馆照明系统解决方案,并进一步实现了低色温、高显色性1W白光LED的光谱学设计．试验证明,该照明系统解决方案可以满足博物馆内对光比较敏感的参展物品的照明需要．     

植物工厂LED照明控制系统设计与研究

植物工厂LED照明控制系统涉及到多路LED独立控制、大功率白光LED的恒流驱动、ECU单元和系统控制的设计,以及监测电路与单元通信等技术问题.本文分别对大功率LED驱动和光谱特性、不同波长LED分控点亮和系统控制、现场通信技术进行了研究.在设计过程中完成了大功率LED驱动电路亮度可调、LED光色调整以及散热检测调试和验证,并以此构成了植物工厂LED照明控制系统的基本单元.在单元的通信接口和优先权限设定之后,组成了较为理想的现场可控光照系统.结果表明,经过系统控制设计的LED光源不仅节能、环保.而且由于LED的亮度、色温、光谱的可控制性满足了植物工厂的需要.     

光照对家禽生产的影响

光照是家禽生长发育关键环境因素之一,光色、光照时间、光照强度和制度都能对家禽生长发育,繁殖性能以及免疫机能产生一定的影响,合理有效的光照可以最大限度地发挥家禽的遗传潜力。     

兔舍自动投食喂水采光装置的设计

为了实现对兔养殖的自动化管理,设计了兔舍自动投食、喂水、采光装置。该装置由机械系统和单片机控制系统共同组成。机械系统主要功能有投食、喂水和太阳光跟踪等;单片机控制系统能够准确按照设定时间和设定的投食喂水量进行工作,并控制兔舍的光照、温度、通风等,实现了兔舍的自动管理,极大节省人力。系统结构简单,使用方便,运行稳定,适合于在农村应用。     

基于OpenCV的低能耗植物工厂照明系统设计与试验

为解决植物工厂照明系统能耗大的问题,设计了基于OpenCV的低能耗植物工厂照明系统,通过对LED光源进行二次光学设计,将发散的LED光线聚集成圆形光斑对植物进行补光,减少植物未栽种区域的光能浪费。同时,对照明系统的机械结构与控制系统进行设计,基于树莓派上的OpenCV设计图像识别算法,实现光斑大小随植物生长的动态变化,提高系统的自动化程度。以奶油生菜为供试品种,以普通照明系统为对照进行栽种试验。结果表明:设计的照明系统较普通照明系统的能耗降低了55.8%,电能利用效率提高了72.7%,可见设计的照明系统具有较好的节能效果与较高的电能利用率。     

浅谈灯光植物对旅游洞穴的影响及其防治措施——以湖南梅山龙宫为力

洞穴次生碳酸钙（CUCO3）沉积物是旅游洞穴最主要的观赏景观，由于洞们的不合理开发和缺乏必要的保护措施，导致许多旅游洞穴环境发生了变异如系列出大量灯光植物，景观风化剥蚀，景观褪色等，直接影响了该洞穴旅游的可持续性发展。以湖南省新化县梅山龙宫旅游洞穴系统为例，从温度变化，灯光系统和人类活动方面对龙宫洞穴发生碳酸钙（CaCO3）沉积物滋生灯光植物的原因和机理进行阐述，并对防治灯光植物提出了一些措施和建议。     

照明灯节能监控系统

文章介绍了照明监控系统的结构原理、工作过程及主机的硬件组成和软件设计。实时监控照明灯电压的高低、电流的大小及好坏;并能根据光照的强弱自动调节灯的数量,达到节能的效果。     

浅谈灯光植物对旅游洞穴的影响及其防治措施——以湖南梅山龙宫为例

洞穴次生碳酸钙(CaCO3)沉积物是旅游洞穴最主要的观赏景观,由于洞穴的不合理开发和缺乏必要的保护措施,导致许多旅游洞穴环境发生了变异,如繁殖出大量灯光植物,景观风化剥蚀,景观褪色等,直接影响了该洞穴旅游业的可持续性发展。以湖南省新化县梅山龙宫旅游洞穴系统为例,从温度变化,灯光系统和人类活动方面对龙宫洞穴次生碳酸钙(CaCO3)沉积物滋生灯光植物的原因和机理进行阐述,并对防治灯光植物提出了一些措施和建议。