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针对LED植物光源光照分布的不均匀问题,首先建立了红、蓝光LED组合分布的植物光源阵列光照度分布及光照均匀度模型。综合考虑照明区域的光照均匀性及面积大小2个因素,构建出光照区域优劣评价函数,以矩形结构的LED植物光源为例,应用粒子群算法确定出最优的光照区域。在光照均匀性与面积2个因素的影响比重为7∶3条件下,得到了最优区域是光照平面中央位置面积为21.5462cm×18.1cm的矩形区域,红、蓝光均匀度均达到了0.862 2。与采用传统方法模拟的光照度分布情况对比,结果表明:应用粒子群算法确定LED植物光源的最优光照区域的方法是有效可行的,并且能够自动实现寻优功能。该方法可为LED光源下植物最优培养区域的自动跟踪提供重要的技术支撑。 相似文献
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由于天气的影响,温室作物面临着光照不足、时间短且不均匀的问题,针对此现象研制了温室智能补光系统。该系统包括环境因子的采集器与控制LED亮度的补光器2个部分,均采用高速、低功耗的STM32核心处理器,利用LoRa无线网络实现采集器与补光器之间的数据传输。系统获取光照、温度、CO_2环境等数据,并依据基于遗传学算法优化后的温室作物补光数学模型和作物所需最佳红蓝光阈值,对温室内的作物自动补光;补光器采用节能且使用寿命长的红蓝灯相结合的LED点阵。试验结果表明,本系统可以实现实时监测环境因子并获取环境数据,实现温室内的自动化补光,具有实用价值。 相似文献
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针对传统温室大棚补光方法存在能耗高和智能化程度低的问题,采用改进单神经元和模糊算法设计了温室大棚发光二极管(LED)智能调光的补光装置.首先在控制器UC3852的基础上设计了功率因数校正电路,然后利用BH1750FVI光传感器将环境光照度转换为电流指令信号,并引入了改进的单神经元PID(比例-积分-微分)控制算法和模糊算法在线调整控制增益,不仅实现了根据周围环境变化自动调光的功能,还提升了驱动电路的稳态性能和动态性能,最后通过控制金属氧化物半导体场效应晶体(MOS)管的通断实现了功率因数校正.试验结果表明,设计的LED功率因数校正电路将功率因数由0.524提高到了0.989,有效提高了LED的电能转换率,智能自动调光算法具有更快的响应速度,能在0.3 s内稳定跟踪电流指令信号,且最大误差范围仅为0.3 mA,采用设计的装置对番茄进行了补光试验,与自然补光相比使产量提升了25.7％,生长周期缩短了12 d,能耗降低了23.2％(与文献[15]中的方法相比),为智慧农业的发展提供了技术支持. 相似文献
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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%。 相似文献
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针对量子粒子群算法存在的问题,设计基于公共历史的两种群并行搜索的量子粒子群算法.在利用群体历史优质解及最优粒子变异的基础上,对粒子群进行筛选,加快粒子群的收敛速度,并采用两种群并行搜索,防止同时陷入局部极值.通过多个函数的测试,该算法在收敛速度及寻找全局最优方面,都表现出较好的效果. 相似文献
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LED植物光源阵列光照分布及均匀性研究 总被引：1，自引：0，他引：1
《浙江农业学报》2015,(8)
针对LED植物光源阵列在植物培养中光照分布的不均匀问题,通过理论推导,建立了红、蓝光相间布置的LED植物光源阵列的光照度分布及光照均匀度模型,以LJZWD植物光源阵列为例,对其光照度分布、光照均匀性变化情况进行模拟分析。结果表明:光源安装高度为14.3 cm时,可获得较好的光照均匀性,将照明区域缩小为光源阵列面积的81%时,光照均匀度可达到0.9以上,该研究对LED植物光源的安装与植物栽培区域的选择具有指导意义。 相似文献
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基于LabVIEW的智能LED植物补光照明系统设计 总被引：1，自引：0，他引：1
《江苏农业科学》2016,(10)
基于植物对光和温湿度的需求,系统利用RRGB芯片配光设计开发了LED光源模块,若干个光源模块组成LED阵列平面光源模组,基于Lab VIEW的上位机与控制器相结合的系统实现对温室或园艺植物的智能补光照明。控制器实时检测红绿蓝三色波段的光量子通量密度(PFD)和温湿度值,并将检测信息显示在上位机界面,通过控制器对脉宽调制(PWM)信号进行动态调节,以保持照射到植物的红、绿、蓝PFD值随环境光照改变而保持恒定不变,实现照明系统结合环境光照的智能补光。同时,系统也实现了对温湿度阈值范围的智能调节。该智能补光照明系统根据不同植物或同一植物不同生长阶段对PFD、光质比例补光需求的不同,通过上位机设置红、绿、蓝三色波段光不同的PFD值和温湿度范围,下位机按照设置完成环境调控,既满足了植物对补光环境的要求,又大大节省了能源。 相似文献
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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。 相似文献
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针对当前温室环境调控成本较高的问题,为了在满足作物生长需求的条件下降低调控成本,拟研究1种在有限二氧化碳(CO2)资源条件下的温室光气耦合优化调控模型.首先,以温度、CO2浓度、光照度作为输入,以净光合速率作为输出,构建基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)的光合速率预测模型;然后,基于提出的光合速率预测模型,构建在有限CO2资源条件下温室CO2优化调控模型数据库,可根据用户输入的CO2资源总量,自动寻优获取最佳补气时间与单位补气量;最后,提出以光照度增长相对价值为评价指标的经济性相对最优的补光策略,在确定的补气时间段内进行补光,最终实现了有限CO2资源条件下的温室光气耦合优化调控,进一步提高了设施温室环境因子调控的精准度与智能化水平. 相似文献
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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。 相似文献
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植物工厂的主要特征之一就是利用全人工光源实现光环境的智能控制。基于植物生长发育合理需求的电光源产品及其智能光控设备的研发与应用是今后植物工厂及栽培方法革新的核心内容。本文阐述了植物工厂中常见的补光照明方法的特性与优点,介绍了典型作物补光系统的设计思路,并对LED光源在植物工厂中的应用发展前景进行趋势分析。 相似文献
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[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. 相似文献
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冬春季温室番茄生产经常伴随弱光环境,影响了作物生长和后期的产量形成.本研究通过在北京地区现代化连栋玻璃温室内设置LED植株间双行补光,以不补光区域为对照,研究LED植株间补光对温室番茄生长发育、产量、光照和水分利用率的影响.结果表明,补光区域可以设置更高的定植密度,相对于不补光区域,其最终密度也会更高.茎干长度、茎直径... 相似文献
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结合坝上气候特点及温室光照自动控制需求,设计了作物光照强度控制系统。首先构建温室环境模型,以自然光与人工补光进行温室光照建模,设计温室光照自动控制流程。在此基础上通过无线互联网和ZigBee设计并实现了温室光照度自动控制系统,阐述了系统构架设计、温度感知单元、数据传输单元、控制执行单元、监控后台单元、可调光源单元的设计,引入CodeWarriorIDE开发环境进行控制软件设计,最后通过测试证明其促进作物生长的效果。 相似文献
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不同LED补光光源对樱桃番茄产量和品质的影响 总被引：5，自引：0，他引：5
为研究LED 补光对温室樱桃番茄产量和品质的影响,探讨设施栽培中利用补光手段实现增产和提高品质的调控新途径,以哈金龙樱桃番茄为试验材料,在温室条件下采用LED灯带和LED灯管对定植后樱桃番茄进行侧面补光,光源光通量密度为100μmol/m²·s,每天补光12 h (8:00~20:00),测定分析不同补光处理下樱桃番茄果实产量和品质的变化。结果表明,LED灯管和LED灯带补光处理的樱桃番茄挂果数、总产量和单果重均显著高于对照,且LED灯管处理效果较好,挂果数、总产量和单果重分别提高48.91%、94.86%和30.86%。LED 灯管补光处理能显著提高樱桃番茄果实的品质指标,VC、可溶性蛋白、游离氨基酸、可溶性糖和蔗糖含量均显著高于对照,番茄红素,花色苷、类黄酮和可溶性酚含量均最高,番茄着色最好。 相似文献