本發(fā)明涉及激光農(nóng)業(yè)照明裝備領(lǐng)域，具體涉及一種基于光譜分析的自適應(yīng)激光植物補光燈、補光方法及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、植物補光燈是采用半導(dǎo)體照明原理，用于糧食作物、花卉、蔬菜等植物的輔助生長。一般大棚農(nóng)作物、室內(nèi)植物花卉，會隨著時間而長勢越來越差，主要原因就是缺少光的照射，通過適合植物所需光譜的光源照射，可以促進其生長，提高產(chǎn)量，還可以提高農(nóng)作物的品質(zhì)。把植物補光燈應(yīng)用于大棚、溫室等農(nóng)業(yè)設(shè)施上，一方面可以解決日照不足導(dǎo)致產(chǎn)量與品質(zhì)下降的弊端，另一方面還可以使冬季大棚水果蔬菜提前上市，從而達到反季節(jié)培植的目的。

2、光配方是植物補光燈的關(guān)鍵，光譜成分及其照射強度在很大程度上決定了補光燈對植物生長的影響程度，并最終影響著作物的產(chǎn)量、品質(zhì)。植物光合作用的兩個關(guān)鍵點，即光補償點和光飽和點，當(dāng)達到光補償點以上之后，隨著光照強度的增加，光合速率也相應(yīng)增加，當(dāng)達到某一光照強度時，光合速率就不再隨光照強度的增加而增加，即達到了光飽和現(xiàn)象，此時如果外界光照強度大于植物的光飽和點，植物也不會吸收更多的光，則會形成光的浪費。而現(xiàn)有的植物補光燈雖然具備光強調(diào)節(jié)功能，但主要依賴于人工調(diào)節(jié)，無法根據(jù)環(huán)境變化進行適應(yīng)性調(diào)整，使用局限。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為解決上述問題，提供了一種基于光譜分析的自適應(yīng)激光植物補光燈、補光方法及介質(zhì)，解決了現(xiàn)有的植物補光燈的光強調(diào)節(jié)依賴于人工調(diào)節(jié)，無法實時自適應(yīng)調(diào)節(jié)的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，在第一方面，本發(fā)明提供了一種基于光譜分析的自適應(yīng)激光植物補光燈，設(shè)置于植物種植區(qū)內(nèi)，補光燈包括底座以及設(shè)置在底座上的光源組件、勻光組件、控制組件以及光譜分析組件；光源組件包括并列設(shè)置的多個光源，多個光源發(fā)出不同波段的激光；勻光組件包括勻光件，勻光件設(shè)置在每個光源的輸出端，勻光件用于將不同波段的激光勻光后投射至植物種植區(qū)；光譜分析組件包括光譜采集端以及光譜分析單元，光譜采集端與光譜分析單元電連接，光譜采集端朝向外部環(huán)境設(shè)置，光譜采集端用于采集環(huán)境光中置于預(yù)設(shè)波段范圍內(nèi)的環(huán)境光譜，環(huán)境光譜包括不同波段環(huán)境光，光譜分析單元用于計算不同波段環(huán)境光的第一比例值；控制組件包括控制單元，控制單元與多個光源以及光譜采集端電連接，控制單元用于根據(jù)第一比例值計算得到不同波段的激光的第二比例值，并根據(jù)第二比例值調(diào)節(jié)第一光源以及第二光源的運行參數(shù)。

3、進一步的，光源組件還包括：多個驅(qū)動電路，多個驅(qū)動電路用于驅(qū)動不同光源生成多個波段的激光，多個驅(qū)動電路分別與多個光源電連接，多個驅(qū)動電路還與控制單元電連接，多個驅(qū)動電路根據(jù)控制單元的操作命令調(diào)節(jié)多個光源的運行參數(shù)，操作命令根據(jù)第二比例值生成。

4、進一步的，控制組件還包括顯示單元，包括顯示器，顯示器與控制單元電連接，用于顯示多個光源的運行參數(shù)。

5、進一步的，控制組件還包括：通信單元，與控制單元電連接，用于將多個光源的運行參數(shù)發(fā)送至預(yù)設(shè)終端，和/或，用于接收預(yù)設(shè)終端發(fā)出的控制指令，控制單元還用于根據(jù)預(yù)設(shè)終端發(fā)送的控制指令調(diào)節(jié)多個光源的運行參數(shù)。

6、進一步的，預(yù)設(shè)終端為遙控器、手機、平板以及計算機的其中一種。

7、進一步的，還包括計時器，計時器與控制單元電連接，控制單元用于根據(jù)計時器輸出的第一時間信號調(diào)節(jié)多個光源的運行參數(shù)。

8、進一步的，還包括殺蟲燈和/或驅(qū)蟲燈，殺蟲燈和/或驅(qū)蟲燈與控制單元電連接，控制單元用于根據(jù)計時器輸出的第二時間信號控制殺蟲燈和/或驅(qū)蟲燈的啟閉。

9、進一步的，還包括：傳感組件，傳感組件包括溫度傳感器，溫度傳感器與控制單元電連接，溫度傳感器用于采集環(huán)境溫度信息，控制單元用于根據(jù)環(huán)境溫度信息調(diào)節(jié)多個光源的運行參數(shù)；和/或，傳感組件包括視覺傳感器，視覺傳感器與控制單元電連接，視覺傳感器用于采集植物種植區(qū)的植物生長圖像，控制單元用于根據(jù)植物生長圖像調(diào)節(jié)多個光源的運行參數(shù)。

10、在第二方面，本發(fā)明還提供一種自適應(yīng)激光植物補光方法，適用于在第一方面所述的自適應(yīng)激光植物補光燈，方法包括：獲取光譜采集端所采集的環(huán)境光譜，根據(jù)環(huán)境光譜獲得不同波段環(huán)境光；光譜分析單元用于獲取不同波段環(huán)境光的強度值，并根據(jù)不同波段環(huán)境光的強度值計算第一比例值；獲取當(dāng)前植物種植區(qū)內(nèi)植物的植物相關(guān)數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)比例值，預(yù)設(shè)比例值為當(dāng)前植物種植區(qū)內(nèi)植物在生長階段所需的不同波段的光強度之間的比例；根據(jù)預(yù)設(shè)比例值以及第一比例值計算第二比例值，植物相關(guān)數(shù)據(jù)包括植物當(dāng)前所處的生長周期和/或植物生長習(xí)性，第二比例值為不同波段的激光的強度值的比例；根據(jù)第二比例值生成調(diào)節(jié)控制命令，根據(jù)調(diào)節(jié)控制命令調(diào)節(jié)多個光源的運行參數(shù)，多個光源的運行參數(shù)包括不同波段的激光的強度值。

11、在第三方面，本發(fā)明還提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲計算機程序指令，計算機程序指令在被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)第二方面所述的方法。

12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠取得如下有益效果：

13、植物補光燈設(shè)置于植物種植區(qū)內(nèi)，植物補光燈包括底座以及設(shè)置在底座上的光源組件、勻光組件、控制組件以及光譜分析組件；光源組件包括并列設(shè)置的第一光源以及第二光源，第一光源用于發(fā)出第一波段激光，第二光源用于發(fā)出第二波段激光；光譜分析組件包括光譜采集端以及光譜分析單元，光譜采集端與光譜分析單元電連接，光譜采集端朝向外部環(huán)境設(shè)置，光譜采集端用于采集環(huán)境光中置于預(yù)設(shè)波段范圍內(nèi)的環(huán)境光譜，環(huán)境光譜包括第一波段環(huán)境光以及第二波段環(huán)境光，光譜分析單元用于計算第一波段環(huán)境光與第二波段環(huán)境光的第一比例值；控制組件包括控制單元，控制單元與第一光源、第二光源以及光譜采集端電連接，控制單元用于根據(jù)第一比例值計算得到第一波段激光以及第二波段激光的第二比例值，并根據(jù)第二比例值調(diào)節(jié)第一光源以及第二光源的運行參數(shù)。本技術(shù)方案能夠根據(jù)光譜采集端采集的環(huán)境光中置于預(yù)設(shè)波段范圍內(nèi)的環(huán)境光譜對第一光源以及第二光源的運行參數(shù)進行調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)第一光源的強度調(diào)節(jié)以及第二光源的強度調(diào)節(jié)，實現(xiàn)根據(jù)環(huán)境光線自動調(diào)節(jié)植物補光燈的光線強度的效果，使得植物所在環(huán)境中預(yù)設(shè)波段范圍內(nèi)的光的強度得以保持，有助于植物成長，自動控制殺蟲燈/驅(qū)蟲燈，降低了能耗。

技術(shù)特征：

1.一種基于光譜分析的自適應(yīng)激光植物補光燈，設(shè)置于植物種植區(qū)內(nèi)，其特征在于，所述補光燈包括底座以及設(shè)置在所述底座上的光源組件、勻光組件、控制組件以及光譜分析組件；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光譜分析的自適應(yīng)激光植物補光燈，其特征在于，所述光源組件還包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于光譜分析的自適應(yīng)激光植物補光燈，其特征在于，所述控制組件還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光譜分析的自適應(yīng)激光植物補光燈，其特征在于，所述控制組件還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于光譜分析的自適應(yīng)激光植物補光燈，其特征在于，所述預(yù)設(shè)終端為遙控器、手機、平板以及計算機的其中一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光譜分析的自適應(yīng)激光植物補光燈，其特征在于，還包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于光譜分析的自適應(yīng)激光植物補光燈，其特征在于，還包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光譜分析的自適應(yīng)激光植物補光燈，其特征在于，還包括：

9.一種自適應(yīng)激光植物補光方法，其特征在于，適用于如權(quán)利要求1-8任一項所述的基于光譜分析的自適應(yīng)激光植物補光燈，所述自適應(yīng)激光植物補光方法包括：

10.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲計算機程序指令，其特征在于，所述計算機程序指令在被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權(quán)利要求9所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及激光農(nóng)業(yè)照明裝備領(lǐng)域，具體涉及一種基于光譜分析的自適應(yīng)激光植物補光燈、補光方法及介質(zhì)，植物補光燈設(shè)置于植物種植區(qū)內(nèi)，植物補光燈包括底座以及設(shè)置在底座上的光源組件、勻光組件、控制組件以及光譜分析組件；光譜采集端用于采集環(huán)境光中置于預(yù)設(shè)波段范圍內(nèi)的環(huán)境光譜，環(huán)境光譜包括第一波段環(huán)境光以及第二波段環(huán)境光，光譜分析單元用于計算第一波段環(huán)境光與第二波段環(huán)境光的第一比例值；控制單元用于根據(jù)第一比例值計算得到第一波段激光以及第二波段激光的第二比例值，調(diào)節(jié)第一光源以及第二光源的運行參數(shù)，根據(jù)環(huán)境光線自動調(diào)節(jié)植物補光燈的光線強度，使得植物所在環(huán)境中預(yù)設(shè)波段范圍內(nèi)的光的強度得以保持，有助于植物成長。

技術(shù)研發(fā)人員：賈鵬,陳泳屹,曹軍勝,秦莉,梁磊,王立軍
受保護的技術(shù)使用者：中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9