LED組合光源的優(yōu)化設(shè)計(jì)及其在溫室植物生產(chǎn)中的應(yīng)用.pdf

1、光是影響植物生長(zhǎng)最關(guān)鍵的環(huán)境因素之一，溫室大棚已完全使用人工光源進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)。本文針對(duì)小功率LED的光照特性以及LED植物補(bǔ)光光源的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，建立了紅藍(lán)光組合LED陣列的光照度分布模型，通過(guò)MATLAB仿真研究了LED組合光源光照度分布特性與變化規(guī)律。在此基礎(chǔ)上研發(fā)了基于單片機(jī)控制的LED組合光源，克服了傳統(tǒng)溫室人工光源的不足，主要研究結(jié)果如下:
　　1、測(cè)量了單顆紅光、藍(lán)光和遠(yuǎn)紅光LED的光電參數(shù)，包括光譜分布特性、伏安特性、空

2、間光強(qiáng)分布特性等，為后續(xù)的模擬仿真做好了準(zhǔn)備。
　　2、建立了單顆LED的光學(xué)模型，根據(jù)疊加原理推導(dǎo)出了兩顆LED光源光照度合成公式并根據(jù)相同原理進(jìn)一步推導(dǎo)出了單色光LED方陣和紅藍(lán)光LED組合陣列的光照度合成公式。根據(jù)斯派羅法則確定了LED間的最優(yōu)化距離。
　　3、采用兩種不同形式的排列，方案一為紅藍(lán)光LED均勻間隔整行排列，方案二為每行每列中紅、藍(lán)光LED交錯(cuò)均勻排列，其中LED的間距可調(diào)。根據(jù)照度公式并基于MATLAB

3、的數(shù)值計(jì)算表明:方案二優(yōu)于方案一，其照明區(qū)域內(nèi)的紅、藍(lán)光光通量比除邊緣外基本均勻一致;對(duì)方案二LED陣列進(jìn)行了詳細(xì)仿真和分析，得到了光照度分布特性及變化規(guī)律，為L(zhǎng)ED組合光源設(shè)計(jì)提供了精確的參考依據(jù)。
　　4、采用模塊化設(shè)計(jì)理念，研制了基于單片機(jī)控制的LED組合光源。該光源采用STC12C5A60S2單片機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)LED基板溫度和光強(qiáng)，并通過(guò)脈寬調(diào)制信號(hào)控制紅、藍(lán)光LED，對(duì)光質(zhì)、光強(qiáng)、光周期和工作方式進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，以滿足溫室植物