適合農業照明的智能控製和照明係統

食品、能源、資源、環境能源、資源、環境和人口問題的解決與農業生產密切相關，光是影響植物生長發育的主要因素。因此，深入研究農業照明的需求特點、規律和光控基準，創新開發適合農業照明的智能控製和照明係統，為農業照明提供高效的照明環境是一項重要工作。隨著空氣汙染的加劇，空氣透明係數不斷下降，植物可接收的太陽能越來越少，直接影響其生長發育。農業栽培采用補光控製技術，可提高作物光合作用效率，促進農藥生長減少，有利於現代高效無汙染農業的發展。現代生產經營模式，如設施農業、觀光農業、無土栽培和精準農業，是現代農業模式的裏程標誌。

1.特點和優勢

1.1 補光特點

植物利用陽光進行光合作用，吸收380~760的可見光譜 nm，吸收峰值區域為波長610~720 nm紅橙光和400～510 nm藍色和紫色的光。持續的雨天影響植物的生長發育，導致收獲。智能控製和照明的研發將解決這一問題，發展不受天氣影響的農業種植技術將成為一個新的方向。

影響溫室補光的主要因素有光質、光強和光周期，作物光合作用達到冠層光強補償1 000～3 000 lx各種作物適合紅藍光（R/B）具體要求，此外，對自然晝夜交替、循環現象形成了光周期的要求，作物在漫長的進化過程中適應了這種明暗變化。然而，在冬至前後或陰天，自然光不能滿足作物生長發育的需要，近年來，溫室補光已成為農業生產的重要手段。

1.2 高效智能係統

控製前端(智能手機、平板電腦或控製平台)（Sensor）、現場總線（Fieldbus）和led由燈組成的植物生長調節係統如1所示。智能手機、平板電腦(嵌入androids 或ioses 通過操作係統)Wi-Fi通過無線網絡連接控製平台控製終端。終端內置專用通信模塊ZigBee連接多達100個LED燈組網（可設任意組，燈之間最大距離15 m）或單點訪問，或係統控製傳感器、氧氣、灌溉和卷簾。該係統使用傳感器來監測環境溫度、濕度和營養液pH價值等數據通過軟件收集到數據庫中，並指示施肥灌溉係統對植物進行定期、定量、分段的精確施肥灌溉，並使用傳感器進行係統監控。根據植物生長需要LED遠程集中管理燈具的定時、開關、調光和調色，光配方（Light recipes，LR）調節植物的生長和開花周期。

針對不同的應用方案和場所，LED補光產品有很多種。植物工廠典型的燈泡、麵板燈、投光燈、燈帶、燈條等。LED結合智能控製係統的應用，使農業照明係統更加高效節能。

1.3 提高密度和節能

LED燈屬於冷光源，其輻射光譜對植物的熱效應較小，可實現植物的近距離照明，避免燒傷。在植物工廠或組裝培訓中，可縮短栽培框架之間的距離，提高植物單位空間的空間利用率和栽培密度。溫室中的智能控製照明實驗表明，傳統光源（高壓鈉燈和金鹵燈）每平方米需要配備0.5 kW的光源，而LED僅需0.27 kW，節能超過50 %。

此外，有效利用現代農業照明的技術創新，如自然光、光環境智能控製、空間管理和移動反射，將有效提高光能利用效率，滿足批量生產或提前庫存的市場需求。

2.農業照明應用

通過引進蔬菜、水果、花卉水果、花卉技術，擴展到生態餐廳、農業觀光等一係列精準農業模式，采用基於智能控製和信息技術支持的完整智能農業運營技術和管理係統，是當今農業發展的風向標。

2.1 畜禽養殖

通過研究紅光、藍光和白光對家禽生產性能的影響，推出係統控製光周期的智能養雞照明產品，實現漸變家禽養殖控製，並在養雞場投入使用。智能係統控製特定指標控製色溫、光強和照明時間，觀察其對畜禽行為習慣、生理特征和生長發育的影響，有效促進畜禽的生產性能。因此，水產養殖生產中的照明不僅需要低能耗和長壽命，還需要LR可控性。2.如補光在畜禽養殖中的應用所示。

研究發現肉雞（AA肉雞）生長早期采用綠光或藍光，生長後期采用藍光，可顯著促進其生長發育，提高生產性能。如果早期選擇綠光照明，可以不同程度地改善肉雞小腸粘膜結構，提高小腸吸收營養的能力。本研究結果可用於改善畜禽生理節奏、飲食行為、生長發育和繁殖性能，促進畜禽的生長和生產潛力，並提高畜禽免疫力。