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LED智能灯具在农业照明应用情况及市场趋势分析

2016-01-21 05:54
苏子言岁月
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  人类目前所面临的食物、能源、资源、环境和人口等问题的解决都与农业生产密切相关,而光照是影响植物生长发育的首要因素,因此,深入研究农业照明对光的需求特性、规律和光控基准,创新性地开发适宜于农业照明的智能控制补光系统,为农业照明提供高效的光照环境是1项重要工作。随着大气污染日益加重,大气透明系数不断下降,植物可接收的太阳光能越来越少,直接影响其生长发育。将补光调控技术用于农业栽培,可提高作物光合作用效率,促进生长并减少农药使用,利于发展高效无污染的现代农业。发展设施农业、观光农业、无土栽培和精准农业等现代生产经营模式,是现代农业模式的里程标志。

  1、特点及优势

  1.1 补光特点

  植物利用太阳光进行光合作用,吸收的可见光光谱在380~760 nm,其中吸收峰值区域为波长610~720 nm红橙光和400~510 nm的蓝紫光。而连续的阴雨天气影响植物生长发育乃致绝收,智能控制补光的研究及发展将解决这一问题,发展不受天气影响的农业种植技术将成为新的方向。

  影响温室补光的主要因素有光质、光强和光周期等,农作物光合作用以冠层光强补偿达到1 000~3 000 lx为宜,各种农作物对红蓝光(R/B)有特定要求,另外对自然界昼夜交替、周而复始的现象形成了光周期的要求,农作物在漫长的进化过程中适应了这种明暗变化。但是,在冬至前后或连阴天时,自然光照无法满足农作物生长发育需求,则需要通过人工补光来增加光照时间,近年来,温室补光已经成为农业生产的重要手段。

  1.2 高效智能系统

  由控制前端(智能手机、平板电脑或控制平台)、传感器(Sensor)、现场总线(Fieldbus)和LED灯组成的植物生长调控系统如图1所示。智能手机、平板电脑(嵌入Android 或iOS 操作系统)通过Wi-Fi无线网络连接控制平台对终端进行控制。终端内置专用通信模块通过ZigBee连接多达100个LED灯组网(可设任意组,灯之间的最大距离15 m)或单点访问,也可对传感器、增氧、浇灌及卷帘等装置进行系统控制。系统利用传感器监测环境温度、湿度和营养液pH值等数据,通过软件汇集到数据库,并指令施肥灌溉系统对植物进行定时、定量及分区分段的精准施肥灌溉,同时利用传感器进行系统监控。根据植物生长需求对LED灯的定时、开关、调光和调色等进行远程集中管理,并通过光配方(Light recipes, LR)对植物的生长和开花周期进行调控。

  针对不同应用方案及场所,LED补光照明产品可选品种较多。灯泡、面板灯、投光灯、灯带和灯条等是植物工厂的典型LED应用产品,结合应用智能控制系统使农业照明系统更高效节能。

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