果菜植物工廠的光照系統(tǒng)怎么工作
作者: 時(shí)間: 2025-10-14
果菜植物工廠的光照系統(tǒng)是一個(gè)精密的人工光環(huán)境控制系統(tǒng)，它通過模擬并優(yōu)化太陽光中對(duì)植物生長(zhǎng)最有效的部分，確保作物在任何地點(diǎn)、任何季節(jié)都能高效生長(zhǎng)。
系統(tǒng)組成部分核心功能技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式典型參數(shù)示例感知層（傳感器）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光照環(huán)境與植物狀態(tài)光照傳感器（監(jiān)測(cè)光強(qiáng)、光質(zhì)）、植株生長(zhǎng)傳感器（監(jiān)測(cè)葉綠素、形態(tài)）毫秒級(jí)數(shù)據(jù)更新頻率決策層（智能控制）分析數(shù)據(jù)，制定最佳“光配方”中央控制器（PLC/單片機(jī)）內(nèi)置作物光需求數(shù)據(jù)庫，結(jié)合AI算法進(jìn)行決策生長(zhǎng)期紅光占比約80%；苗期藍(lán)光占比可達(dá)70%執(zhí)行層（LED光源）精準(zhǔn)輸出所需光照采用可調(diào)光LED燈，通過PWM技術(shù)調(diào)節(jié)光強(qiáng)，切換光譜模組改變紅藍(lán)光比例光強(qiáng)范圍：苗期100-300μmol/m²/s，生長(zhǎng)期300-800μmol/m²/s光周期控制模擬晝夜節(jié)律，調(diào)控生長(zhǎng)發(fā)育定時(shí)自動(dòng)控制燈具開關(guān)，設(shè)定每日光照時(shí)長(zhǎng)長(zhǎng)日植物：12-16小時(shí)/天
光照系統(tǒng)如何協(xié)同工作
這套系統(tǒng)的工作流程是一個(gè)高效的閉環(huán)：
感知：遍布種植區(qū)域的傳感器網(wǎng)絡(luò)不斷收集光照強(qiáng)度、光譜分布等環(huán)境數(shù)據(jù)，以及通過攝像頭分析植物的生理狀態(tài)（如葉片顏色）。
決策：中央控制系統(tǒng)將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的“光配方數(shù)據(jù)庫”進(jìn)行比對(duì)。這個(gè)數(shù)據(jù)庫包含了不同作物在各生長(zhǎng)階段最適宜的光照參數(shù)。AI算法會(huì)據(jù)此判斷當(dāng)前光照是否達(dá)標(biāo)，并生成調(diào)控指令。
執(zhí)行：控制系統(tǒng)向LED燈具發(fā)出指令，動(dòng)態(tài)調(diào)整光譜（如從促進(jìn)葉片生長(zhǎng)的藍(lán)光模式切換到促進(jìn)果實(shí)積累糖分的紅光模式）、光強(qiáng)和光照時(shí)間。例如，對(duì)于立體栽培架，還會(huì)使用移動(dòng)式補(bǔ)光裝置來確保每一層的作物都能獲得均勻的光照。
優(yōu)化：調(diào)控后，傳感器再次采集數(shù)據(jù)驗(yàn)證效果，如未達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)，系統(tǒng)會(huì)重復(fù)上述過程，實(shí)現(xiàn)持續(xù)自我優(yōu)化。
光照系統(tǒng)帶來的核心優(yōu)勢(shì)
大幅提升產(chǎn)量與效率：通過提供最優(yōu)光環(huán)境，作物的光合作用效率顯著提高。
極致節(jié)能環(huán)保：LED光源本身能效極高，比傳統(tǒng)高壓鈉燈節(jié)能80%以上。系統(tǒng)還會(huì)采用分時(shí)供電策略，在夜間電價(jià)低谷時(shí)段進(jìn)行高強(qiáng)度補(bǔ)光，進(jìn)一步降低運(yùn)營(yíng)成本。
生產(chǎn)完全不受自然約束：系統(tǒng)不依賴陽光，因此可以在日照不足的冬季、多陰雨的地區(qū)，甚至是在沙漠、極地、城市地下室等極端環(huán)境下進(jìn)行穩(wěn)定生產(chǎn)。
精準(zhǔn)提升農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)：通過特定光譜的調(diào)控，可以定向影響作物的營(yíng)養(yǎng)成分和形態(tài)，比如促進(jìn)草莓糖分積累、控制植株高度，生產(chǎn)出更符合市場(chǎng)需求的高品質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品。
文章來源：葉菜俠科技
系統(tǒng)組成部分核心功能技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式典型參數(shù)示例感知層（傳感器）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光照環(huán)境與植物狀態(tài)光照傳感器（監(jiān)測(cè)光強(qiáng)、光質(zhì)）、植株生長(zhǎng)傳感器（監(jiān)測(cè)葉綠素、形態(tài)）毫秒級(jí)數(shù)據(jù)更新頻率決策層（智能控制）分析數(shù)據(jù)，制定最佳“光配方”中央控制器（PLC/單片機(jī)）內(nèi)置作物光需求數(shù)據(jù)庫，結(jié)合AI算法進(jìn)行決策生長(zhǎng)期紅光占比約80%；苗期藍(lán)光占比可達(dá)70%執(zhí)行層（LED光源）精準(zhǔn)輸出所需光照采用可調(diào)光LED燈，通過PWM技術(shù)調(diào)節(jié)光強(qiáng)，切換光譜模組改變紅藍(lán)光比例光強(qiáng)范圍：苗期100-300μmol/m²/s，生長(zhǎng)期300-800μmol/m²/s光周期控制模擬晝夜節(jié)律，調(diào)控生長(zhǎng)發(fā)育定時(shí)自動(dòng)控制燈具開關(guān)，設(shè)定每日光照時(shí)長(zhǎng)長(zhǎng)日植物：12-16小時(shí)/天
光照系統(tǒng)如何協(xié)同工作
這套系統(tǒng)的工作流程是一個(gè)高效的閉環(huán)：
感知：遍布種植區(qū)域的傳感器網(wǎng)絡(luò)不斷收集光照強(qiáng)度、光譜分布等環(huán)境數(shù)據(jù)，以及通過攝像頭分析植物的生理狀態(tài)（如葉片顏色）。
決策：中央控制系統(tǒng)將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的“光配方數(shù)據(jù)庫”進(jìn)行比對(duì)。這個(gè)數(shù)據(jù)庫包含了不同作物在各生長(zhǎng)階段最適宜的光照參數(shù)。AI算法會(huì)據(jù)此判斷當(dāng)前光照是否達(dá)標(biāo)，并生成調(diào)控指令。
執(zhí)行：控制系統(tǒng)向LED燈具發(fā)出指令，動(dòng)態(tài)調(diào)整光譜（如從促進(jìn)葉片生長(zhǎng)的藍(lán)光模式切換到促進(jìn)果實(shí)積累糖分的紅光模式）、光強(qiáng)和光照時(shí)間。例如，對(duì)于立體栽培架，還會(huì)使用移動(dòng)式補(bǔ)光裝置來確保每一層的作物都能獲得均勻的光照。
優(yōu)化：調(diào)控后，傳感器再次采集數(shù)據(jù)驗(yàn)證效果，如未達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)，系統(tǒng)會(huì)重復(fù)上述過程，實(shí)現(xiàn)持續(xù)自我優(yōu)化。
光照系統(tǒng)帶來的核心優(yōu)勢(shì)
大幅提升產(chǎn)量與效率：通過提供最優(yōu)光環(huán)境，作物的光合作用效率顯著提高。
極致節(jié)能環(huán)保：LED光源本身能效極高，比傳統(tǒng)高壓鈉燈節(jié)能80%以上。系統(tǒng)還會(huì)采用分時(shí)供電策略，在夜間電價(jià)低谷時(shí)段進(jìn)行高強(qiáng)度補(bǔ)光，進(jìn)一步降低運(yùn)營(yíng)成本。
生產(chǎn)完全不受自然約束：系統(tǒng)不依賴陽光，因此可以在日照不足的冬季、多陰雨的地區(qū)，甚至是在沙漠、極地、城市地下室等極端環(huán)境下進(jìn)行穩(wěn)定生產(chǎn)。
精準(zhǔn)提升農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)：通過特定光譜的調(diào)控，可以定向影響作物的營(yíng)養(yǎng)成分和形態(tài)，比如促進(jìn)草莓糖分積累、控制植株高度，生產(chǎn)出更符合市場(chǎng)需求的高品質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品。
文章來源：葉菜俠科技