[01121039]BP神经网络智能LED光源闭锁植物工厂研究及工程化

长期以来在设施农业领域使用的人工光源主要有高压钠灯、荧光灯、金属卤素灯、白炽灯等,这些光源的突出缺点是能耗大、运行费用高。因此,提高发光效率、减少能耗一直是设施农业领域人工光应用的重要课题。LED具有高光电转换效率、使用直流电、体积小、寿命长、耗能低、波长固定与低发热等优点,与目前普遍使用的高压钠灯和荧光灯相比,不仅光量、光质可调,而且还是低发热量的冷光源,可近距离照射,从而使植物的栽培层数和空间利用率大大提高,因此,LED被认为是未来设施农业领域最有前途的人工光源,具有良好的发展前景。 项目通过对LED光源、LED光源控制模块、基于BP神经网络的智能化LED植物补光控制系统、光质对植物光谱频率的影响等展开技术攻关和研究,精确计算植物补光量,建成利用计算机技术以及现代控制理论对设施内的各种环境因子,包括温度、相对湿度、光照、CO2浓度等进行自动控制和调节的标准化闭锁式植物工厂,能满足不同植物或同一植物不同生长阶段的不同光质需求,实现不同植物按需精确补光,保证植物一直处于最佳生长状态。实现以下技术创新： 1、自主开发闭锁式植物工厂及其环境控制系统,实现系统中温度、相对湿度、CO2浓度、光照等环境因子的精确控制。并开发用于种苗生产的LED光环境调控装置,验证其用于闭锁式植物工厂的实用性与可行性。进行人工光与自然光环境下不同植物栽培的对照试验,通过其形态指标、生理指标、营养品质指标等对环境控制系统的环境控制效果进行验证、评估,实现在农业栽培方面的工程化应用。 2、进行人工LED光与自然光环境下育苗对照试验,通过其形态指标、生理指标、营养品质指标等对环境控制系统的环境控制效果进行验证、评估,确立最佳的植物生产光源及优化指标。 3、提出一种基于BP神经网络控制的LED植物精准补光系统,实现不同植物在不同生长阶段、不同环境下皆可按需分波长定量补光,具有精确化,智能化,低能耗的特点。