CN106021200A - 植物光照数据转换方法 - Google Patents

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CN106021200A CN201610322534.5A CN201610322534A CN106021200A CN 106021200 A CN106021200 A CN 106021200A CN 201610322534 A CN201610322534 A CN 201610322534A CN 106021200 A CN106021200 A CN 106021200A
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吴松楠
陈迎曦
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Nanjing core light union Intelligent Technology Co., Ltd.
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Suzhou Lei Xu Electro-Optical Technology Inc (us) 62 Martin Road Concord Massachusetts 017
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Abstract

本发明涉及一种植物光照数据检测方法，其特点是：通过建立光谱数据文件库，配合用户进行光谱数据文件导入。同时，用户选择数据操作之后完成数据转化。最后，显示结果，进行数据保存、输出。由此，可通过光谱数据文件库，管理用户原始数据信息，有效扩充数据库。实现光谱测量结果在不同数据形式之间的相互转换，免去人工的繁杂计算。能够将光谱测量结果以不同形式显示于用户显示屏，满足各种光子数类数据相对于波长的图表和数值的显示。处理结果可通过多种形式、格式进行保存与发送。可配合常用的便捷设备参与数据保存与汇总，使用便捷。

Description

植物光照数据转换方法
技术领域
本发明涉及一种检测方法，尤其涉及一种植物光照数据转换方法。
背景技术
目前，一般光谱测量实验中所采集的数据大多为波长(单位：nm)和相应的单位波长内的光功率(单位：W/nm或mW/nm),这是一般科学实验中人们最关心的物理量。
但在植物照明领域，一束光的光功率并不能直接反映它对植物光合作用的效果。这是因为植物的光合作用是一个量子过程，即一个光子只要波长在大概400-700nm之间就可能被植物吸收并进行光合作用，光合作用的强弱决定于光子数的多少。举例来说，有两束相同功率的光，分别为蓝光和红光。蓝光的光子能量大，红光的光子能量小，因而蓝光中的总光子数少于红光。这样，尽管两束光功率相同，红光由于光子数多而产生的光合作用效果明显强于蓝光。可见，光谱中光子数(单位：umol)的测量在植物照明领域非常重要。在植物照明领域通常把400-700nm波段的总光子数称为光合作用有效光照(PAR)，其单位为umol/s,考虑到单位面积的照射强度，也有用umol/m2/s为单位的。
目前，也有一些软件除了给出光功率以外，还会给出相对于人眼的亮度测量结果，即流明(lm)。这是一个根据人眼对不同波长的光谱响应来修正光功率测量值的结果，这个结果可以直观的告诉人们光照的亮度。举例来说，有两束相同功率的光，分别为绿光和红光。人眼对绿光最为敏感，而对红光较弱。因此，上述软件给出的绿光流明值远高于红光。因此在一般照明领域，上述软件给出的流明值可以准确反映出两束相同功率但颜色不同的光对人眼的真实亮度。但是，由于绿光的光子能量大，红光的光子能量小，因而绿光中的总光子数少于红光。这样，尽管上述软件的测量结果显示绿光比红光“亮”，但红光由于光子数多而产生的光合作用效果明显强于绿光。可见，流明值在植物照明领域并不能真实反映不同光谱的光照对植物光合作用的效果。
虽然在植物照明领域人们已经认识到测量光子数的重要性，但市场上的测量软件大不分还只能显示光功率和流明值，无法满足植物照明市场的需要。
当然也有一些科研工作者根据自己的所学知识，经过复杂计算将一般的光功率或是流明测量值转换为光子数，但这种技能毕竟只被少数人掌握。这种计算不仅效率低，而且很难被一般的使用者掌握。很多植物照明领域的工作人员通过长期的实验工作，积累了大量的光谱实验数据，要把这些光功率或是流明数据一一转换为光子数测量结果，不仅费时费力，而且由于人员专业知识的限制往往很难实现。
有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种植物光照数据转换方法，使其更具有产业上的利用价值。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种植物光照数据转换方法。
本发明的植物光照数据转换方法，其包括以下步骤：步骤一，建立光谱数据文件库。步骤二，用户进行光谱数据文件导入。步骤三，用户选择数据操作。步骤四，数据转化。步骤五，结果显示。步骤六，数据保存、输出。
进一步地，上述的植物光照数据转换方法，其中，所述步骤一中，用户主动录入光谱数据，和/或是通过软件后台，配合数据爬虫录入光谱数据。
更进一步地，上述的植物光照数据转换方法，其中，所述光谱数据文件库中，包含所有用户原始光谱的测量结果，所述测量结果包含波长、单位波长内的光功率、单位面积的光功率，还包括已有数据列表、上传时间、上传用户信息。
更进一步地，上述的植物光照数据转换方法，其中，所述步骤二中，用户将文件直接导入指定文件夹；或是，通过用户UI界面，上传文件。
更进一步地，上述的植物光照数据转换方法，其中，所述步骤三中，用户从光谱数据文件库的对应列表中，选择所需数据，令原始光谱数据导入内存。
更进一步地，上述的植物光照数据转换方法，其中，所述步骤四中，各个数据均能实现互换，包括有，功率类数据，流明，光子数类数据。
更进一步地，上述的植物光照数据转换方法，其中，所述步骤五中，将前述步骤处理结束后的数据在显示屏上显示，且显示内容能够根据用户设置进行区别显示，所述区别显示的内容包括如图表横轴、纵轴显示范围、图表颜色中的一种或是多种。
更进一步地，上述的植物光照数据转换方法，其中，所述步骤六中，数据保存在本地；或是数据通过电子邮件形式外发；或是数据直接发送到便携设备。
更进一步地，上述的植物光照数据转换方法，其中，所述数据格式为图片格式，包括jpg、png、tif；或是，所述数据格式为文本格式，包括txt；或是，所述数据格式为表格，包括excel。
再进一步地，上述的植物光照数据转换方法，其中，所述便携设备，包括智能手机、便携电脑，所述便携设备能通过USB接口，或是无线网，或是局域网，或是蓝牙实现数据传输。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
1、可通过光谱数据文件库，管理用户原始数据信息，有效扩充数据库。
2、实现光谱测量结果在不同数据形式之间的相互转换，免去人工的繁杂计算。
3、能够将光谱测量结果以不同形式显示于用户显示屏，满足各种光子数类数据相对于波长的图表和数值的显示。
4、处理结果可通过多种形式、格式进行保存与发送。
5、可配合常用的便捷设备参与数据保存与汇总，使用便捷。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是植物光照数据转换方法的处理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1的植物光照数据转换方法，其特别之处在于包括以下步骤：
首先，建立光谱数据文件库。考虑到配合常见的数据处理来建立较为健全的文件库，可通过用户主动录入光谱数据，这样满足最专业的数值收录，同时，还可通过软件后台，配合数据爬虫录入光谱数据，实现大面积的数据补充。具体来说，本发明采用的光谱数据文件库中，包含所有用户原始光谱的测量结果，这些测量结果包含波长、单位波长内的光功率、单位面积的光功率，还包括已有数据列表、上传时间、上传用户信息，便于归档统计，也便于建立关键词，有利于快速、精准调取。考虑到用户的使用习惯以及日常涉及的检测数据类型，测量结果包含波长单位可以是nm，um，或其它常用长度单位，单位波长内的光功率单位可以是W/nm，mW/nm，或其它灯常用功率单位。当然，也可以是单位面积的光功率，比如W/m2/nm,mW/m2/nm,W/cm2/nm,mW/cm2/nm等。
接着，用户进行光谱数据文件导入。为了便于大量数据的同步汇总导入，用户可将文件直接导入指定文件夹。或是，通过用户UI界面，上传其它格式的原始数据文件，满足常用智能设备或是APP的通讯传导需要。结合实际实施来看，为了减少文件空间占用，实现统一的格式规划，用户导入指定文件夹的文件格式以txt为主。
之后，为了满足针对性的数据检测处理，可让用户选择数据操作。在实际的实施期间，用户根据需要从光谱数据文件库的对应列表中，选择所需数据，令原始光谱数据导入内存。
随后，根据最终检测数据的单位定义，进行有效的数据转化。为了拥有最佳的互通性，本步骤中各个数据均能实现互换。其包括有，功率类数据，比如W/nm，mW/nm，W/m2/nm,mW/m2/nm,W/cm2/nm,mW/cm2/nm等。流明，单位，lm。光子数类数据，比如umol/nm,umol/m2/nm,umol/cm2/nm,umol,umol/m2,umol/cm2等。
完成上述步骤后，进行结果显示。具体来说，将前述步骤处理结束后的数据在显示屏上显示，且显示内容能够根据用户设置进行区别显示，满足用户的个性化显示需要。显示的内容包括如图表横轴、纵轴显示范围、图表颜色中的一种或是多种。这样，还可满足针对性显示，有利于后续数据筛选。
最终，根据实际需要，进行对应数据保存即可。并且，在保存期间可以让数据保存在本地，或是数据直接发送到便携设备。
具体来说，考虑到日益完善的通讯稿样式，为了便于保存后的数据传输，亦可以通过电子邮件形式外发。同时，考虑到数据传输的便利，本发明中数据所涉及的格式为图片格式，包括jpg、png、tif。或者，考虑到数据导入、导出的便利，可以采用诸如txt之类的文本格式。若是为了有效进行数据规划，亦可以采用诸如excel通用表格数据格式。
再者，目前便携设备发展较为成熟，与本发明相匹配的便携设备包括智能手机、便携电脑。同时，便携设备能通过USB接口，或是无线网，或是局域网，或是蓝牙实现数据传输。
本发明的工作原理如下，以功率W/nm和光子数umol/nm,umol之间的转换为例：
在用户完成数据导入，并选择相应的数据操作之后，进行对应公式的推导带入处理。具体来说，光子能量的定义为E＝hυ，其中h为普朗克常数6.6260693(11)×10-34J·s，υ为光子频率。其中光子频率c为光速299792458米/秒，λ为波长。
因此，一束能量为P的光，其功率可以写为P＝En，其中n为光子数，这里功率P的单位为W/nm，即单位波长内的功率，而n的单位为umol。同时，摩尔(mol)的定义为6.02×1023，微摩尔(umol)的定义为6.02×1017。综上，如果光谱数据为功率P，其单位为W/nm，那么光子数其单位为umol/nm，即单位波长内的光子数。将转换后光谱数据,即光子数n对波长积分后即可得到光谱中的总光子数，单位为umol。
通过上述的文字表述并结合附图可以看出，采用本发明后，拥有如下优点：
1、可通过光谱数据文件库，管理用户原始数据信息，有效扩充数据库。
2、实现光谱测量结果在不同数据形式之间的相互转换，免去人工的繁杂计算。
3、能够将光谱测量结果以不同形式显示于用户显示屏，满足各种光子数类数据相对于波长的图表和数值的显示。
4、处理结果可通过多种形式、格式进行保存与发送。
5、可配合常用的便捷设备参与数据保存与汇总，使用便捷。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.植物光照数据转换方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一，建立光谱数据文件库；
步骤二，用户进行光谱数据文件导入；
步骤三，用户选择数据操作；
步骤四，数据转化；
步骤五，结果显示；
步骤六，数据保存、输出。
2.根据权利要求1所述的植物光照数据转换方法，其特征在于：所述步骤一中，用户主动录入光谱数据，和/或是通过软件后台，配合数据爬虫录入光谱数据。
3.根据权利要求1所述的植物光照数据转换方法，其特征在于：所述光谱数据文件库中，包含所有用户原始光谱的测量结果，所述测量结果包含波长、单位波长内的光功率、单位面积的光功率，还包括已有数据列表、上传时间、上传用户信息。
4.根据权利要求1所述的植物光照数据转换方法，其特征在于：所述步骤二中，用户将文件直接导入指定文件夹；或是，通过用户UI界面，上传文件。
5.根据权利要求1所述的植物光照数据转换方法，其特征在于：所述步骤三中，用户从光谱数据文件库的对应列表中，选择所需数据，令原始光谱数据导入内存。
6.根据权利要求1所述的植物光照数据转换方法，其特征在于：所述步骤四中，各个数据均能实现互换，包括有，功率类数据，流明，光子数类数据。
7.根据权利要求1所述的植物光照数据转换方法，其特征在于：所述步骤五中，将前述步骤处理结束后的数据在显示屏上显示，且显示内容能够根据用户设置进行区别显示，所述区别显示的内容包括如图表横轴、纵轴显示范围、图表颜色中的一种或是多种。
8.根据权利要求1所述的植物光照数据转换方法，其特征在于：所述步骤六中，数据保存在本地；或是数据通过电子邮件形式外发；或是数据直接发送到便携设备。
9.根据权利要求8所述的植物光照数据转换方法，其特征在于：所述数据格式为图片格式，包括jpg、png、tif；或是，所述数据格式为文本格式，包括txt；或是，所述数据格式为表格，包括excel。
10.根据权利要求8所述的植物光照数据转换方法，其特征在于：所述便携设备，包括智能手机、便携电脑，所述便携设备能通过USB接口，或是无线网，或是局域网，或是蓝牙实现数据传输。
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张永爱: "《医学统计分析》", 31 August 2015 *

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