CN108184300B - 一种植物生长的照明频闪方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种植物生长的照明频闪方法和装置，包括以下各项：提供至少一个试验空间；在各象限内提供一个具有照明驱动电路的照明组件，该照明组件具有至少一个照明元件网络，相应的照明元件网络响应于经照明驱动电路调节的脉冲电流而产生用于植物生长的可控频闪照明环境；提供设于所述试验空间内的至少一个监控网络；提供服务平台，生成多个待验证的生产照明驱动程序，然后对多个待验证的生产照明驱动程序进行验证并将其中验证结果排序靠前的至少一个生产照明驱动程序提供给相应植物的生产种植区；本发明能根据试验空间内的试验情况优化生产照明驱动程序并将其提供给生产种植区以帮助种植户优化频闪照明方案，提高生产质量。

Description

一种植物生长的照明频闪方法和装置

技术领域

本发明涉及植物照明控制领域，尤其涉及一种植物生长的照明频闪方法 和装置。

背景技术

每种植被的生长都需要光，但每种植被在各个生长阶段所需的照明条件 是不同的。植物生长灯在设施栽培环境中的大量研究与应用表明，它可以解 决其它人工光源存在的光谱成分中光质不纯、光强不一致、光源照射能效低 等难题。采用植物生长灯补光技术，能够显着促进菠菜、萝卜和生菜的发育， 提高形态指标，其生长速率、光合速率都提高20％以上。能够使甜菜中的甜 菜素生物积累量最大，并在毛根中产生最高的糖分和淀粉积累。频闪的植物 生长灯能使胡椒、紫苏的茎叶的形态发生显着变化，植株的光合速率明显提高。使用在花卉上，能增加花芽数和开花数，可提高花的品质、延长花期。 可引起万寿菊和鼠尾草两种植物的气孔数目增加，而气孔的增加意味着光合 作用的提高。植物生长灯的相关技术将是都市设施农业和IT农业(科技农 业)的发展方向。目前在日本与中国台湾的花卉、蔬菜种植中已开始流行。

由于技术和资金的限制，种植户目前难以确定植物在各个生长阶段所需 的最优频闪照明方案。而且，现有的植物生长灯大多没有驱动更新接口，出 厂前便设置好频闪照明的参数，出厂后不能调节或只能有限地进行调节；既 不能动态调节，也不能自适应地进行调节。这不便于找出和/或利用适于提 高相应植物的生产质量的频闪照明方案，也不便于种植户根据最新的试验结 果调整植物生长灯的驱动程序以改变频闪照明方案，以匹配于不同植物的不 同生长阶段。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明提供了一种植物生长的照明频闪方法。本 发明提供的照明频闪方法能够根据试验空间内相应植物的试验情况生成优 化的生产照明驱动程序，然后在经过验证后将相应的生产照明驱动程序提供 给相应的生产种植区以帮助种植户优化频闪照明方案，提高相应植物的生产 质量。

根据一个优选实施方式，一种植物生长的照明频闪方法，该方法包括以 下步骤：提供具有至少两个带有位置坐标的象限且各象限均不受该象限以外 的光照影响的至少一个试验空间；在各象限内分别提供一个具有照明驱动电 路的照明组件，所述照明驱动电路是根据试验照明驱动程序得以调节的，使 得所述照明驱动电路能输出调节后的脉冲电流且能将所述脉冲电流的一个 脉冲周期分割为至少两个可控阶段，其中，能够通过所述对脉冲电流的第一 可控阶段进行调节，实现对所述照明组件的与第一可控阶段对应的第一发光 阶段的发光强度、发光时长、发光曲线和发光光谱中的至少一个参数的调节， 能够通过对所述脉冲电流的第二可控阶段进行调节，实现对所述照明组件的 与第二可控阶段对应的第二发光阶段的发光强度、发光时长、发光曲线和发 光光谱中的至少一个参数的调节，并且通过所述第一和第二可控阶段的调节 能够得到第三阶段，所述照明组件的与所述第三阶段对应的第三发光阶段的 发光强度接近或等于零坎德拉；提供设于所述试验空间内的至少一个监控网 络，用于按照与位置坐标及时间相关的方式采集相应象限内的与植物相关的 比对信息；提供一个服务平台，获取所述比对信息后与此前存储的历史信息 按照分生长阶段的方式进行对比排序并针对每个生长阶段选出排名靠前的 至少两个试验照明驱动程序进行组合以生成多个待验证的生产照明驱动程 序，并且所述服务平台用于对所述多个待验证的生产照明驱动程序进行验证 并根据验证结果排序来确认其中至少一个生产照明驱动程序。由于植物存在 多个生长阶段，不同的生长阶段的对照明的需求不同，适于一生长阶段的频 闪照明方案不一定适于另一生长阶段。因此，本发明分生长阶段地进行对比 有利于分别找出适于相应植物的各生长阶段的最优频闪照明方案。此外，普 通的植物生长灯仅能对照明的频率进行调节，而本发明的照明频闪方法能够 对一个发光周期的三个发光阶段进行精细化控制，通过反复的试验和对比， 找出能够提高相应植物的生产质量的频闪照明方案。

根据一个优选实施方式，所述对比排序的首要依据为生长情况，次要依 据为频闪频率；所述验证结果排序的首要依据为生长情况，次要依据为所需 功耗，其中，所述对比排序是针对来自不同象限的相同植物按照分生长阶段 的方式完成的，并且所述验证是通过下述方式实施的，即，由所述服务平台 针对不同象限内的相同植物的至少包括生长情况和/或所需功耗的参数进行 评估。在两种以上试验照明驱动程序对应的生长情况相同时，通过频闪频率 进一步排序有助于找出更适合人员和适于植物生长的照明驱动程序。因生产 种植区的具体表现形式为大棚或者植物工厂等，相关人员需要进入生产种植 区完成相应的工作或者进行参观、调研或者学习等，如果频闪频率较低，特 别是低于50Hz时会影响相关人员的正常活动，对其眼部健康造成影响。在 人员进入时如果改用另一套照明方案或者开启其他光源不仅会影响植物的 生长，而且还会增加生产种植区的总成本。而高于50Hz的频闪频率人眼基 本分辨不出，且频闪频率越高越不容易引起视疲劳。而且，根据大量的试验 表明，频闪频率越高，多数植物的生产质量越高，尤其是以生长速率评判生 产质量的植物。因此，在两种试验照明驱动程序对应的生长情况相同时，选 出频闪频率更高的频闪照明方案有助于生产种植区的人员利用照明组件在 生产照明驱动程序控制的灯光照明下完成正常活动以及找出适于植物生长 的试验照明驱动程序用于组合生成优化的生产照明驱动程序，还能间接降低 生成种植区的总成本。而在验证时，分析所需功耗有助于在生长情况相同的 情况下选择出能耗低的试验照明驱动程序，实现节约能源，提高生产利润率的目的。同时，照明的所需功耗越低，伴随着照明产生的热量也越低，还能 减少相应象限内或者试验空间内的温度控制环节所需的能耗。

根据一个优选实施方式，当所述排名靠前的至少一个生产照明驱动程序 以直接或间接的方式提供给与相应植物的生产种植区相关的象限之后，所述 服务平台分析所述排名靠前的至少两个试验照明驱动程序与其他试验照明 驱动程序在其对应的脉冲电流的一个脉冲周期的至少两个可控阶段的差异 且按照将所述差异进一步放大的方式调整后续的试验照明驱动程序并将后 续的试验照明驱动程序提供给所述试验空间的相应象限进行迭代试验。由于 所述差异可能是提高生产质量的关键因素，通过将所述差异进一步放大的方 式调整后续的试验照明驱动能够缩短试验的周期，以便快速找出相应植物的 最优的生产照明驱动程序。

根据一个优选实施方式，所述试验照明驱动程序是由所述服务平台基于 分析得到的更优生长情况按照分象限并分时段的方式加以存储的，并且所述 服务平台能够基于相应象限内的物理条件和相应植物品种从所存储的试验 照明驱动程序和生产照明驱动程序中挑选出与相应象限内的植物相关的照 明驱动程序，用以迭代验证并确认用于所述象限的所述植物品种的至少一个 生产照明驱动程序。通过该方式，能够快速找出适于相应植物生长的生产照 明驱动程序。

根据一个优选实施方式，所述服务平台获取比对信息后通过图像识别判 断植物的品种并调取与该品种的植物有关的历史信息进行对比排序。在试验 量大的情况下，通过图像识别判断植物的品种有助于准确和快速地完成相关 的对比排序工作。

根据一个优选实施方式，所述照明组件具有至少一个照明元件网络，相 应的照明元件网络响应于经照明驱动电路调节的脉冲电流而产生用于植物 生长的可控频闪照明环境，并且所述监控网络包括至少一个图像传感器，当 所述图像传感器采集对比信息中的图像信息时，所述照明组件以与所述图像 传感器的采集触发单元同步的方式控制相应的照明元件网络。由于采用频闪 照明的方式，如果照明组件与图像传感器之间无关联，则当图像传感器采集 图像时光源是不稳定的，导致成像质量低或者成像时处于与第三发光阶段对 应的暗周期导致成像失败，直接影响生长情况的对比结果的准确性。因此， 采集所述图像信息时，相应的照明组件以与对应的成像触发单元同步的方式 控制照明元件网络，以便保证图像的质量和成像环境光的统一，提高对比排 序的结果和/或验证结果的准确性。

根据一个优选实施方式，相应的植物放入到相应的象限后，所述监控网 络识别到这一状态并由此启动图像采集以记录该植物放入相应的象限时所 处的生长阶段和所处的生长状况并在通过图像识别确定该植物的品种后以 与品种和生长阶段关联的方式设置图像传感器的拍摄角度和拍摄位置采集 该植物的有用部位的生长情况。由于培育目的不同、植物品种不同和相应植 物在各生长阶段的具有不同的培育目的等情况，采集植物的生长情况时，不 同品种的植物的试验生成情况的关注点不尽相同，同一植物在不同的生长阶段的关注点也可能不同，此时就需要根据该植物的品种和所处的生长阶段来 调整拍摄角度和拍摄位置。因此，通过图像识别确定该植物的品种后以与品 种和生长阶段关联的方式设置图像传感器的拍摄角度和拍摄位置采集该植 物的有用部位的试验生长情况有助于快速和准确地采集比对信息中图像信 息，进一步提高对比排序的结果和/或验证结果的准确性。

根据一个优选实施方式，所述照明组件还包括耦合到照明元件网络的成 像驱动电路，所述成像驱动电路包括：第一晶体管和第二晶体管，所述第一 晶体管、所述第二晶体管和相应的照明元件网络串联，所述第一晶体管被控 制以建立通过相应的照明元件网络传导的电功率电平，所述第二晶体管受到 电触点的预设时长的触发信号，从而建立通过相应的照明元件网络的电流脉 冲。本发明的成像驱动电路仅在成像装置采集图像的过程中对照明元件网络 进行控制，图像采集完成后切换为照明驱动电路对照明元件网络进行控制， 能够提高成像质量，以提高对比排序的结果和/或验证结果的准确性，成像 过程短，减小对植物生长情况的影响。

根据一个优选实施方式，所述成像驱动电路还包括：驱动所述第一晶体 管的第一放大器电路、驱动所述第二晶体管的第二放大器电路和与相应的照 明元件网络热接触的温度感测装置，所述第一放大器向所述第一晶体管提供 电压电平以建立所述电功率电平，所述第二放大器在所述预设时长内向所述 第二晶体管的栅极端子提供电压信号并且在预定时间之后立即从栅极端子 去除电压信号，所述温度感测装置提供相应的照明元件网络的温度信号，所 述温度信号影响所述第一晶体管的控制。通过该方式，使得成像过程的光源 控制更加精细，进一步提高了成像质量，以提高对比排序的结果和/或验证 结果的准确性。

根据一个优选实施方式，本发明还公开了一种植物生长的照明频闪装 置，其具有：至少两个带有位置坐标的象限且各象限均不受该象限以外的光 照影响的至少一个试验空间；在各象限内的具有照明驱动电路的照明组件， 所述照明驱动电路是根据试验照明驱动程序得以调节的，使得所述照明驱动 电路能输出调节后的脉冲电流且能将所述脉冲电流的一个脉冲周期分割为 至少两个可控阶段，其中，能够通过对脉冲电流的第一可控阶段进行调节， 实现对所述照明组件的与第一可控阶段对应的第一发光阶段的发光强度、发光时长、发光曲线和发光光谱中的至少一个参数的调节，能够通过对脉冲电 流的第二可控阶段进行调节，实现对所述照明组件的与第二可控阶段对应的 第二发光阶段的发光强度、发光时长、发光曲线和发光光谱中的至少一个参 数的调节，并且通过所述第一和第二可控阶段的调节能够得到第三阶段，所 述照明组件的与所述第三阶段对应的第三发光阶段的发光强度接近或等于 零坎德拉；设于所述试验空间内的至少一个监控网络，用于按照与位置坐标 及时间相关的方式采集相应象限内的与植物相关的比对信息；服务平台，其 获取所述比对信息后与此前存储的历史信息按照分生长阶段的方式进行对 比排序并针对每个生长阶段选出排名靠前的至少两个试验照明驱动程序进 行组合以生成多个待验证的生产照明驱动程序，并且所述服务平台用于对所 述多个待验证的生产照明驱动程序进行验证并根据验证结果排序来确认其 中至少一个生产照明驱动程序。

附图说明

图1是本发明的试验空间、服务平台和生产种植区的关联示意图；

图2是本发明一个发光周期的其中一种频闪曲线示意图；

图3是其中五种展示第二发光阶段的频闪曲线示意图；

图4是其中七种展示第一发光阶段的频闪曲线示意图；

图5是0～5ms之间的A、B和C阶段的光谱曲线图；

图6是0～5ms之间的D、E和F阶段的光谱曲线图；

图7是10～12ms之间的A、B和C阶段的光谱曲线图；

图8是10～12ms之间的D、E和F阶段的光谱曲线图；

图9是12～15ms之间的A、B和C阶段的光谱曲线图；和

图10是12～15ms之间的D、E和F阶段的光谱曲线图。

附图标记列表

10：试验空间 20：服务平台 30：生产种植区

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

下面结合图1，示出本发明的一种植物生长的照明频闪方法。

实施例1

根据本发明一个优选实施方式，公开了一种植物生长的照明频闪方法， 该方法包括以下步骤：

提供具有至少两个带有位置坐标的象限且各象限均不受该象限以外的 光照影响的至少一个试验空间10。

在各象限内分别提供一个具有照明驱动电路的照明组件，照明驱动电路 是根据试验照明驱动程序得以调节的，使得照明驱动电路能输出调节后的脉 冲电流且能将脉冲电流的一个脉冲周期分割为至少两个可控阶段。

通过对脉冲电流的第一可控阶段进行调节，实现对照明组件的与第一可 控阶段对应的第一发光阶段的发光强度、发光时长、发光曲线和发光光谱中 的至少一个参数的调节。

通过对脉冲电流的第二可控阶段进行调节，实现对照明组件的与第二可 控阶段对应的第二发光阶段的发光强度、发光时长、发光曲线和发光光谱中 的至少一个参数的调节。

通过第一和第二可控阶段的调节能够得到第三阶段，照明组件的与第三 阶段对应的第三发光阶段的发光强度接近或等于零坎德拉。本发明的照明元 件的照明频闪是由输出端能输出经调节的脉冲电流且能将脉冲电流的一个 脉冲周期分割为至少两个可控阶段的照明驱动电路根据试验照明驱动程序 控制实现的，以便对照明频闪进行精细化控制，以找出能够改善植物生长的 频闪照明细节差异并据此生成优化的生产照明驱动程序提高相应品种的植 物的生产质量。优选地，相应的照明驱动电路在试验照明驱动程序的控制下产生上述脉冲电流。优选地，相应的照明驱动电路在生产照明驱动程序的控 制下分生长阶段提供适于各生长阶段的脉冲电流。优选地，生产照明驱动程 序是包括适于各生长阶段的试验照明驱动程序的程序集。随着植物的生长， 根据识别到的植物的生长阶段切换到适于该生长阶段的试验照明驱动程序。

根据一个优选的实施方式，第一发光阶段、第二发光阶段和第三发光阶 段所对应的发光参数各不相同。第二发光阶段其亮度或光强呈下降趋势。第 三发光阶段不发光，或其发光强度接近或等于零坎德拉，仅第一发光阶段与 第二发光阶段发光。第一发光阶段与第二发光阶段其发光颜色可以不同，即 是光的波长可以不同。并且，第一发光阶段与第二发光阶段其发光参数可控。

根据一个优选的实施方式，第一发光阶段的中发光时长、发光曲线、发 光强度可控。第二发光阶段中的发光时长、发光曲线、发光强度、发光光谱 或波长可控。发光光谱在不同的时间点可以变化，并且变化范围可控。第三 发光阶段其发光时长可控。第三发光阶段的发光时长可以通过调节第一放光 阶段和第二发光阶段的发光时长来控制。第一发光阶段终点时的发光强度值 可以是第二发光阶段起始点的强度最大值。同时，第二发光阶段起始点的发 光强度值可以高于第一发光阶段终点时的发光强度值。发光相对亮度为发光强度的泛指，其单位可以是lux、lm、cd、umol/m2*s等。发光体发出的光 可以是单色光或复合颜色光中的一种或两种或多种。也可以是可见光或不可 见光中的一种或两种或多种。也可以是紫外光或红外光中的一种或两种或多 种，也可是宽谱光。

该照明组件具有至少一个照明元件网络，相应的照明元件网络响应于经 照明驱动电路调节的脉冲电流而产生用于植物生长的可控频闪照明。照明元 件网络由若干彼此相联的照明元件构成。

根据本发明的一个优选的实施方式，各个象限内分别设有一个照明元件 网络，在各个象限内的照明元件应当彼此同步地进行频闪。换而言之，在试 验空间10的不受其他光照影响的一个象限之内，照明元件网络内的照明元 件是以同步方式进行频闪的。同步性可以通过照明驱动电路的与所述象限对 应的定时电路来实现，其中，所述照明驱动电路具有与各个象限对应的若干 定时电路，该定时电路可以分别受到控制，例如依据成像装置(如下文所述) 的信号来得到控制，使得照明驱动电路在各个象限内以彼此不同的频率驱动照明元件网络实施照明。

根据一个优选的实施方式，照明驱动电路的这些定时电路也可以彼此同 步，从而实现整个试验空间10以相同的频闪频率和/或以相同的频闪频率变 化曲线得以驱动。

根据一个优选的实施方式，所述定时电路可以是独立于照明驱动电路的 控制器件，其以分时方式向隶属于试验空间10不同象限的照明驱动电路分 别提供定时信号，由此实现各个象限各异的照明频率或照明频率变化。

本发明还提供设于试验空间10内的至少一个监控网络，用于按照与位 置坐标及时间相关的方式采集相应象限内的与植物相关的比对信息；

本发明还提供一个服务平台20，获取比对信息后与此前存储的历史信 息按照分生长阶段的方式进行对比排序并针对每个生长阶段选出排名靠前 的至少两个试验照明驱动程序进行组合以生成多个待验证的生产照明驱动 程序，并且服务平台用于对多个待验证的生产照明驱动程序进行验证并根据 验证结果排序来确认其中至少一个生产照明驱动程序。优选地，比对信息用 于对比后也按照相关方式添加至历史信息中以便后续的对比。

根据一个优选的实施方式，试验空间10包括至少一个试验控制系统。 生产种植区30包括至少一个生产控制系统，试验控制系统和生产控制系统 均通信连接于服务平台20。试验控制系统、生产控制系统例如是服务器、 服务器集群、工作站、台式电脑和笔记本电脑中的至少一种。

根据一个优选的实施方式，生产种植区30内按照能与试验的象限内的 照明组件提供的照明环境相对应的方式布置有生产的照明组件，以保证植物 的培养质量。

根据一个优选的实施方式，生产种植区30的生产控制系统接收到修改 后的生产照明驱动程序后，先在小范围的种植区域内验证修改后的生产照明 驱动程序，验证通过后再应用到整个生产种植区，以降低使用修改后的生产 照明驱动程序的潜在风险。

根据一个优选的实施方式，服务平台20将修改后的生产照明驱动程序 提供给相应植物的生产种植区30时按照与修改的生产照明驱动程序关联的 方式附有修改说明和对比结果，修改说明包括修改的生产照明驱动程序的修 改介绍和预计对生产带来的有益效果，对比结果包括对比的生长情况、对比 的图像。

根据一个优选的实施方式，一个象限可以是以一个单独的可供研究人员 进入的试验隔间的方式呈现，一个试验隔间内种植有至少一个品种的植物。 当一个试验隔间内种植有一个以上品种的植物时，多个品种的植物以不相互 阻挡成像装置拍摄生长情况地方式进行种植。

根据一个优选的实施方式，一个象限还可以是以一个小型的试验箱的方 式呈现。试验箱内独立提供相应植物所需的生长环境，试验箱可以堆叠地放 置在试验空间10内。其放置方式类似于超市、商场或游泳池等场所提供的 储物箱。由于试验箱内的空间有限，能提供的养料、光照等条件受限，种植 多个品种的植物时，各品种的植物之间会有较大相互影响，也不便于成像装 置分别拍摄各个品种的植物的生长情况。因此，一个试验箱内可以种植至少 一株同一品种的植物。优选地，根据植物所需的生长空间大小的不同，可以 设置多种规格的试验箱。优选地，试验箱可以是方形的或者圆筒形的。

根据一个优选的实施方式，象限的所述位置坐标包括第一坐标标识和不 同于第一坐标标识的第二坐标标识，其中，第一坐标标识可以是能通过肉眼 直观区分的标识，例如数字、颜色、图形或者其结合，以便相关人员通过第 一坐标标识快捷的找到相关的象限。第二坐标标识可以是能通过机器准确识 别的标识，例如二维码、条形码、色块、电子标签及其组合，以便通过电子 设备识别、定位和关联相应的象限。

根据一个优选的实施方式，象限和/或生产种植区30可以设有温度传感 器和温度调控组件。温度调控组件可以是连接至外部空调设备的空调出风口 或者独立运作的空调设备。当温度调控组件是连接至外部空调设备的空调出 风口时，可以按照多个象限共用一套外部空调设备的方式进行设置，类似于 中央空调。当温度调控组件是独立运作的空调设备时，一个象限设有至少一 台的空调设备。优选地，试验空间10的环境控制设备通过采集温度传感器 的温度信息和根据温度信息控制温度调控组件，确保在历次试验中为该品种的植物提供的温度条件一致。

根据一个优选的实施方式，象限和/或生产种植区30可以设有湿度传感 器和湿度调控组件。湿度调控组件可以和上述温度调控组件共用设备。优选 地，试验空间10的环境控制设备通过采集湿度传感器的湿度信息和根据湿 度信息控制湿度调控组件，确保在历次试验中为该品种的植物提供的湿度条 件一致。

根据一个优选的实施方式，象限和/或生产种植区30内可以设有CO2 浓度传感器和CO2供应组件。优选地，试验空间10的环境控制设备通过采 集CO2浓度传感器的CO2浓度信息和根据CO2浓度信息控制CO2供应组 件，确保在历次试验中为该品种的植物提供的CO2浓度条件一致。

根据一个优选的实施方式，象限和/或生产种植区30内可以设有用于测 量营养液中相应离子的离子浓度的离子浓度传感器和营养液供应组件。优选 地，试验空间10的环境控制设备通过采集离子浓度传感器的离子浓度信息 和根据离子浓度信息控制营养液供应组件，确保在历次试验中为该品种的植 物提供的营养液条件一致。

根据一个优选实施方式，对比排序的首要依据为生长情况，次要依据为 频闪频率。验证结果排序的首要依据为生长情况，次要依据为所需功耗。对 比排序是针对来自不同象限的相同植物按照分生长阶段的方式完成的，并且 验证是通过下述方式实施的，即，由服务平台20针对不同象限内的相同植 物的至少包括生长情况和/或所需功耗的参数进行评估。

根据一个优选的实施方式，验证可以是将相应的生产照明驱动程序分别 提供给种植有相同植物的多个不同象限进行验证试验，然后由服务平台20 针对不同象限内的相同植物的至少包括生长情况和/或所需功耗的参数进行 评估。

根据一个优选的实施方式，验证还可以是根据组合后的生产照明驱动程 序中各生长阶段对应的试验照明驱动程序的原有数据进行累加的计算过程， 而无需再次进行实际的种植试验。

根据一个优选实施方式，当排名靠前的至少一个生产照明驱动程序以直 接或间接的方式提供给与相应植物的生产种植区30相关的象限之后，服务 平台20分析排名靠前的至少两个试验照明驱动程序与其他试验照明驱动程 序在其对应的脉冲电流的一个脉冲周期的至少两个可控阶段的差异且按照 将差异进一步放大的方式调整后续的试验照明驱动程序并将后续的试验照 明驱动程序提供给试验空间10的相应象限进行迭代试验。

根据一个优选实施方式，服务平台20获取比对信息后通过图像识别判 断植物的品种并调取与该品种的植物有关的历史信息进行对比排序。优选 地，服务平台20可以是台式电脑、笔记本电脑、服务器、服务器集群或者 工作站，服务平台20连接于至少一个试验空间10。

根据一个优选实施方式，照明组件可以具有至少一个照明元件网络，相 应的照明元件网络响应于经照明驱动电路调节的脉冲电流而产生用于植物 生长的可控频闪照明环境。监控网络可以包括至少一个图像传感器，当图像 传感器采集对比信息中的图像信息时，照明组件以与图像传感器的采集触发 单元同步的方式控制照明元件网络。

根据一个优选的实施方式，图像传感器采集图像时，相应的照明组件以 与对应的成像触发单元同步的方式控制照明元件网络。由于采用频闪照明的 方式，如果照明组件与图像传感器之间无关联，则当图像传感器采集图像时 光源是不稳定的，导致成像质量低或者成像时处于与第三发光阶段对应的暗 周期导致成像失败，直接影响生长情况的对比结果的准确性。此外，由于本 发明的频闪照明的发光光谱也是可控的，如果照明组件与图像传感器之间无 关联，则前后采集的图像的颜色基准可能不一致，也将直接影响生长情况的对比结果的准确性。尤其是对一些观赏性植物的生长情况的对比结果造成巨 大影响。例如，一些观赏性植物的生长情况可能是颜色进行区分。比如，多 肉植物中，蓝石莲叶片的蓝色越深代表品相越好，针对这类植物，应该将其 颜色作为生长情况的重要参考基准。因此，采集图像时，相应的照明组件以 与对应的成像触发单元同步的方式控制照明元件网络，以便保证图像的质量 和成像环境光的统一，确保对比排序和/或验证结果的准确性。

根据一个优选的实施方式，图像传感器可以是相机、摄像头或者摄像机， 与之对应的，成像触发单元可以是机械快门或者电子快门。

根据一个优选的实施方式，图像传感器还可以是扫描仪，与之对应的， 成像触发单元可以是感光器件和/或其控制组件。优选地，扫描仪可以是二 维扫描仪或者三维扫描仪。

根据一个优选实施方式，相应的植物放入到相应的象限后，监控网络识 别到这一状态并由此启动图像采集以记录该植物放入相应的象限时所处的 生长阶段和所处的生长状况并在通过图像识别确定该植物的品种后以与品 种和生长阶段关联的方式设置图像传感器的拍摄角度和拍摄位置采集该植 物的有用部位的生长情况。优选地，有用部位的判断应依据植物的品种和培 育目的，例如，当植物为西芹，且培育目的为食用时，由于主要是吃西芹的 茎，则其有用部位是茎，叶片和根的利用价值不高，且在销售前多被去除并 扔掉；因此，对比其营养生长期的有用部位的生长情况时可以比对茎的粗细、 茎的长短以及茎的生长速度中的至少一种，而不用比较叶片和根的生长情 况。又例如，当植物为豆腐菜时，由于主要是吃豆腐菜的叶，则其有用部位 是叶，采摘时仅从植株上摘取相应的叶片，而根、茎和部分叶片保留；因此， 对比其有用部位的生长情况时可以对比叶片的大小、叶片的生长速度、叶片 的密度中的至少一种，而不用比较根和茎的生长情况。再例如，当植物为萝 卜时，由于主要是吃胡萝卜的根，则其有用部位是根；因此，对比其有用部 位的生长情况时可以对比根的粗细、根的长短以及根的生长速度中的至少一 种，而不用比较叶片和茎的生长情况。此外，由于一种植物的培育目的并非 都是食用，还可能是观赏、育种等其他目的，此外，同一植物的不同生长阶 段的培育目的也可能存在不同的培育目的。因此，相应品种的植物的有用部 位的生长情况应当结合不同生长阶段的实际的培育目的进行选择。例如，当植物为西芹，在其生殖生长阶段，其培育目的为育种时，则对比其生殖生长 期的有用部位的生长情况时可比对育种数量、育种质量和育种速度中的至少 一种，而不是像在对比其营养生长期的有用部位的生长情况时去比对茎的粗 细、茎的长短以及茎的生长速度中的至少一种。由于植物的品种繁多，生长 阶段的划分也不尽相同，因此，试验过程中可以根据实际的植物品种的情况 进行相应的调整。优选地，在图像自动识别和比对难以准确进行对比排序的 情况下，可由相关人员通过观察图像进行人工对比排序。在采集的图像出现 失真或者有遮挡等问题导致难以通过图像直接对比排序的情况下，相关人员 可通过相应的位置坐标查找相应的象限，在现场直接观察相应的植物并根据 经验和存储的历史信息进行对比排序。

根据一个优选的实施方式，当监控网络只有一个图像传感器时，该图像 传感器具有一个移动机构，用于移动到相应的象限采集图像。当监控网络具 有多个图像传感器时，一个象限内设置至少一个图像传感器。优选地，图像 传感器的位置和角度可以根据放入象限内的相应的植物的品种和生长阶段 进行实时调整以拍摄相应植物的有用部位。更优选的，图像传感器的位置和 角度是依据图像识别植物的品种和生长阶段自动调整的，以节约劳动力和确 保拍摄的位置和角度的统一，确保对比结果的准确性。

根据一个优选实施方式，照明组件还包括耦合到照明元件网络的成像驱 动电路，成像驱动电路包括：第一晶体管和第二晶体管。第一晶体管、第二 晶体管和相应的照明元件网络串联。第一晶体管被控制以建立通过相应的照 明元件网络传导的电功率电平。第二晶体管受到电触点的预设时长的触发信 号，从而建立通过相应的照明元件网络的电流脉冲。优选地，成像驱动电路 仅在图像传感器采集图像的过程中对照明元件网络进行控制，图像采集完成 后切换为照明驱动电路对照明元件网络进行控制，能够提高成像质量，以提高对比结果的准确性，成像过程对植物生长情况的影响较小。

根据一个优选实施方式，成像驱动电路还包括：驱动第一晶体管的第一 放大器电路、驱动第二晶体管的第二放大器电路和与相应的照明元件网络热 接触的温度感测装置。第一放大器向第一晶体管提供电压电平以建立电功率 电平。第二放大器在预设时长内向第二晶体管的栅极端子提供电压信号并且 在预定时间之后立即从栅极端子去除电压信号。温度感测装置提供相应的照 明元件网络的温度信号。第一晶体管的控制关联于温度信号。优选地，第一 晶体管和/或第二晶体管是场效应晶体管。优选地，第一放大器提供给第一 晶体管的电压电平变化可以减小通过所述第一晶体管的电流，并因此改变通 过照明元件网络的电流，即通过电流调光。优选地，第二晶体管经受触发信 号从而导电预定的时间量，从而建立通过照明元件网络的电流脉冲。优选地， 温度感测装置是热敏电阻，通过热敏电阻识别到温度信号，根据温度信号调 节对第一晶体管的控制以补偿照明元件网络的热特性。第一晶体管用于通过 建立串联电路的电导来建立将流过照明元件网络的电流量。同时第二晶体管 用于触发通过照明元件网络和第一晶体管的电流。这允许第二晶体管快速关 断并控制来自照明元件网络的光输出。通过该方式，使得成像过程的光源控 制更加精细和快速，进一步提高了成像质量，以提高对比结果的准确性。

实施例2

本实施例是对实施例1的进一步改进，重复的内容不再赘述。

该照明组件具有至少一个照明元件网络，相应的照明元件网络响应于经 照明驱动电路调节的脉冲电流而产生用于植物生长的可控频闪照明环境。

优选地，本发明的照明元件采用各类发光体，例如是白炽灯、LED灯、 OLED灯、节能灯、激光、氙灯、高压钠灯等。更优选地，本发明的照明元 件采用的灯珠为RGB的LED灯珠；尤其优选地，该RGB的LED灯珠的发光 通路上涂有余辉材料。其中，RGB灯珠指红绿蓝三原色灯珠。

本发明还提供设于试验空间10内的至少一个监控网络，用于采集与植 物相关的比对信息。

本发明还提供一个服务平台20，获取比对信息后与存储的历史信息按 照分生长阶段的方式进行对比排序并针对每个生长阶段选出排名靠前的至 少两个试验照明驱动程序进行组合以生成多个待验证的生产照明驱动程序， 然后对多个待验证的生产照明驱动程序进行验证并将其中验证结果排序靠 前的至少一个生产照明驱动程序推送到相应植物的生产种植区30。

根据一个优选的实施方式，生产种植区30的生产控制系统接收到修改 后的生产照明驱动程序后，先在小范围的种植区域内验证修改后的生产照明 驱动程序，验证通过后再推广到整个生产种植区，以降低使用修改后的生产 照明驱动程序的潜在风险。

根据一个优选的实施方式，服务平台20将修改后的生产照明驱动程序 推送到相应植物的生产种植区30时按照与修改的生产照明驱动程序关联的 方式附有修改说明和对比结果，修改说明包括修改的生产照明驱动程序的修 改介绍和预计对生产带来的有益效果，对比结果包括对比的生长情况、对比 的图像。

根据一个优选的实施方式，象限和/或生产种植区30设有温度传感器和 温度调控组件。温度调控组件可以是连接至外部空调设备的空调出风口或者 独立运作的空调设备。当温度调控组件是连接至外部空调设备的空调出风口 时，可以按照多个象限共用一套外部空调设备的方式进行设置，类似于中央 空调。当温度调控组件是独立运作的空调设备时，一个象限设有至少一台的 空调设备。优选地，试验空间10的环境控制设备通过采集温度传感器的温 度信息和根据温度信息控制温度调控组件，确保在历次试验中为该品种的植 物提供的温度条件一致。

根据一个优选的实施方式，象限和/或生产种植区30设有湿度传感器和 湿度调控组件。湿度调控组件可以和上述温度调控组件共用设备。优选地， 试验空间10的环境控制设备通过采集湿度传感器的湿度信息和根据湿度信 息控制湿度调控组件，确保在历次试验中为该品种的植物提供的湿度条件一 致。

根据一个优选的实施方式，象限和/或生产种植区30内设有CO2浓度 传感器和CO2供应组件。优选地，试验空间10的环境控制设备通过采集 CO2浓度传感器的CO2浓度信息和根据CO2浓度信息控制CO2供应组件， 确保在历次试验中为该品种的植物提供的CO2浓度条件一致。

根据一个优选的实施方式，象限和/或生产种植区30内设有用于测量营 养液中相应离子的离子浓度的离子浓度传感器和营养液供应组件。优选地， 试验空间10的环境控制设备通过采集离子浓度传感器的离子浓度信息和根 据离子浓度信息控制营养液供应组件，确保在历次试验中为该品种的植物提 供的营养液条件一致。

根据一个优选实施方式，对比排序的首要依据为生长情况，次要依据为 频闪频率；验证结果排序的首要依据为生长情况，次要依据为所需功耗。在 两种以上试验照明驱动程序对应的生长情况相同时，通过分析所需功耗有助 于在生长情况相同的情况下选择出能耗低的试验照明驱动程序，实现节约能 源，提高生产利润率的目的。同时，照明的所需功耗越低，伴随着照明产生 的热量也越低，还能减少相应象限内或者试验空间内的温度控制环节所需的 能耗。而高于50Hz的频闪频率人眼基本分辨不出，且频闪频率越高越不容易引起视疲劳。因此，在两种试验照明驱动程序对应的生长情况和所需功耗 相同时，选出频闪频率更高的频闪照明方案有助于生产种植区的人员利用照 明组件在生产照明驱动程序控制的灯光照明下完成正常活动，保护相关人员 的眼部健康并降低生成种植区的总成本。

根据一个优选实施方式，当排名靠前的至少一个生产照明驱动程序被推 送到相应植物的生产种植区30后，服务平台20分析排名靠前的至少两个 试验照明驱动程序与其他试验照明驱动程序在其对应的脉冲电流的一个脉 冲周期的至少两个可控阶段的差异且按照将差异进一步放大的方式调整后 续的试验照明驱动程序并将后续的试验照明驱动程序推送到试验空间10进 行试验。

根据一个优选实施方式，差异包括第一发光阶段和/或第二发光阶段的 发光强度、发光时长、发光曲线和发光光谱的差异。

根据一个优选实施方式，监控网络包括至少一个图像传感器，当图像传 感器采集对比信息中的图像信息时，相应的照明组件以与图像传感器的采集 触发单元同步的方式控制照明元件网络。

根据一个优选实施方式，当监控网络只有一个图像传感器时，该图像传 感器具有一个移动机构，用于移动到相应的象限采集图像，当监控网络具有 多个图像传感器时，一个象限内设置至少一个图像传感器。优选地，图像传 感器的位置和角度可以根据放入象限内的相应的植物的品种和生长阶段进 行实时调整以拍摄相应植物的有用部位。更优选的，图像传感器的位置和角 度是依据图像识别植物的品种和生长阶段自动调整的，以节约劳动力和确保 拍摄的位置和角度的统一，确保对比结果的准确性。

根据一个优选实施方式，照明组件还包括耦合到照明元件网络的成像驱 动电路，成像驱动电路包括：第一晶体管和第二晶体管，第一晶体管、第二 晶体管和相应的照明元件网络串联，第一晶体管被控制以建立通过相应的照 明元件网络传导的电功率电平，第二晶体管受到电触点的预设时长的触发信 号，从而建立通过相应的照明元件网络的电流脉冲。优选地，成像驱动电路 仅在图像传感器采集图像的过程中对照明元件网络进行控制，图像采集完成 后切换为照明驱动电路对照明元件网络进行控制，能够提高成像质量，以提高对比结果的准确性，成像过程对植物生长情况的影响较小。

根据一个优选实施方式，成像驱动电路还包括：驱动第一晶体管的第一 放大器电路、驱动第二晶体管的第二放大器电路和与相应的照明元件网络热 接触的温度感测装置，第一放大器向第一晶体管提供电压电平以建立电功率 电平，第二放大器在预设时长内向第二晶体管的栅极端子提供电压信号并且 在预定时间之后立即从栅极端子去除电压信号，温度感测装置提供相应的照 明元件网络的温度信号，温度信号影响第一晶体管的控制。优选地，温度感 测装置是热敏电阻，通过热敏电阻识别到温度信号，根据温度信号调节对第 一晶体管的控制。通过该方式，使得成像过程的光源控制更加精细，进一步 提高了成像质量，以提高对比结果的准确性。

实施例3

本实施例是对实施例1、2或者其结合的进一步改进，重复的内容不再 赘述。

根据本发明一个优选实施方式，公开了一种植物生长的照明频闪方法， 该方法包括以下步骤：提供具有至少两个带唯一位置坐标的象限且各象限均 不受象限以外的光照影响的至少一个试验空间10。

在各象限内提供一个具有照明驱动电路的照明组件，照明驱动电路输入 端接收外部电源并根据试验照明驱动程序对其进行调节，使照明驱动电路输 出端能输出经调节的脉冲电流且能将脉冲电流的一个脉冲周期分割为至少 两个可控阶段。

本发明还提供设于试验空间10内的包括至少一个成像装置的监控网 络，用于监控各象限内的植物的生长情况并按照与相应象限的位置坐标和相 应象限的照明组件使用的试验照明驱动程序设置相关联的方式将采集到的 图像存储为比对信息，其中，成像装置采集图像时，相应的照明组件以与对 应的成像触发单元同步的方式控制照明元件网络。

本发明还提供一个服务平台20，采集比对信息后与存储的历史信息进 行对比并根据对比结果选择性地修改相应植物的生产照明驱动程序的程序 设置，然后将修改后的生产照明驱动程序推送到相应植物的生产种植区30。 优选地，本发明的照明元件的照明频闪是由输出端能输出经调节的脉冲电流 且能将脉冲电流的一个脉冲周期分割为三个可控阶段的照明驱动电路根据 试验照明驱动程序控制实现的，以便对照明频闪进行精细化控制，以找出能 够改善植物生长的频闪照明细节差异并据此修改生产照明驱动程序。

根据一个优选的实施方式，生产种植区30的生产控制系统接收到修改 后的生产照明驱动程序后，先在小范围种植区域内验证修改后的生产照明驱 动程序，验证通过后再推广到整个生产种植区，以降低使用修改后的生产照 明驱动程序的潜在风险。

根据一个优选的实施方式，照明驱动电路输入端接收外部电源并根据试 验照明驱动程序对其进行调节，使照明驱动电路输出端能输出经调节的脉冲 电流且能将脉冲电流的一个脉冲周期分割为三个可控阶段。其中，三个可控 阶段作用于照明元件网络使照明元件网络的一个发光周期呈三段式发光。优 选地，第一发光阶段、第二发光阶段和第三发光阶段所对应的发光参数各不 相同。第二发光阶段其亮度或光强呈下降趋势。第三发光阶段不发光，或其 发光强度接近或等于零坎德拉，仅第一发光阶段与第二发光阶段发光。第一 发光阶段与第二发光阶段其发光颜色可以不同，即是光的波长可以不同。并 且，第一发光阶段与第二发光阶段其发光参数可控。根据一个优选的实施方 式，第一发光阶段的中发光时长、发光曲线、发光强度可控。第二发光阶段 中的发光时长、发光曲线、发光强度、发光光谱或波长可控，其中发光光谱 在不同的时间点可以变化，并且变化范围可控。第三发光阶段其发光时长可 控，其发光时长可以通过调节第一放光阶段和第二发光阶段的发光时长来控 制。第一发光阶段终点时的发光强度值可以是第二发光阶段起始点的强度最 大值，同时第二发光阶段起始点的发光强度值可以高于第一发光阶段终点时 的发光强度值。发光相对亮度为发光强度的泛指，其单位可以是lux、lm、 cd、umol/m2*s等。发光体发出的光可以是单色光或复合颜色光中的一种或 两种或多种。也可以是可见光或不可见光中的一种或两种或多种。也可以是 紫外光或红外光中的一种或两种或多种，也可是宽谱光。

根据一个优选的实施方式，象限的位置坐标可以按照第一坐标标识和不 同于第一坐标标识的第二坐标标识的方式设置在相应象限。其中，第一坐标 标识可以是能通过肉眼直观区分的标识，例如数字、颜色、图形或者其结合， 以便相关人员通过第一坐标标识快捷的找到相关的象限。第二坐标标识可以 是能通过机器准确识别的标识，例如二维码、条形码、色块、电子标签及其 组合，以便通过电子设备识别、定位和关联相应的象限。

根据一个优选的实施方式，成像装置采集图像时，相应的照明组件以与 对应的成像触发单元同步的方式控制照明元件网络。由于采用频闪照明的方 式，如果照明组件与成像装置之间无关联，则当成像装置采集图像时光源是 不稳定的，导致成像质量低或者成像时处于与第三发光阶段对应的暗周期导 致成像失败，直接影响生长情况的对比结果的准确性。此外，由于本发明的 频闪照明的发光光谱也是可控的，如果照明组件与成像装置之间无关联，则 前后采集的图像的颜色基准可能不一致，也将直接影响生长情况的对比结果的准确性。尤其是对一些观赏性植物的生长情况的对比结果造成巨大影响。 例如，一些观赏性植物的生长情况可能是颜色进行区分。比如，多肉植物中， 蓝石莲叶片的蓝色越深代表品相越好，针对这类植物，应该将其颜色作为生 长情况的重要参考基准。因此，采集图像时，相应的照明组件以与对应的成 像触发单元同步的方式控制照明元件网络，以便保证图像的质量和成像环境 光的统一，确保对比结果的准确性。

根据一个优选的实施方式，成像装置可以是相机、摄像头或者摄像机， 与之对应的，成像触发单元可以是机械快门或者电子快门。

根据一个优选的实施方式，成像装置可以是扫描仪，与之对应的，成像 触发单元可以是感光器件和/或其控制组件。优选地，扫描仪可以是二维扫 描仪或者三维扫描仪。

根据一个优选的实施方式，服务平台20可以是台式电脑、笔记本电脑、 服务器、服务器集群或者工作站，服务平台20连接于至少一个试验空间10。

根据一个优选实施方式，服务平台20采集成像装置的比对信息后根据 比对信息通过图像识别判断植物的品种并调取历史信息中该品种的植物的 各个生长阶段的最优照明驱动程序对应的试验生长情况进行对比，当对比结 果显示相应植物在相应的试验照明驱动程序控制的频闪照明下的一生长阶 段内的试验生长情况优于历史信息中的最优照明驱动程序对应的试验生长 情况时，将相应的试验照明驱动程序替换为该品种的植物在该生长阶段的最 优照明驱动程序并根据相应的试验照明驱动程序修改该品种的植物的生产照明驱动程序中与该生长阶段关联的程序设置，然后将修改后的生产照明驱 动程序推送到该品种的植物的生产种植区30。优选地，生长情况为该品种 的植物的有用部位的生长情况。

根据一个优选的实施方式，服务平台20修改相应植物的生产照明驱动 程序的程序设置后，使用修改后的生产照明驱动程序进行至少一次验证试 验。验证试验时在一象限内设置相应品种的植物并将生产照明驱动程序推送 到该象限，分析修改的生产照明驱动程序中修改的与该生长阶段关联的程序 设置和未修改的其他生长阶段的程序设置的结合对应的频闪照明对该品种 的植物的生长情况的验证结果，在验证结果为正面时将修改后的生产照明驱 动程序推送到该品种的植物的生产种植区30。例如，第一植物的生长情况是通过生产速度来评判。在相应的试验驱动程序对应的频闪照明下，第一植 物的第一生长阶段的生长速度加快，将原来的第一生长阶段由6天缩短为3 天，则根据相应的试验照明驱动程序对第一植物的生产照明驱动程序中与第 一生长阶段关联的程序设置进行修改，修改第一植物的生产照明驱动程序中 与第一生长阶段关联的程序设置后，原有的第二生长阶段、……第n生长阶 段并未改变。验证试验时，第一生长阶段为3.5天，第二生长阶段由原来的 15天变为16天，其余生长阶段的总时间未改变，则总体上还是提高了生产 速度，验证结果为正面。优选地，使用修改后的生产照明驱动程序进行多次 验证试验以确保验证结果的准确性，降低种植户在生成种植区30使用修改 后的生产照明驱动程序的潜在风险。

根据一个优选的实施方式，服务平台20采集成像装置的比对信息后根 据比对信息通过图像识别判断植物的品种并调取历史信息中该品种的植物 的各个生长阶段的最优照明驱动程序对应的试验生长情况进行对比，当对比 结果显示相应植物在相应的试验照明驱动程序控制的频闪照明下的一生长 阶段内的试验生长情况劣于历史信息中的最优照明驱动程序对应的试验生 长情况时，保留原有的最优照明驱动程序为该品种的植物在该生长阶段的最 优照明驱动程序并将相应的试验照明驱动程序储存到历史信息备用。

根据一个优选实施方式，当对比结果显示相应植物在相应的试验照明驱 动程序控制的频闪照明下的一生长阶段内的试验生长情况等同于历史信息 中的最优照明驱动程序对应的试验生长情况时，服务平台20分析相应的试 验照明驱动程序与最优照明驱动程序在相应生长阶段内的驱动照明组件的 所需功耗，并在相应的试验照明驱动程序在相应生长阶段内的驱动照明组件 的所需功耗小于最优照明驱动程序在相应生长阶段内的驱动照明组件的所 需功耗时，将相应的试验照明驱动程序替换为该品种的植物在该生长阶段的 最优照明驱动程序并根据相应的试验照明驱动程序修改该品种的植物的生 产照明驱动程序中与该生长阶段关联的程序设置，然后将修改后的生产照明 驱动程序推送到该品种的植物的生产种植区30。优选地，所需功耗包括照 照明组件的功耗和照明驱动电路输入端到照明驱动电路输出端的电源转换 过程的能量损耗。

根据一个优选的实施方式，当对比结果显示相应植物在相应的试验照明 驱动程序控制的频闪照明下的一生长阶段内的试验生长情况等同于历史信 息中的最优照明驱动程序对应的试验生长情况时，服务平台20分析相应的 试验照明驱动程序与最优照明驱动程序在相应生长阶段内的驱动照明组件 的所需功耗，在相应的试验照明驱动程序在相应生长阶段内的驱动照明组件 的所需功耗大于最优照明驱动程序在相应生长阶段内的驱动照明组件的所 需功耗时，保留原有的最优照明驱动程序为该品种的植物在该生长阶段的最 优照明驱动程序并将相应的试验照明驱动程序储存到历史信息备用。

根据一个优选实施方式，当相应的试验照明驱动程序在相应生长阶段内 的驱动照明组件的所需功耗等于最优照明驱动程序在相应生长阶段内的驱 动照明组件的所需功耗时，服务平台20分析相应的试验照明驱动程序与最 优照明驱动程序在相应生长阶段内的驱动照明组件的频闪频率，并在相应的 试验照明驱动程序在相应生长阶段内的驱动照明组件的频闪频率高于最优 照明驱动程序在相应生长阶段内的驱动照明组件的频闪频率时，将相应的试 验照明驱动程序替换为该品种的植物在该生长阶段的最优照明驱动程序并 根据相应的试验照明驱动程序修改该品种的植物的生产照明驱动程序中与 该生长阶段关联的程序设置，然后将修改后的生产照明驱动程序推送到该品 种的植物的生产种植区30。

根据一个优选的实施方式，当相应的试验照明驱动程序在相应生长阶段 内的驱动照明组件的所需功耗等于最优照明驱动程序在相应生长阶段内的 驱动照明组件的所需功耗时，服务平台20分析相应的试验照明驱动程序与 最优照明驱动程序在相应生长阶段内的驱动照明组件的频闪频率，当相应的 试验照明驱动程序在相应生长阶段内的驱动照明组件的频闪频率小于最优 照明驱动程序在相应生长阶段内的驱动照明组件的频闪频率时，保留原有的 最优照明驱动程序为该品种的植物在该生长阶段的最优照明驱动程序并将 相应的试验照明驱动程序储存到历史信息备用。

根据一个优选实施方式，当相应的试验照明驱动程序被替换为该品种的 植物在该生长阶段的最优照明驱动程序后，服务平台20分析相应的试验照 明驱动程序和前一最优照明驱动程序在其对应的脉冲电流的一个脉冲周期 的三个可控阶段的差异且按照将差异进一步放大的方式调整后续的试验照 明驱动程序并将后续的试验照明驱动程序推送到试验空间10进行试验。

根据一个优选实施方式，当监控网络只有一个成像装置时，该成像装置 具有一个移动机构，用于移动到相应的象限采集图像，当监控网络具有多个 成像装置时，一个象限内设置至少一个成像装置。优选地，成像装置的位置 和角度可以根据放入象限内的相应的植物的品种和生长阶段进行实时调整 以拍摄相应植物的有用部位。更优选的，成像装置的位置和角度是依据图像 识别植物的品种和生长阶段自动调整的，以节约劳动力和确保拍摄的位置和 角度的统一，确保对比结果的准确性。

实施例4

本实施例是对实施例1、2、3或者其结合的进一步改进，重复的内容不 再赘述。

根据一个优选的实施方式，在各象限内分别提供至少一个具有照明驱动 电路的照明组件，照明驱动电路输入端接收外部电源并根据试验照明驱动程 序得以调节，使得照明驱动电路输出端能输出经调节的脉冲电流且能将脉冲 电流的一个脉冲周期分割为至少两个可控阶段。

根据一个优选的实施方式，提供设于试验空间10内的至少一个监控网 络，用于采集与植物相关的比对信息，其中，监控网络包括至少一个图像传 感器，当图像传感器采集对比信息中的图像信息时，相应的照明组件以与传 感器的采集触发单元同步的方式控制照明元件网络。

根据一个优选的实施方式，提供一个服务平台20，获取比对信息后与 存储的历史信息分生长阶段地进行对比排序并分别在各生长阶段选出排名 靠前的至少两个试验照明驱动程序进行组合以生成多个待验证的生产照明 驱动程序，然后对多个待验证的生产照明驱动程序进行验证并将其中验证结 果排名靠前的至少一个生产照明驱动程序推送到相应植物的生产种植区30。 由于例如地理、海拔等其他环境条件因素的差异，试验的排名靠前的生产照 明驱动程序不一定适于每个生产种植区30。相应的生产种植区30可以将接 收到的至少一个生产照明驱动程序和原有的生产照明驱动程序进行再次验 证和比对，选出适于自身的生产照明驱动程序。

实施例5

本实施例是对实施例1、2、3、4及其结合的进一步改进，重复的内容 不再赘述。

本实施例对图2至图10的光照的特征曲线变化进行详细说明。本发明 的优选的第一发光阶段的特征曲线的变化趋势如图2至图4所示。图中的横 轴表示时间，单位为ms。纵轴表示强度或相对强度，单位不限，用国际通 用符号a.u表示。本实施例的发光周期优选为20ms，第一发光阶段为0～ 5ms，第二发光阶段为5～15ms，第三发光阶段为15～20ms。

如图2和图3所示的N1-N6号发光曲线，第一发光阶段的发光强度恒 定。如图4所示的N7号发光曲线，第一发光阶段的发光强度具有急速上升 和急速下降的反复变化，但是整体曲线的变化范围不变。如图4所示的N8 号发光曲线，第一发光阶段的发光强度具有缓慢上升和缓慢下降的反复变 化，但是整体曲线变化范围不变。如图4所示的N9号发光曲线，第一发光 阶段的发光强度具有阶梯上升和阶梯下降的变化。如图4所示的N10号发 光曲线，第一发光阶段的发光强度具有平滑上升和平滑下降的变化。如图4 所示的N11号发光曲线，第一发光阶段的发光强度具有按照直线下降的变 化趋势。如图4所示的N12号发光曲线，第一发光阶段的发光强度具有先 阶梯下降后阶梯上升的变化。如图4所示的N13号发光曲线，第一发光阶 段的发光强度具有先平滑下降后平滑上升的变化。

如图2和图3所示的N1-N6号发光曲线，展示了其中几种第二发光阶 段的特征曲线的变化。如图2所示的N1号发光曲线，第二发光阶段的发光 强度呈凹形曲线的下降趋势。如图3所示的N2号发光曲线，第二发光阶段 的发光强度呈凸形曲线的下降趋势。如图3所示的N3号发光曲线，第二发 光阶段的发光强度呈凹形波浪曲线的下降趋势。如图3所示的N4号发光曲 线，第二发光阶段的发光强度呈凸形波浪曲线的下降趋势。如图3所示的 N5号发光曲线，第二发光阶段的发光强度呈阶梯形曲线的下降趋势。如图3 所示的N6号发光曲线，第二发光阶段的发光强度呈直线形曲线的下降趋势。

图5至图10是本发明的光谱变化展示图。横轴表示波长，单位为nm。 纵轴表示强度或相对强度，单位不限，用国际通用符号a.u表示。

其中，图5和图6展示了发光周期内0～5ms的第一发光阶段的A～F 六个阶段的光谱。光谱的变化顺序为A→B→C→D→E→F。优选的，光谱的 变化顺序可以按需改变。如图5所示，光照在A阶段的发光光谱介于波长 350～700nm，波峰分别位于450nm、550nm和650nm。光照在B阶 段的发光光谱介于波长350～700nm，波峰分别位于450nm和550nm。 光照在C阶段的发光光谱介于波长350～750nm，波峰分别位于450nm 和650nm。如图6所示，光照在D阶段的发光光谱介于波长150～800nm， 波峰分别位于250nm和650nm。光照在E阶段的发光光谱介于波长150～ 900nm，波峰分别位于450nm、650nm和850nm。光照在F阶段的发 光光谱介于波长150～900nm，波峰分别位于650nm和850nm。

其中，图7和图8展示了发光周期内10～12ms的第二发光阶段的A～ F六个阶段的光谱。光谱的变化顺序为A→B→C→D→E→F。优选的，光谱 的变化顺序可以按需改变。如图7所示，光照在A阶段的发光光谱介于波长 350～750nm，波峰分别位于550nm和650nm。光照在B阶段的发光光 谱介于波长350～700nm，波峰位于550nm。光照在C阶段的发光光谱介 于波长350～750nm，波峰位于650nm。如图8所示，光照在D阶段的发 光光谱介于波长150～800nm，波峰位于650nm。特别的，特征曲线在 650nm附近的发光强度急速上升和下降。光照在E阶段的发光光谱介于波 长150～850nm，波峰位于650nm。特别的，特征曲线在650nm附近的 发光强度急速上升和缓慢下降。光照在F阶段的发光光谱介于波长150～ 900nm，波峰位于650nm。特别的，特征曲线在650nm附近的发光强度 缓慢上升和缓慢下降。

其中，图9和图10展示了发光周期内12～15ms的第三发光阶段的A～ F六个阶段的光谱。光谱的变化顺序为A→B→C→D→E→F。优选的，光谱 的变化顺序可以按需改变。如图9所示，光照在A阶段的发光光谱介于波长 350～750nm，波峰位于550nm，并且在550nm附近的发光强度随着波 长缓慢上升，在临近峰值急速上升，在到达峰值后缓慢下降。光照在B阶段 的发光光谱介于波长350～700nm，波峰位于550nm，并且在550nm附 近的发光强度随着波长缓慢上升，在到达峰值后缓慢下降。光照在C阶段的 发光光谱介于波长350～750nm，波峰位于650nm，并且在650nm附近 的发光强度随着波长缓慢上升，在到达峰值后急速下降。

如图10所示，光照在D阶段的发光光谱介于波长150～850nm，波峰 位于650nm，并且在650nm附近的发光强度随着波长缓慢上升，在到达 峰值后缓慢下降。光照在E阶段的发光光谱介于波长150～850nm，波峰分 别位于650nm，并且在650nm附近的发光强度随着波长缓慢上升，在临 近峰值急速上升并在到达峰值后缓慢下降。光照在F阶段的发光光谱介于波 长150～900nm，波峰位于650nm，并且在650nm附近的发光强度随着 波长缓慢上升，在临近峰值急速上升并在到达峰值后缓慢下降。优选的，D →F阶段中，E阶段峰值的发光强度相对较低。

上述特征曲线仅是示例性质的，本发明还可以包括其它变化形式的特征 曲线，种类众多，无法一一展示。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本 发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明 的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发 明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护 范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种植物生长的照明频闪方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

提供具有至少两个带有位置坐标的象限且各象限均不受该象限以外的光照影响的至少一个试验空间(10)；

在各象限内分别提供一个具有照明驱动电路的照明组件，所述照明驱动电路是根据试验照明驱动程序得以调节的，使得所述照明驱动电路能输出调节后的脉冲电流且能将所述脉冲电流的一个脉冲周期分割为至少两个可控阶段，其中，能够通过对所述脉冲电流的第一可控阶段进行调节，实现对所述照明组件的与第一可控阶段对应的第一发光阶段的发光强度、发光时长、发光曲线和发光光谱中的至少一个参数的调节，能够通过对所述脉冲电流的第二可控阶段进行调节，实现对所述照明组件的与第二可控阶段对应的第二发光阶段的发光强度、发光时长、发光曲线和发光光谱中的至少一个参数的调节，并且通过所述第一和第二可控阶段的调节能够得到第三阶段，所述照明组件的与所述第三阶段对应的第三发光阶段的发光强度接近或等于零坎德拉；

提供设于所述试验空间(10)内的至少一个监控网络，用于按照与位置坐标及时间相关的方式采集相应象限内的与植物相关的比对信息；

提供一个服务平台(20)，获取所述比对信息后与此前存储的历史信息按照分生长阶段的方式进行对比排序并针对每个生长阶段选出排名靠前的至少两个试验照明驱动程序进行组合以生成多个待验证的生产照明驱动程序，并且所述服务平台(20)用于对所述多个待验证的生产照明驱动程序进行验证并根据验证结果排序来确认其中至少一个生产照明驱动程序。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对比排序的首要依据为生长情况，次要依据为频闪频率；所述验证结果排序的首要依据为生长情况，次要依据为所需功耗，其中，所述对比排序是针对来自不同象限的相同植物按照分生长阶段的方式完成的，并且所述验证是通过下述方式实施的，即，由所述服务平台针对不同象限内的相同植物的至少包括生长情况和/或所需功耗的参数进行评估。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述排名靠前的至少一个生产照明驱动程序以直接或间接的方式提供给与相应植物的生产种植区(30)相关的象限之后，所述服务平台(20)分析所述排名靠前的至少两个试验照明驱动程序与其他试验照明驱动程序在其对应的脉冲电流的一个脉冲周期的至少两个可控阶段的差异且按照将所述差异进一步放大的方式调整后续的试验照明驱动程序并将后续的试验照明驱动程序提供给所述试验空间(10)的相应象限进行迭代试验。

4.如权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述试验照明驱动程序是由所述服务平台(20)基于分析得到的更优生长情况按照分象限并分时段的方式加以存储的，并且所述服务平台(20)能够基于相应象限内的物理条件和相应植物品种从所存储的试验照明驱动程序和生产照明驱动程序中挑选出与相应象限内的植物相关的照明驱动程序，用以迭代验证并确认用于所述象限的所述植物品种的至少一个生产照明驱动程序。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述服务平台(20)获取比对信息后通过图像识别判断植物的品种并调取与该品种的植物有关的历史信息进行对比排序。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述照明组件具有至少一个照明元件网络，相应的照明元件网络响应于经照明驱动电路调节的脉冲电流而产生用于植物生长的可控频闪照明环境，并且所述监控网络包括至少一个图像传感器，当所述图像传感器采集对比信息中的图像信息时，所述照明组件以与所述图像传感器的采集触发单元同步的方式控制相应的照明元件网络。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，相应的植物放入到相应的象限后，所述监控网络识别到这一状态并由此启动图像采集以记录该植物放入相应的象限时所处的生长阶段和所处的生长状况并在通过图像识别确定该植物的品种后以与品种和生长阶段关联的方式设置图像传感器的拍摄角度和拍摄位置采集该植物的有用部位的生长情况。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述照明组件还包括耦合到照明元件网络的成像驱动电路，所述成像驱动电路包括：第一晶体管和第二晶体管，所述第一晶体管、所述第二晶体管和相应的照明元件网络串联，所述第一晶体管被控制以建立通过相应的照明元件网络传导的电功率电平，所述第二晶体管受到电触点的预设时长的触发信号，从而建立通过相应的照明元件网络的电流脉冲。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述成像驱动电路还包括：驱动所述第一晶体管的第一放大器电路、驱动所述第二晶体管的第二放大器电路和与相应的照明元件网络热接触的温度感测装置，所述第一放大器向所述第一晶体管提供电压电平以建立所述电功率电平，所述第二放大器在所述预设时长内向所述第二晶体管的栅极端子提供电压信号并且在预定时间之后立即从栅极端子去除电压信号，所述温度感测装置提供相应的照明元件网络的温度信号，所述温度信号影响所述第一晶体管的控制。

10.一种植物生长的照明频闪装置，其特征在于，其具有：

至少两个带有位置坐标的象限且各象限均不受该象限以外的光照影响的至少一个试验空间(10)；

在各象限内的具有照明驱动电路的照明组件，所述照明驱动电路是根据试验照明驱动程序得以调节的，使得所述照明驱动电路能输出调节后的脉冲电流且能将所述脉冲电流的一个脉冲周期分割为至少两个可控阶段，其中，能够通过对脉冲电流的第一可控阶段进行调节，实现对所述照明组件的与第一可控阶段对应的第一发光阶段的发光强度、发光时长、发光曲线和发光光谱中的至少一个参数的调节，能够通过对脉冲电流的第二可控阶段进行调节，实现对所述照明组件的与第二可控阶段对应的第二发光阶段的发光强度、发光时长、发光曲线和发光光谱中的至少一个参数的调节，并且通过所述第一和第二可控阶段的调节能够得到第三阶段，所述照明组件的与所述第三阶段对应的第三发光阶段的发光强度接近或等于零坎德拉；

设于所述试验空间(10)内的至少一个监控网络，用于按照与位置坐标及时间相关的方式采集相应象限内的与植物相关的比对信息；

服务平台(20)，其获取所述比对信息后与此前存储的历史信息按照分生长阶段的方式进行对比排序并针对每个生长阶段选出排名靠前的至少两个试验照明驱动程序进行组合以生成多个待验证的生产照明驱动程序，并且所述服务平台(20)用于对所述多个待验证的生产照明驱动程序进行验证并根据验证结果排序来确认其中至少一个生产照明驱动程序。