CN113853977A - 一种用于农业照明的扫描式照明设备及方法 - Google Patents

Abstract

一种用于农业照明的扫描式照明设备及方法，其包括：培育区域，其具有场地属性并用于植物培养，照明单元，其用于对所述培育区域内的光照，行进单元，其用于带动所述照明单元在所述培育区域内进行移动，培育区域划分为微生物培育位和种植位，所述行进单元和/或照明单元根据微生物生长参数和/或种植物生长参数调整经过所述培育区域和/或种植位的移动参数和/或光照参数，使得所述行进单元带动所述照明单元先后经过所述微生物培育位和所述种植位时所述照明单元所照射的种植物所在的介质中微生物碳量总是随时间而逐渐增大的。

Description

一种用于农业照明的扫描式照明设备及方法

技术领域

本发明涉及培育光源领域，尤其涉及一种用于农业照明的扫描式照明设备及方法。

背景技术

随着现代农业的发展，室内种植作为一种能够生产高附加值种植物的模式逐渐收到种植商、农企、个人种植户的重视，其具有不间断光照生产的优势，这也催生了室内植物工厂的光线照明的相关研究。

CN112715198A出一种室内植物生长照明控制系统，可以进行电能存储的储能装置、多个照明灯具、以及控制照明灯具的控制器和可以检测光照强度的光敏传感器，所述光敏传感器数量为多个，所述光敏传感器放置在检测环顶部，所述照明灯具选用可发出波长在400-500nm以及610-720nm的光线的LED灯具，所述照明灯具通过转换开关电性连接储能装置与外接开关，所述外接开关与转换开关之间设有电流传感器，所述照明灯具通过螺纹连接在灯架上，所述控制器内部设有亮度调节器，所述电流传感器器通过电性连接控制器；通过设置储能装置，并通过可智能切换的转换开关，在断电时，可自动切换到储能装置供电，保证植物的正常成长，并且通过设置遮光罩，可有效防止光污染。

然而，传统的现有技术虽然在光照、土壤等单个方面具有较多且较深的研究，但是对于光线与除植物之外的其它物种的影响的研究较少，尤其是对于植物的种植，光照只是影响其生长状态的条件之一，种植商往往需要多方面地调整植物种植的条件来使得植物品质的成倍提升。因此如何利用光线对微生物的影响来进一步提升植物光合作用时的生长状态以使其获得更好的生长品质成为一个值得研究的问题。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的至少一部分问题，本发明提供了一种用于农业照明的扫描式照明方法，其包括：种植场地，其划分为微生物培育位和种植位，种植场地均含有用于承载种植物根部或者保留无机养分的介质，微生物培育位，其用于微生物培养，种植位，其用于种植物培养，按照经过微生物培育位和/或种植位为条件分别调整扫描式光源的移动参数和/或光照参数，其中，调整是基于微生物生长参数和/或种植物生长参数实现的，基于调整提供使得先后经过微生物培育位和种植位时所照射的种植物所在的介质中微生物碳量总是随时间而逐渐增大的扫描式光源。

优选地，种植位环绕且接壤地设置在微生物培育位四周，扫描式光源移动时被配置为满足向微生物培育位提供第一时间的时长的光照后向种植位提供第二时间的时长的光照。

优选地，以微生物培育位为起点螺旋式外旋环绕地穿过四周排列的种植位的方式设置扫描式光源移动路径，其中，在扫描式光源沿移动路径移动照射下，种植位的介质被高水平微生物碳量所覆盖的区域呈螺旋式外扩。

一种用于农业照明的扫描式照明方法的照明设备，包括照明单元和行进单元，行进单元用于带动照明单元在培育区域内进行移动以形成扫描式光源，种植场地划分为微生物培育位和种植位，行进单元和/或照明单元按照经过微生物培育位和/或种植位为条件分别调整扫描式光源的移动参数和/或光照参数，其中，调整是基于微生物生长参数和/或种植物生长参数实现的，行进单元带动照明单元基于调整先后经过微生物培育位和种植位，使得所照射的种植物所在的介质中微生物碳量总是随时间而逐渐增大。

优选地，种植位环绕且接壤地设置在微生物培育位四周，扫描式光源移动时被配置为满足向微生物培育位提供第一时间的时长的光照后向种植位提供第二时间的时长的光照。

优选地，还包括限定行进单元行进路线的轨道，其中，轨道配置为以微生物培育位为起点螺旋式外旋环绕地穿过四周排列的种植位。

优选地，还包括滚动连接至轨道的行进单元，行进单元上连接有能够面向种植位照射的照明单元。

优选地，照明单元包括光源和照明台，其中，光源至少被配置为能够跟随连接至行进单元的照明台在接受动作单元驱动作用下产生移动以形成扫描式光源。

优选地，动作单元传动地连接至行进单元，其中动作单元配置为至少能够带动行进单元沿轨道规定的路径进行移动。

优选地，判断扫描式光源所在的区域是通过传感信号实现的，其中，传感信号由设置在轨道上的对应微生物培育位和种植位的接壤区域位置上的传感器产生。

附图说明

图1为本发明轨道螺旋式排布的两种类型示意图；

图2为本发明结构示意图；

图3为本发明滚轮部分放大图；

图4为本发明动作单元的示意图；

图中：100、轨道；110、第一横梁；120、竖梁；130、第二横梁；131、侧挡；140、安装槽；141、安装螺丝；150、第一段落；160、第二段落；170、第一端；180、第二端；200、行进单元；210、滚轮；220、支架；221、横段；222、第一竖直段；223、斜行段；224、第二竖直段；230、伸缩组件；231、伸缩电机；300、照明单元；310、光源；320、照明台；400、动作单元；410、传动带；420、驱动电机；430、驱动轴；500、种植场地；510、微生物培育位；520、种植位。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，在未进行其他特殊说明或者限定的情况下，说明书中提及的术语“安装”“相连”以及“连接”等词汇应该作广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸的连接或者一体式的连接；可以是机械连接或者电连接，也可以是机械连接与电连接的结合；可以是直接连接，也可以通过中间转接部件进行间接连接，对于电子元器件部件，可以是利用导线的电路安装，也可以是利用集成等方式进行精简化电路板设计。对于本领域的技术人员而言，可根据具体应用情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

一种用于农业照明的扫描式照明设备及方法，其用于满足一些在相对固定结构的场地内的间歇性或变化性的照明或提供光线的需求，优选地，其可以看做是一种可以移动的光线来源。相对固定结构的场地可以是某些房屋、厂棚、建筑物、大型场所的室内环境，也可以是某些由围栏、半墙、支撑架所搭建或围绕的半开放场地，或者，在一些特殊实施例中场地也可以是完全开放的场合，例如野外、田地、广场等地点。本发明一种优选的用法是用于对种植或养殖场地的移动式照明，该类场地通常具有预先划分好的培育区域，例如田地中的地块划分、室内种植厂的培育架或培育室的划分，这些培育的植物或者动物有可能需要长时间的光照，尤其是大部分具有经济价值的培育植物，都需要进行光合作用才能够更快地育成并收获。突破由太阳东升西落所带来的近乎一天中接近三分之一时间的黑暗的夜晚导致的植物几乎接收不到光照的问题，市面上已经具有成熟的给予动植物持续足够的光照的设备，例如种植箱、培育栏中长时间开启的日光灯、培育灯等设备，但是，此类设备安装固定，并且为保证光线的照射范围以及照射强度，种植场地500内通常会在每个培育架或每块种植地块上设置环绕式的灯具组合，对于较大的培育厂商，其灯光的建设投入以及后续的电费、维护费支出是相当庞大的数额。因此本发明提出的动态光源310装置，其可以移动往返穿梭于种植场地500内的各个位置，并且将其自身发散的光线均匀照射至种植场地500内的所有培育物，可以有效地减少照射灯具的建设成本。

图2所示，本发明至少包括行进单元200、照明单元300、动作单元400和轨道100。照明单元300设置或连接在行进单元200上并跟随行进单元200在轨道100上进行运动，动作单元400用于向行进单元200提供动力来源。轨道100规定了动作单元400在种植场地500内的走向，在本实施例中轨道100采用吊设于种植场地500顶部的轨道所限定，此时的行进单元200利用夹设在培育物上方的轨道做固定线路的移动，但是在另一些可能的实施例中，轨道也可以是设置在种植场地500地面的道路或传感器可识别的边线装置所划分出来的虚拟路线，此时行进单元200可以设置在地面上移动，例如可以采用自动巡线机器人实现类似的移动需求。

本实施例中，轨道100假设在种植场地500顶部并且，优选地，轨道100根据种植场地500的户型结构以及培育区域的划分而具有蜿蜒曲折的路径设置。为实现对行进单元200的固定，优选地，轨道100设置为具有沿垂直与地面分布的至少两个平行于水平面的横梁以及一个夹设连接与上述两个横梁之间的竖梁120，为方便描述，将远离地面的位置称为远端，将靠近地面的位置称为近端，则将设置在远端的一段横梁称为第一横梁110，将设置在靠近端的一段横梁称为第二横梁130，上述竖梁120的起始点180与结束点190分别设置在第一横梁110和第二横梁130的路径点上，并且优选地，通过调整竖梁120的起始与结束点190使得竖梁120被设置为垂直与地面的走向，另外优选地，竖梁120的起始点180与结束点190分别位于第一横梁110与第二横梁130的路径中间点，使得由穿过竖梁120形状中心并且沿其首尾延伸方向所限定的直线恰好能够平分第一横梁110或第二横梁130的路径长度。

为将轨道100固定在种植场地500的顶部，在种植场地500顶部按照预想设定的轨道100路线固定有相同走向的安装槽140，安装槽140在路径上的每个横截面均大致相同设计，其横截面大致呈面向地面的一侧局部地开设有开口的中空腔体结构，其可以是中空矩形的结构，优选地，开口大小按照配合轨道100的竖梁120的横向宽度的方式设置，使得设置在远端的第一横梁110的两端可以支撑于开口附近的安装槽140内侧面上。优选地，安装槽140在水平方向的宽度按照配合第一横梁110的在同方向上的长度的方式设置，可以具有一定的膨胀间隙，使得第一横梁110的侧面能够较好地被安装槽140限位而不至于在水平方向上左右晃动。在第一横梁110设置于安装槽140后，利用安装螺丝141通过在安装槽140和第一横梁110相对应的位置开设的安装孔穿过并且固定至种植场地500的顶部。

在轨道100上移动的行进单元200至少包括支架220和滚轮210。至少两个或偶数个滚轮210的滚动面对称地接触至轨道100的第二横梁130远离地面的一侧的除开连接有竖梁120的位置，则滚轮210在第二横梁130的两侧面上进行运动，优选地，滚轮210轴向宽度完全包含于第二横梁130的延伸范围内，使得滚轮210的全部滚动面落在第二横梁130上，以防止滚轮210脱出，优选地，第二横梁130的沿水平方向的两端分别沿远离地面的方向向上延伸至少一段距离以形成侧挡131，侧挡131用于防止滚轮210由第二横梁130侧边脱出。优选地，每个侧挡131距离同侧的竖梁120侧壁之间的距离按照配合滚轮210的轴向宽度的方式设置，使得滚轮210的刚好可以轴向限位地设置在第二横梁130上而不影响其进行滚动。

所有滚轮210的轴心连接至支架220上，具体地，支架220包括数个与滚轮210轴心连接的横段221、数个与横段221的另一端一一对应连接的第一竖直段222、数个与第一竖直段222的另一端一一对应连接的斜行段223以及至少一个与所有斜行段223的另一端合并连接的第二竖直段224。上述各段之间的连接可以是可拆卸的连接，也可以是一体式的锻造设置。通过设置横段221的延伸长度使得其远离连接至滚轮210的另一端稍微超出第二横梁130的侧面，设置第一竖直段222和斜行段223的长度使得第二竖直段224远离地面的顶端稍低于第二横梁130的底部。支架220整体可以视作是一种类似于雨伞骨架的一中心支撑杆、多点辅助骨架沿中心轴线散开的结构，与滚轮210连接的横段221以及向收缩至第二竖直段224中心的结构使得整个支架220在滚轮210的支撑下形成重心保持在第二竖直段224的稳定结构。照明单元300就连接在第二竖直段224靠近近端的一侧上。照明部大致呈块状结构，其包括照明台320和光源310，光源310设置在照明台320上，其可以按照多组排列的方式设置在照明台320表面，也可以设置在照明台320内部，不同之处在于如果光源310设置在照明台320内部，则照明台320本身的壁或者实体填充将会采用透明或散光材料制作，类似于市面上常见的日光灯结构设计；若光源310设置在照明台320的表面上，则照明台320仅提供固定光源310的功能。在此种设计下，优选地，光源310不仅排布在照明台320靠近地面的一侧面上，还分布在其平行于水平面的周侧面上，这样可以把保证照明部的无死角照明以及照明光线的无损失。

用于驱动行进单元200行进的动作单元400可以设置为包含传动带410、驱动电机420以及驱动轴430(图3、4所示)。传动带410贴合地设置在轨道100的竖梁120的侧壁上靠近连接至第二横梁130的位置，并且其中心位置按照对应滚轮210的中心轴线的水平位置的方式设置，传动带410的整个路径长度与走向均与轨道100的相同。传动带410上连接有驱动轴430，驱动轴430大体呈杆状结构，其另一端连接至滚轮210的轴心上。传动带410在伴随轨道100延伸的首尾两端连接在一起形成闭环结构，将该闭环的其中一部分套设在驱动电机420的驱动轴430上形成类似于皮带传动的结构。在驱动电机420的旋转驱动下，传动带410在轨道100上进行移动，进而使得驱动轴430带动滚轮210滚动，上述支架220的横段221连接在滚轮210的另一端轴心上并且设置为不跟随滚轮210一起转动，其具体结构可以设置为横段221连接在一个设置有在滚动轴承的固定侧板壳上，滚动轴承跟随滚轮210滚动，但是侧板壳不转动。

由此实现了行进单元200带动照明单元300在轨道100上的移动，根据预设的轨道100路线，光线可以随运动时间的推进照射至每一个培育区域的种植物上，由此可以节省大量的固定照明建设成本以及电费维护费等消耗成本。

优选地，为实现对植物整个叶片尽量全方位的光线照射，在行进单元200的支架220上还设置有伸缩组件230，伸缩组件230至少包括一个伸缩电机231和伸缩杆，在本实施例中伸缩杆可以利用第二竖直段224代替，伸缩电机231基本可以采用市面上已有的电机和轴承的结构设计，可以参考的一种实施例选择是IP1200电动推杆类似的结构。伸缩电机231的一端连接在各斜行段223上，另一端连接到第二竖直段224上。由此形成了对照明单元300在垂直与地面方向上的移动自由度，当用户在用户需要或者是预设的自动控制下，伸缩组件230开启并将照明单元300移动至靠近地面的位置，优选地，此时可以在照明单元300远离地面的顶侧也设置有光源310，这样光源310可以照射到植物叶片的背部，进而达成全方位照射叶片的效果。

目前对于市面上常见的种植场地500，基本上是利用无土栽培或者是有土栽培的方式对植物进行培育，无土栽培通常是使用充当土壤的介质以及一定的营养液作为培养植物的基底，其中介质可以选择的种类多种多样，例如可以是木屑、草木灰、砂砾、棉花籽外壳、酒糟等固体内的粉末状或者压制后的砖块状固体材料，这些材料基本上都具有保水性强、具有大量的疏松孔隙的特点，尽可能模拟了土壤的疏松多孔的结构。而有土栽培较为传统，即采用真实土壤或者从田中转移的土壤作为植物种植的基底。无论是传统的有土栽培还是新型的无土栽培的方式，其用于种植植物的基底内均含有数量不等、种类不同的微生物。例如，无土栽培的介质中的生物总群主体大部分情况下为以细菌作为主体，较少占比的是真菌、放线菌和霉菌等菌类微生物，不同的介质选择可能使得植物种植的环境中含有不同种类和数量的菌种，它们有些是在制作介质时就产生的，例如通过一些有机物腐化熟成后获得的介质，其本身就含有大量的微生物菌种，而另一些经过无菌处理后获得的介质则会由于种植、施肥和修剪等操作从外界带入植物的根系所在的环境当中。有研究表明微生物在植物吸收基底中营养物质的过程中扮演者重要的角色，通过微生物的代谢过程，可以将基底中对植物有益的化学元素，例如氮磷钾等离子转化为更容易被植物吸收的形式，微生物虽然占基底总质量的很少一部分占比，但是其提供的活跃能量以及对植物提供的有效肥力在基底提供的总肥力中的占比是相当大的部分。由此可以看出，基底中微生物的含量，或者所产生的对植物有利的肥力对整个植物的培育过程具有相当重要的作用，这里的微生物对植物有利的肥力可以通过微生物碳量表示。微生物碳量是介质中体积小于5000立方微米的活体和死亡微生物内碳的总和，其既是介质中有机物部分中的活性部分，也是介质中最为活跃，也是为植物提供大量有效肥力的来源，因此微生物碳量的数值的大小在其它条件相对固定的情况下对于种植在介质中的植物生长效果具有较大的影响。

介质中的微生物极易受基质环境因子的影响，如氮肥供应、EC(电导率)、pH、盐浓度、氧和二氧化碳含量、干湿交替、不同施肥制度、根系分泌物等都会对微生物的种类及其活力产生影响。上述环境因子的合理选择以及通过一些环境恒定的种植场地500或培育设备的选择可以做到相对的稳定状态，在这些环境因子均处于相对稳定的情况下是，对微生物碳量具有一定影响的另一个环境因子是光照，一方面是由于在部分培育情况下，用户可以向介质中添加光合细菌作为辅助调节介质状态的工具，光合细菌的微生物碳量与光照情况具有较大的联系，另一方面，有研究表明，对植物生长有益的大部分非光合细菌，在光照的直接或间接的影响下其微生物碳量也具有正向相关的关系。因此，利用合适的光线对介质中的微生物的增值繁育进行正向引导以获得数量更多中微生物碳量更高的改良型介质成为一种优化介质活性物质组成、提升其内部种植物生长环境品质、保持种植物优良生长的较好手段。但是此种手段存在几个问题，首先，常规的方案是将培育好的含有大量优质微生物的介质作为肥料定期投送到种植物所在的介质当中，这个过程首先需要大量的外界劳动力的输入，另外外来的肥料的填入也有可能会造成种植物原本所在的环境被突然改变，继而造成种植物不耐受而生长受损；其次，若在植物种植场地500内单独划分出微生物培育的场所，并且利用上述提出的行进单元200带动照明单元300移动照射的方式对微生物进行繁殖以及兼顾对植物的光照，则由于大部分情况下微生物生长和种植物生长所需的光照条件是不同的，以照度和时间条件为例，有实验表明在某些研究环境下，介质中微生物在1000勒克斯和10000勒克斯的照射持续1h下微生物碳量出现了较为显著的增加效果，但是对于种植物来说，即使是最短的光照周期的植物也需要数个小时的照射，另外对于不同光照耐心植物，例如阳性植物与阴性植物来说，它们所需要的光照照度多种多样，不同于上述微生物生长所需的1000或10000勒克斯的数值；最后，在微生物种植场地500培育的含有大量微生物如何迁移到种植有植物的介质中以达成对植物所在介质的改良优化也成为一个问题。

由此，本发明提出一种利用移动光源对微生物培育以及在照射植物的同时引导微生物均匀迁移至受照射的植物土壤以实现移动光照引导下的植物所在介质的基于微生物参与的优化改造的实施例。其中，移动光源可以有动作单元带动行进单元继而带动照明单元实现，该移动的光源可以称为扫描式光源，因为其沿轨道进行先后照射的运动，类似于扫描的过程。

本实施例中种植场地500划分为微生物培育位510和种植位520，其中，种植位520是按照环绕的方式设置在微生物培育位510周围。例如，微生物培育位510和种植位520均采用方形划分，则可以将种植场地500划分为类似九宫格的结构，微生物培育区处于中心的格子内，种植位520处于外侧环绕中心格子的其它格子内。轨道100按照顺序穿过环绕的种植位520并且在径向上逐渐缩小环绕半径以向处在环绕中心的微生物培育位510靠近的方式设置。反过来，也可以理解为轨道100所限定的行进单元200路径是以微生物培育位510中心点为基准点而呈螺旋式向外环绕并穿过至少所有位于外部的种植位520来设定的，如图1所示。其中螺旋式环绕的路径可以理解为标准的螺旋线形式的环绕形状，也可以包括一些非标准的螺旋类型，例如回字形结构，在轨道100上的某一点沿轨道100向远离且环绕基准点移动的过程中，能够使得其与基准点之间的连线长度呈连续地或者阶跃地增大的轨道100均可以视作螺旋式环绕的路径。种植位520与微生物培育位510的介质处于接壤状态以方便微生物的迁移，在微生物培育位510不种植种植物，在种植位520种植有用户期望的种植物。将轨道100靠近微生物培育位510的一端头称为第一端170，处于某一种植位520上或外部的另一端称为第二端180，则由上述结构可知，第一端170处于轨道100的环绕中心，第二端180处于轨道100的环绕外围。将轨道100落在微生物培育位510的部分称为第一段落150，相应地，将轨道100落在外部环绕的种植位520的部分称为第二段落160。将行进单元200在轨道100上移动的初始点设置在第一端170上，行进单元200受动作单元的驱动带动下沿轨道100做半径逐渐增大的环绕运动。其中，将其在第一段落150中运动时所经过的时间称为第一时间，将其在第二段落160中运动的时间称为第二时间，并且将其上所设置的照明单元300在第一段落150中所采用的光照照度称为第一照度，在第二段落160中所采用的光照照度称为第二照度。由观察轨道100的结构可知，当行进单元200采用匀速运动时，由于第一段落150路径长度小于第二段落160路径长度，导致第一时间小于第二时间，对于上述短时间照射就能使得微生物碳量显著增长，轨道100的结构设计完美契合了微生物培育位510照射时间短，种植位520照射时间长的需求。另外通过将第一照度和第二照度按照培育微生物和培育种植物的不同需求做不同的设定使得第一照度能够较好地促使微生物的繁育，第二照度能够较好地促使植物的生长。微生物培育位510不种植种植物使得介质中的微生物能够最大限度地结构光线的照射而进行繁殖，在照明单元300随着行进单元200在轨道100上逐渐由第一段落150向第二段落160进行环绕运动时，由于大部分微生物的趋光性，实现了将微生物按照环绕覆盖的方式引导迁移至种植位520中。对于光合细菌类的微生物来说，其生长繁殖需要光照作为能量来源，对于部分非光合细菌也具有一定的趋光性，因为趋光性对于细菌来说是一种积极的选择特性，通过细菌内的感光蛋白能够趋势细菌进入光线条件充足的区域进行生长繁殖。而轨道100的螺旋式环绕设置使得微生物能够跟随光线的移动而呈环形环绕的方式逐渐向外圈繁殖扩张，也即是说介质被高水平微生物碳量所覆盖的面积也是伴随性地呈螺旋式向外扩张的，这里的介质被高水平微生物碳量所覆盖是指总的种植位520内的微生物碳量较低的介质面积中由于光线移动所带来的微生物碳量升高的区域逐渐增多而将原低水平微生物碳量的介质面积所覆盖的过程。相较于单向的引导，环向的光线引导使得微生物繁殖方向显著增加，可以达到全向的繁殖方向，光线引导下的微生物繁殖对种植位520的覆盖效率也将提升。另外还具有的优势在于，光线照射下的种植位520内的种植物所在的介质内刚好由于光线的引导而迁移进入大量的有益微生物，此时其介质中微生物碳量随时间流逝是逐渐升高的，微生物的代谢过程对该部分种植物所在的介质进行改造优化，刚好配合同时期进行的植物光合作用，使得植物生长条件进一步优化升级，通过对应动态地调节植物光合作用时所在介质的微生物碳量来进一步提升作物的品质。

优选地，通过调节动作单元的驱动速度，可以调节行进单元200在第一段落150中运动的第一时间和在第二段落160中运动的第二时间。进一步地，根据用户选择的不同微生物种类以及种植物的品种可以设置不同或相同的驱动速度来获得不同或相同的第一时间和第二时间，同时可以设置照明单元300在两个段落中相同或不同的第一照度和第二照度以实现分别对微生物培育以及种植物培育的最佳光照时间和光照强度。也即，行进单元200和/或照明单元300根据微生物生长参数和/或种植物生长参数调整经过所述培育区域和/或种植位520的移动参数和/或光照参数。微生物生长参数可以包括微生物的种类、对应该种类微生物所需要的最佳光照强度、光质、光照时间等参数，植物生长参数与微生物的大致类似，上述两种参数可以根据具体采用的微生物和种植物做进一步确定，确定参数的过程可以由有限次数的控制变量的实验完成。相应地，移动参数是指根据上述两种参数而分别设计的移动时间，例如包括上述的第一时间和第二时间，或者是移动速度、停滞时间等参数，光照参数指根据上述两种生长参数而变化的光质、光强甚至光谱等参数。其中动作单元变速的依据可以是来自于行进单元200穿过第一段落150进入第二段落160的时机所产生的传感信号，传感信号可以由设置在轨道100上的传感器产生。该传感信号可以同时作为驱动速度和光照强度变换的依据。

优选地，当照明单元跟随轨道进行移动时，由于从微生物培育位进入到了种植位中，大量生长且植株较高的种植物，其叶片将会遮挡部分从上方透过的光线，可能会稍微削弱对微生物的光线引导能力，因此本实施例还提供了一种利用高光强窄带光源配合使用以实现引导微生物移动同时实现高水平种植物光合作用生长的方案。具体地，本实施例采用的照明单元包括的光源利用照射范围小且光强较高的发光部件构成，例如LED射灯等部件结构，数个可以单独或者共同工作的光源可以按照直线串联排列的方式组成类似于灯条的结构，由于单个光源的照射范围较小，整个灯条所形成的照射范围也大致呈条状，故而构成上述的窄带光源。有研究表明，相对于采用长时间大范围泛光源的照明模式，利用窄带高光强进行短时间的照射更加有利于被照射的种植物快速达到最佳光合水平，这个最佳光合水平在某些情况下可以视作最大光饱和点。另外，相较于泛光源，窄带高光强的照射范围虽然变小了，但是在其照射的范围内，其照射死角也因为高光强的缘故而相应地变少，有利于种植物平常接受不到光照的部分也能够提升光合作用水平。进一步地，从微观水平上来看，植物叶片上的覆盖的纤毛也对光线的照射造成了一定的影响，而采用窄带高光强的设计使得纤毛的遮挡影响也显著地降低，从叶片的背光面来看，其上的叶绿体能够接收到由叶片正面透射过来的光线从而也能够获得更多的光合作用的机会，有利于提升种植物叶片向光面和背光面的生长均匀性。采用可移动的窄带高强度光源还具有的一个优势在于，其将会产生大量且能够透过叶片遮挡的光线，这些光线透过叶片的遮挡，仍然能够在种植物所在的土壤或者基底上产生水平较高的光照，有利于提升对土壤中微生物的光驱引导，有利于处于光照下的种植物所在的环境中微生物的生长水平进一步提升，继而带动土壤中微生物碳量进一步提升。植物在进行光合作用时，其利用光能合成自身生长所需的有机物，在此过程中，其根部从土壤或基底中吸收无机物作为生长所必须的元素来源，一般比较重要的是氮磷钾元素，通过光合作用，植物将其内所含有的大量无机物转化为对生长有帮助的有机物，同时植物通过根部从土壤或者基底中吸收更多的无机物，有研究表明减弱光合作用会导致种植物从土壤中吸收的养分或无机物数量减低，这说明土壤中的无机物水平与光合作用水平呈明显的正相关性。因此，通过窄带短时间高光强的照射可以使得被照射的种植物所在的区域土壤或者基底中微生物碳量被微生物光导迁移而提升的同时使得种植物的光合水平被快速提升，有利于种植物从高水平无机物含量的土壤中吸收无机物作为原料促进光合作用产生有机物的过程，最终获得生长状态更好、产量更高的种植效果。

优选地，根据光线强度、种植物种类、微生物种类，可以按照常年实验、经验积累的方式建立微生物相关光照数据库，数据库可以按照虚拟形式储存在电子设备当中。具体地，不同的微生物种类其生长受光线强度、照射时间、光线波长等参数的影响不同，其对土壤或者基底的改造能力不同，其改造过程产生的植物所需无机物元素的配比不同，同时光线的强度对不同种植物的光合水平的影响不同，不同的光线参数对同一种植物的影响也不同，将这些不同的参数择一作为固定参数，另外的作为变量，通过实验、科学推导等方式将固定参数和变量组合后的结果放入微生物相关光照数据库中，在后续进行种植生产时，可以从上述数据库中查找相应的内容，可以很方便地获知当前所种植的物种的最佳微生物和光的组合配比。

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)

1.一种用于农业照明的扫描式照明方法，其包括：

种植场地(500)，其划分为微生物培育位(510)和种植位(520)，所述种植场地(500)均含有用于承载种植物根部或者保留无机养分的介质，

微生物培育位，其用于微生物培养，

种植位，其用于种植物培养，

其特征在于，

按照经过所述微生物培育位(510)和/或种植位(520)为条件分别调整扫描式光源的移动参数和/或光照参数，其中，所述调整是基于微生物生长参数和/或种植物生长参数实现的，

基于所述调整提供使得先后经过所述微生物培育位(510)和所述种植位(520)时所照射的种植物所在的介质中微生物碳量总是随时间而逐渐增大的所述扫描式光源。

2.根据前述权利要求之一所述的照明方法，其特征在于，所述种植位(520)环绕且接壤地设置在所述微生物培育位(510)四周，所述扫描式光源移动时被配置为满足向所述微生物培育位(510)提供第一时间的时长的光照后向所述种植位提供第二时间的时长的光照。

3.根据前述权利要求之一所述的照明方法，其特征在于，以所述微生物培育位(510)为起点螺旋式外旋环绕地穿过四周排列的所述种植位的方式设置所述扫描式光源移动路径，其中，在所述扫描式光源沿所述移动路径移动照射下，所述种植位(520)的所述介质被高水平微生物碳量所覆盖的区域呈螺旋式外扩。

4.一种基于权利要求1至3之一所述的用于农业照明的扫描式照明方法的照明设备，包括照明单元(300)和行进单元(200)，所述行进单元(200)用于带动所述照明单元(300)在所述培育区域内进行移动以形成扫描式光源，所述种植场地(500)划分为微生物培育位(510)和种植位(520)，

其特征在于，

所述行进单元(200)和/或照明单元(300)按照经过所述微生物培育位(510)和/或种植位(520)为条件分别调整扫描式光源的移动参数和/或光照参数，其中，所述调整是基于微生物生长参数和/或种植物生长参数实现的，

所述行进单元(200)带动所述照明单元(300)基于所述调整先后经过所述微生物培育位(510)和所述种植位(520)，使得所照射的种植物所在的介质中微生物碳量总是随时间而逐渐增大。

5.根据前述权利要求之一所述的照明设备，其特征在于，所述种植位(520)环绕且接壤地设置在所述微生物培育位(510)四周，所述扫描式光源移动时被配置为满足向所述微生物培育位(510)提供第一时间的时长的光照后向所述种植位提供第二时间的时长的光照。

6.根据前述权利要求之一所述的照明设备，其特征在于，还包括限定所述行进单元(200)行进路线的轨道(100)，其中，所述轨道(100)配置为以所述微生物培育位(510)为起点螺旋式外旋环绕地穿过四周排列的所述种植位。

7.根据前述权利要求之一所述的照明设备，其特征在于，还包括滚动连接至所述轨道(100)的行进单元(200)，所述行进单元(200)上连接有能够面向所述种植位(520)照射的所述照明单元(300)。

8.根据前述权利要求之一所述的照明设备，其特征在于，所述照明单元(300)包括光源(310)和照明台(320)，其中，光源(310)至少被配置为能够跟随连接至所述行进单元(200)的所述照明台(320)在接受所述动作单元(400)驱动作用下产生移动以形成所述扫描式光源。

9.根据前述权利要求之一所述的照明设备，其特征在于，所述动作单元(400)传动地连接至所述行进单元(200)，其中所述动作单元(400)配置为至少能够带动所述行进单元(200)沿所述轨道(100)规定的路径进行移动。

10.根据前述权利要求之一所述的照明设备，其特征在于，判断所述扫描式光源所在的区域是通过传感信号实现的，其中，所述传感信号由设置在轨道(100)上的对应所述微生物培育位(510)和所述种植位(520)的接壤区域位置上的传感器产生。

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