用LED光环境调控技术研究植物光合作用(5篇范文)

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第一篇:用LED光环境调控技术研究植物光合作用

柔性可调的太阳能LED植物组培灯的研制

摘要:

近十年来,随着人们对半导体发光材料研究的不断深入,LED灯 制造工艺的不断进步和新材料的开发应用, LED灯 的发展取得了突破性进展,价格也大幅度下降,其应用于植物设施栽培的研究逐渐被各国学者关注。尤其是在超高亮度LED灯 开发成功后,被广泛应用于植物生理或栽培领域的研究,如光形态发生、光合作用及叶绿素合成研究等。LED灯 应用于植物组织培养的研究在植物组织培养中,光合光量子通量密度、光照周期和光谱分布对植物的光合作用和形态建成起重要作用。植物组培主要依靠电光源,传统电光源对植物的生物能效极低、发热量大,是植物组织培养中最高的非人力成本之一。因此在植物组织培养中采用LED灯 提供照明,调控光质,不仅能够调控组培植物的生长发育和形态建成,还能缩短培养周期。

关键词:植物组培;LED;太阳能;柔性

1引言

基于点光源模型建立了LED阵列的光照度分布模型,以做到保证近距离区域内红蓝光即R/B尽可能均匀一致,保证植物栽培面上的光合成有效光量子流密度均匀分布。而且通过键盘设置由软件控制LED灯的闪烁频率和通断占空比,通过PWM调光方式能根据植物生长的要求定量精确地设置不同光密度、不同光周期、不同工作频率的多参数组合的红蓝光比。

随着半导体技术的飞速发展,各种波长的发光二极管尤其是LED灯被开发出来并被广泛应用于各行业。近年来,LED灯作为一种可应用于植物设施栽培的新型半导体光源,具有一系列传统电光源技术无可比拟的优点而日益受到关注。目前LED灯在植物设施栽培中的应用正日益扩大并呈良好的发展前景。

应用于植物设施栽培的特征光是植物生长发育的基本因素之一。光质对植物的生长、形态建成、光合作用、物质代谢以及基因表达均有调控作用。通过光质调节,控制植株形态建成和生长发育是设施栽培领域的一项重要技术。作为第四代新型照明光源,LED灯具有节能环保、安全可靠、使用寿命长、响应时间短、体积小、重量轻、发热量少、易于分散或组合控制等许多不同于其他电光源的重要特点。传统植物设施栽培中使用的光源一般是荧光灯、金属卤化物灯、高压钠灯和白炽灯。这些光源是依据人眼对光的适应性所选择的,其光谱有很多不必要的波长,对植物生长的促进作用少。而随着光电技术革新和生产成本下降LED灯 因具备以下卓越性能成为植物设施栽培领域的首选光源。

光谱性能好,可按照需要组合获得纯正单色光与复合光谱,其波谱宽度小于士4 ΚΜ88,波长正好与植物光合成和光形态建成的光谱范围吻合;光能有效利用率高,并能对不同光质和发光强度实现单独控制;作为冷光源,可以近距离地照射植物,大大提高空间的利用效率,可用于多层栽培立体组合系统,实现了低热负荷和生产空间小型化。此

外,LED灯 耐冲击,不易破碎,不含汞,无污染,废弃物可回收利用,使用寿命是普通光源的数十倍,特强的耐用性也降低了运行成本。由于这些显著的特征,LED灯 十分适合应用于可控设施环境中的植物栽培,如植物组织培养、设施园艺和闭锁式植物工厂以及航天生态生保系统等阎。由于目前LED灯的价格较高,在植物设施栽培领域的推广应用还需要有一个过程。但随着LED灯 向高亮度、低价格的方向飞速发展,LED灯 一定会在不久的将来广泛应用于植物设施栽培领 域。2 用于植物光环境调控的LED光源系统的要求

近十年来,我国设施园艺面积发展迅速。植物生长的光环境控制照明技术已经引起重视。设施园艺照明技术主要用用于两方面:

1、在日照量少或日照时间短时作为植物光合作用的补充照明;

2、作为植物光周期,光形态建成的诱导照明。

3用于光环境调控的柔性可调的太阳能LED光源的系统设计

3.1 LED光源系统的组合方案

基于点光源模型建立了LED阵列的光照度分布模型,基于该模型设计的柔性可调的太阳能LED植物组培灯利用光伏效应原理制成的太阳能电池板在阳光充足且太阳能电池板输出满足系统要求时,太阳能电池板为对蓄电池充电;阳光强度不够时则由蓄电池对LED阵列光板供电。

通过多颗LED的组合优化构成16*24的LED阵列,保证了近距离照明区域内红蓝光即R/B尽可能均匀一致,保证植物栽培面上的光合成有效光量子流密度均匀分布。

3.2 LED光源系统的驱动系统设计

LED阵列采用“串并串”复合电路,降低每颗LED的故障影响面,而且更有利于故障的排除,同时有利于散热。

光源控制系统硬件采用嵌入式系统设计,微控环境选用89C2051,显示模块采用液晶显示,可显示LED灯的闪烁频率和通断占空比;通过键盘设置由软件控制LED灯的闪烁频率和通断占空比,通过PWM调光方式能根据植物生长的要求定量精确地设置不同光密度、不同光周期、不同工作频率的多参数组合的红蓝光比。

3.3 LED光源系统的电源系统设计

太阳能电池每块功率为20W,主要功能是将太阳能转换为电能。电源板用芯片UC3906控制蓄电池充电,当蓄电池充满电时指示灯亮。用开关电源芯片控制蓄电池输出电压稳定在22V~24V之间。用电压比较器LM339控制LED灯根据外界光强弱进行开关。实验结果及讨论

按照实验方案成功的完成了实验,可得创新点主要体现在以下几点:

1.基于点光源模型建立了LED阵列的光照度分布模型,保证了近距离照明区域光照均匀一致

2.充分利用太阳能供电,采用节能、环保、寿命长、体积小的LED光源,真正实现了节能环保;

2.可以根据照射植物生长的不同需要自由柔性的调节R/B比,整个设计造价低廉。

3.为LED光源阵列板设计了级联接口,可以根据植物组培照射的需要柔性扩展,多个LED光源阵列板可以拼接成更大面积的LED光源阵列板。

柔性可调的太阳能LED植物组培灯可以根据植物生长需要自由柔性的调节R/B比,从而提高植物群体的光合速率,合成更多有机物质,增加其生物量,整个设计造价低廉,充分利用太阳能为LED光源系统供电,减少对常规能源和电能的依附,将促使LED光源大规模应用于植物的光环境调控,应用前景十分广阔。结束语

近年来发光二极管在空间植物栽培中的应用倍受重视。研究发现氛气金卤灯和LED灯两种照明系统都能提供要求的光谱能量分布和均匀的照明,但是采用LED灯的照明系统的电能转换效率超过采用氨气金卤灯系统的10倍。LED灯 以其固有的优越性正吸引着世界的目光,特别在全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下。将LED灯应用于植物设施栽培领域具有很多优势,可提供多种纯正单色光和复合光谱,可根据不同作物及不同生长发育时期提供相应的光谱组合,可以模拟太阳光强度的变化。发光频率与占空比可调节的特性可以提供高频间歇给光模式,有利于探讨光合作用中明期和暗期的控制机理,并可以扩大节能空间。LED灯在植物生理与植物栽培领域的应用研究已经引起全世界的广泛关注。以日本和美国为代表的发达国家不仅深入研究LED灯 对植物生长发育的调控机理,更注重积极研究将LED灯 广泛应用于植物设施栽培领域的技术和产品。美国某 研究中心把LED灯补光设施作为宇宙基地等闭锁式生命维持系统的相关技术之一开展研究。日本的闭锁式LED灯植物工厂的研究已经进入实用化阶段。迄今为止,中国植物设施栽培领域的LED灯应用机理研究还处于起步阶段。借鉴国外研究成果,进一步系统深入研究LED灯应用于中国设施栽培领域的基础理论十分必要。值得注意的是,不同植物不同生长时期所需的光谱组合,及光照周期存在一定差异,虽有一些国外文献报道应用红蓝LED灯等光谱组合对不同植物生长发育和形态建成影响的研究,但缺乏结合不同物种不同时期生长特性,分析植物对LED灯光质调控响应机理的研究,因此也未能给出不同植物在不同

生育期中最佳LED灯光谱组成及光照周期的可靠参数和系统资料。此外,中国虽然是植物设施栽培面积大国,但在设施栽培领域具有自主知识产权的LED灯技术产品的研发基本还是空白,急需工程学科和植物学科的研究者共同合作,研制开发出符合中国生产实际的LED灯植物光源、照明自动控制系统、新型植物生长调控装置和大型植物工厂化育苗设施等。随着LED灯技术的发展与生产成本的逐年下降,特别是随着中国半导体照明工程的启动,相信在不久的将来,与LED灯相关的各种技术和产品将广泛应用于植物设施栽培的生产实践中。参考文献:

设施0901刘忠坤2009305200710

第二篇:LED光环境体验炙手可热

LED光环境体验炙手可热

为了营造更加真实的现场使用环境,越来越多照明企业、商家开始放弃枯燥无味的传统展厅的产品堆砌,以光环境体验为模式,让更多人近距离地了解照明产品,感受不同灯具的功能与优势。

毋庸置疑,这是体验式营销让消费者的“感觉”与产品销售挂钩的发展态势。但是,在传统营销方式依然占据主导地位,同时受到电子商务、网络营销冲击的市场大环境中,体验式营销显得步步为营。体验式营销该何去何从?这是我们今天需要探究的问题。

卖灯太OUT,要卖光

蕾雨斯灯饰照明认为:建材产品目前电商销售的一个局限就是不易体验,包括对产品实物的体验和使用的体验。因此,不论是实体店还是电商,谁很好解决了体验的问题,谁就能在销售中占有先机。那么,体验式营销的发展现状如何、灯具产品体验式营销又有何特点呢?

体验产生销售

如今,体验式营销已然渗透到各行各业中。如商场的促销活动,这类促销活动通常应用于饮品类。在商场中可常见到XX奶茶、XX酸奶有试饮区,顾客可在免费试饮后再凭个人口味购买;在电器商场中,豆浆机、平底锅等产品都有体验区,商家在专柜区中现场榨豆浆,以让消费者更好地了解产品特性功能;就如近年来房地产的样品房越来越倾向于体验式,而不是以往的毛坯房只看房子格局。以某知名品牌房地产为例,该房地产的样品房无论是从房子的格局装修还是家装的设置,都分为不同风格来向客户实景展示房子的优势,让客户提前体验了未来房子的装修风格,这样也潜意识地引导了客户的房子设计方案。

在体验式营销的过程中,消费者的参与是必须的。商家提供给消费者的体验,应该是个性化且长时间难以忘怀的一种亲身感受,在真正意义上的体验经济中,体验是新价值产生的源泉,它应该能为商家带来商品和服务以外的更多的利润。体验式营销,在销售当中让客户参与其中,亲身体验产品的功能性,在不同产品的对比下,体现销售产品的优点,从而进行一系列产品的销售行为。

体验式营销已渗透到展、销环节

经济的发展,国民的消费能力日渐提高,消费习惯和消费需求也在改变。现在,消费者买的不仅是一件商品,还是“感觉”。消费者会讲究商品买回家的现场感和氛围,所以现在消费者往往更愿意选择通过直观地体验产品之后消费。例如,家装企业近年来出现越来越多的整体家居体验馆,其中华耐美家整体家居体验馆就是通过在数万平方米的体验馆里,将家装效果以实景方式展示了虚拟效果图到真实情景的跨越,通过听、看、嗅、触等感官刺激,让消费者可以体验自己未来家的样子。实际上,这些体验效果把设计、产品和工程进行了整合配套,通过“所见即所得”的效果来促使消费者潜在的需求向现实需求的转变。

近年来,在许多展会上可以见到参展企业除了展示新品外,产品的展示方式也一直在改变。现在有不少企业开始意识到现在的消费者不只注重产品的价格和质量,对光环境的设计要求一样严格。从而,现在很多企业开始在展会上“舍多取少”,把体验式搬到展位上来,根据不同产品类别来设计展位,如做商照的会“还原”超市场景、服装橱窗等;做轨道灯则设计3D的轨道场景,来配合产品的光效设计。

不单单在展会中,随着LED市场的逐步打开和普及,尤其是在互联网经济的冲击下,越来越多的LED照明企业开始从传统专卖店转移到体验式营销,LED体验馆也因市场需求应运而生。

LED光环境体验:跨越虚拟和真实

据蕾雨斯灯饰照明了解到,LED体验馆摆脱以往产品堆砌的展厅形式,而是按照产品类别划分体验区,结合情景模拟来展示产品的功能特性,把产品的光环境展现出来,让消费者更直接地了解产品的光效,因此很多LED体验馆会称之为光环境体验馆。光环境体验馆中包含了各类空间照明光环境的效果,其中就特别为超市、水果店、服装店、酒店、VIP洽谈室、多功能厅等商业商场照明、办公照明室照明、家居照明、酒店工程灯具等作了独立空间区域的体验式的光环境展示。

但LED体验馆又分为两种经营模式:一只体验不销售,二或是将体验与销售结合。企业体验馆不做零售,建设LED体验馆的初衷是为了能让海内外的客户能更直观地到馆内体验产品、了解产品,从而促成合作。该LED体验馆共分为三大LED体验区,一是商照体验区、二是办公室照明体验区、三是家居照明体验区,这3个体验区角色分明,从产品的展示上和体验区的光环境的设计上是全然不同的。

体验营销衍生的销售力

目前照明行业大部分体验店仅停留在最为初级的“体验”——感受上,离真正的体验馆距离还有一大步。但也有很多照明灯饰专卖店虽然没有建设体验馆,但是专卖店提供的销售服务已经开始转向体验式。

除了越来越多的LED体验馆建立后,传统灯具也不甘落后。现在很多美式灯、水晶灯、花灯等传统灯具的专卖店逐渐加入体验式营销中。据luslighting了解,许多定位在中高端的美式灯、水晶灯和花灯的专卖店会结合软装来衬托产品奢华的风格,展示方面多有融合家居与饰品的体验式布局,在光影下、在人居温馨的氛围里、光与灯饰、家居饰品和布景陈设,这些都很好的融合在一起,这样的布置结构不但可以给消费者体验到很强烈的家居质感,也有效的衬托出了灯饰的雅致。平时也会有客户到店里体验过后如果喜欢灯饰的装配饰品也会连带一起买,这就是体验营销衍生出的销售力。

体验在于人、光、环境的完美结合体验式营销是企业以商品为载体,以服务为舞台,以满足消费者的体验需求为目的而开展的一系列营销活动。随着LED照明行业的持续炒热,市场营销越来越受到现代企业的重视,然而,体验式营销作为体验店的主要营销方式,无论是体验店的开设还是体验式营销的应用,均没有记者想象中的成熟与普及。

体验式营销等于纯粹的产品效果试用

在古镇为数不多的几家LED体验馆中,产品仍旧是一面墙多个同类不同款的产品整齐摆放的陈列方式,没有过多的产品光效展示,智能化开关是其最大的“特色”。消费者走进体验馆,能够体验的也就只有灯具开关,智能化调光调色温、触屏式、遥控式或WIFI控制,纯粹的产品效果试用,加上销售人员对灯具性能的细心讲解,事实上与传统的专卖店营销方式并无异样。

体验式营销等于产品展示区与软装区组合展示

软装家居与灯具的相结合能够使消费者产生不一样的“光感受”,但是,这都是有条件的。灯具产品种类的选择是否与软装家居相搭配,灯具的光效果是否适合现场场景的使用等等,然而,这些都是被设计者忽略了的细节。见到最多的往往是简单地在灯具产品展示区中摆放一家居用品或一办公桌椅,只有“场景”没有“情景”的“体验式营销”。

第三篇:2014中国科学院植物研究所光信号调控与叶绿体发育研究组博士后招聘公告

给人改变未来的力量

2014中国科学院植物研究所光信号调控与叶绿体发育研究组博

士后招聘公告

(温馨提示:下载文档后,按住键盘ctrl,左键点击可以打开文章链接)中国科学院植物研究所光信号调控与叶绿体发育研究组面向海内外公开招聘博士后研究人员1~2名。研究组以拟南芥、水稻为材料,主要开展植物光信号、叶绿体发育及植物对强光的响应和适应调控机制的研究。研究组介绍详见:www.xiexiebang.com)。研究所将对申请者进行资格审查,并与初审合格者联系面试。初审未通过者,不再另行告知。时间以名额招满为止。

(原标题:中国科学院植物研究所光信号调控与叶绿体发育研究组博士后招聘启事)

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地 址:合肥市包河区芜湖路万达广场7号写字楼32层 1

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