CN114128512A - 一种基于智能切换的动植物照明装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于智能切换的动植物照明装置及方法，包含光发射部、光调节部和光控制部，其中，光调节部能够基于所述光控制部的指令对光发射部在位置、角度或光环境要素进行调节，使光发射部能够对照射植物发射不同角度、不同位置、不同光环境要素的人工光线以满足植物光控发育过程中所需的光信号，其中，所述光环境要素包含光辐射强度、光谱、光周期和光的时间/空间分布。

Description

一种基于智能切换的动植物照明装置及方法
技术领域
本发明涉及生物照明***领域，尤其是一种基于智能切换的动植物照明装置及方法。
背景技术
植物工厂(Plant Factory)的概念最早是由日本提出来的。根据日本植物工厂学会的解释，植物工厂是通过设施内高精度环境控制实现农作物周年连续生产的***，即是利用计算机对植物生育的温度、湿度、光照、CO2浓度以及营养液等环境条件进行自动控制，使设施内植物生育不受或很少受自然条件制约的省力型生产。早期的植物工厂建设规模小，主要局限在实验室内，且种植作物品种单一，采用人工气候室进行控制，运行成本较高。20世纪70年代初至80年代中期，植物工厂开始发展起来，许多国家如美国、日本、英国、挪威、希腊、利比亚等企业都纷纷投入巨资，与科研机构联手研发关键技术。这时候的植物工厂应用范围比较广，自动化控制***逐渐完善，示范效果开始。
早期的植物工厂采用的固定的单色光源配置室内植物光照环境，但很快，光照成本成为了一种影响植物成本的重要影响因素，直至今日，光照成本依然是植物工厂运行过程中的重要监控指标，人们需要在光照供给和光照成本之间做出平衡，以维持植物工厂的盈利。1961年，LED等被发明出来，其具有能耗低、发光效率高、发热低、波长专一、光色纯正等光电优势。随着LED技术的不断进步，节能型植物专用LED光源日益普及。
对于植物给光的调整，公开号为CN208211122U的中国专利提供了一种调整光源距离的植物培养箱，LED灯板上嵌有n个LED灯，透镜板上设有n个涅菲尔透镜，n个LED灯分别与n个涅菲尔透镜一一正对；用于栽种植物的定植板盖合在箱体的顶部开口处，箱体内装有培养液，超声波雾化器用于将培养液雾化并喷散在箱体内部，四根支撑柱分别固定在箱体顶部开口的四角处，支撑柱上设有支撑组件，给光机构能够放置于四组支撑组件上，LED灯发出的光经过涅菲尔透镜直接照射在植物上。该装置通过调整光距进行植物给光的优化。公开号为CN112352574A的中国专利公开一种植物分生育阶段给光提质增效的方法，通过在植物生长的前期和后期，以红蓝光作为主体光对植物进行周期性光照；在植物生长前期添加远红光以增加叶片面积，提高植物的光能截获量；在植物生长后期添加绿光，以提高植物群落内部的光合效率，提高产量，并预防叶片黄化和烂叶发生。该方法通过配合植物的生长周期进行光谱系的调整。但上述给光方案均需要通过实验性操作。在实验性操作确定了最优给光方案后给光***通过预设条件进行光线变化的操作。如公开号为CN111528094A的中国专利公开了一种间断式给光的植物组织培养设备，包括隔热箱，所述隔热箱内固定安装有灯具，所述灯具包括壳体和灯管，所述壳体的一端嵌设有导电片并转动套接有导热块，所述导热块内竖直开设有转槽和圆槽，且转槽与圆槽共轴，所述转槽内滚动设置有多个配重球和膨胀球，所述圆槽内设有盘簧，所述盘簧靠近圆槽槽壁的一端与圆槽固定相连，所述盘簧远离圆槽槽壁的一端固定连接有固定杆。为了适应大多数植物的给光，采用间断式给光方案从而满足了长日照、短日照或其他特殊需求的植物的光照要求，但无法达到个性化针对单一物种的给光需求。
植物的给光方案大多基于实验性证实后进行设计，本发明通过分子水平的亲缘分析，得到给光方案的优选答案，从而使给光装置能够为单一物种的植物提供相对优越的给光方案。
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
针对现有技术之不足，本发明提供一种基于智能切换的动植物照明装置，其特征在于，包含光发射部、光调节部和光控制部，其中，光调节部能够基于光控制部的指令对光发射部在位置、角度或光环境要素进行调节，使光发射部能够对照射植物发射不同角度、不同位置、不同光环境要素的人工光线以满足植物光控发育过程中所需的光信号，其中，光环境要素包含光辐射强度、光谱、光周期和光的时间/空间分布。
本技术方案的优点：通过人工光源、驱动单元和中控单元之间的配合，使人工光源形成相对于均匀的静态光源，具有更高光转换效率的，更低能耗且更少照射死角的窄带高光强动态光源。在植物接受光线照射时，动态的窄带高光强光源能够由于其具有的移动状态和集中式光线发射的状态在不同时间轴形成与植物的不同夹角。不同夹角产生的不同照射角度在宏观上能够通过减少照射死角而使更多的叶片得到照射机会和光线数量。在微观角度上来说，植物叶片表面分布的纤毛对植物的光采集具有一定遮挡作用，而不同夹角产生的不同照射角度使照射光线能够无效不同状态下纤毛的遮挡作用，使叶面以及叶背侧的光线感受器官得到更多的光线和发育机会。
根据一种优选实施方式，光控制部设置有第一数据库，第一数据库包含多种植物品种的已知光环境品质调控预案从而使照明装置在对植物品种初始给光时能够进行参照。
根据一种优选实施方式，光控制部能够基于第一数据库对植物品种进行初始给光的预案设置，其步骤包含：
(1)获知植物品种和环境参数；
(2)将植物品种在第一数据库内进行比对；
(3)基于环境参数，将第一数据库中的植物品种的光环境品质调控预案中的给光条件进行部分调整；
(4)按照调整后的植物品种的光环境品质调控预案向光调节部发出指令。
本技术方案的优点：不同植物所需的光环境条件不同。在无记录的情况下，植物培育中心在不同植物的培育过程中需要重新手动寻找并输入光培育指令，操作繁琐且复杂，同时光培育条件还需要人工找寻，容易出现信息丢失。基于此，本发明提供一种包含有光培育条件的第一数据库，该数据库能够自动存储不同环境下不同品种植物的给光条件，并形成下次该品种的植物的光环境品质调控预案。通过多次使用的累计及人工录入的多种数据，在使用者进行植物种类的输入时，光控制部能够基于第一数据库的筛选，得到相同植物种类的一个或多个光环境品质调控预案。基于一个或多个光环境品质调控预案，并依靠此次培育的环境参数进行调整，得到同种类植物在本次培育的最优光环境品质调控预案。光控制部通过第一数据库作为调整背景，结合本次环境特征，以得到个性化定制的且适用于该次培育植物的光环境品质调控预案，以提高植物预期采收组织的产量。
根据一种优选实施方式，在光控制部将植物品种在第一数据库内进行比对而未在第一数据库中得到目标植物品种时，光控制部进行初始给光的预案设置，其步骤包含：
(1)获知植物品种和环境参数；
(2)将植物品种在第一数据库内进行比对；
(3)在分子水平上对植物品种的亲缘关系进行筛选。
根据一种优选实施方式，在光控制部将植物品种在第一数据库内进行比对而未在第一数据库中得到目标植物品种时，筛选得到作为目标植物品种的光环境品质调控预案的参照的参照植物品种，其中，参照植物品种的筛选条件包含：
(1)与目标植物品种具有亲缘关系；
(2)在第一数据库中存在光环境品质调控预案。
本技术方案的优点：第一数据库的比对结果还能够存在未得到同品种植物的光环境品质调控预案的可能。基于此，本发明设计一种亲缘比对方式，以进化树或其他形式呈现目标植物的亲缘植物。由于亲缘植物之间的生长模式或光吸收利用模式具有一定相似性，因此，在目标植物无光环境品质调控预案使培育者无法确定初始给光条件时，亲缘植物的光环境品质调控预案能够作为目标植物的初始给光条件设置的参考。通过亲缘植物的光环境品质调控预案并结合植物生长态势中的光施用条件的调整，使未存在于第一数据库中的目标植物同样能够得到帮助其生长的初始给光条件。
根据一种优选实施方式，光控制部在基于光环境品质调控预案进行植物给光时，能够以照射的植物的生长相关的相关参数进行给光指令的调整。
根据一种优选实施方式，光照射部至少包含交替设置的单色人工光源，单色人工光源以窄带形式发射能够通过光控制部的控制而变化不同频次和频率的单色光。
根据一种优选实施方式，由多个单色人工光源构成的光照射部以受控于光驱动部并跟随光驱动部在垂直于植物生长方向上的，遵光控制部指令的扫描式移动的方式对照射的植物及其所在区域进行移动式光线补给，移动式光线能够通过光照射部的移动而增加以植物为轴向中心线对植物照射的角度，进而影像弥补光照射部对植物的光线照射死角。
根据一种优选实施方式，环境参数至少包含室内透光度、室内面积、光照射部范围。
一种基于智能切换的动植物照明的方法，其特征在于，基于光控制部的指令，光调节部能够对光发射部在位置、角度或光环境要素进行调节，使光发射部能够对照射植物发射不同角度、不同位置、不同光环境要素的人工光线以满足植物光控发育过程中所需的光信号。
附图说明
图1为本发明的一种优选实施方式的简化模块连接关系示意图；
图2为本发明的光控制部的程序示意图。
附图标识
100：光照射部；200：光调节部；300：光控制部。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
一种基于智能切换的动植物照明装置，包含光发射部100、光调节部200和光控制部300，其中，光调节部200能够基于光控制部300的指令对光发射部100在位置、角度或光环境要素进行调节，使光发射部100能够对照射植物发射不同角度、不同位置、不同光环境要素的人工光线以满足植物光控发育过程中所需的光信号，其中，光环境要素包含光辐射强度、光谱、光周期和光的时间/空间分布。光发射部100被配置为能够向种植/养殖区域内的动植物提供高能量的光照。光调节部200用于连接光发射部100，以使得光发射部100至少能够随着光调节部200移动。光控制部300至少能够用于控制光调节部200的移动。如图1所示，光发射部100用于提供光照。光调节部200用于通过自身的位置变化为改变光发射部100的角度和位置。光控制部300能够通过有线或无线的方式控制光调节部200的位置和角度变化。
在光控制部300能够获取所述动植物相应的光照需求情况下，光控制部300基于数据分析结果被配置为能够基于植物的光照需求以窄带的方式向植物提供光照，以满足植物生长所需的光照需求且减少补光装置的电能消耗。
根据一种优选实施方式，光发射部100包括至少一个单色人工光源。优选地，单色人工光源能够为LED灯。在光控制部300能够获取光发射部100所对应的不同植物、同一植物的不同生长阶段对光配方需求的情况下，光控制部300能够运用LED芯光技术，对红橙黄绿青蓝紫等不同颜色的光进行不同比例和强度的组合，既能满足植物光合作用的能量需求，又适合其生长发育的精确控制，同时在生产中节约能源和成本，从而定制出最合适的光配方。
根据一种优选实施方式，光照射部至少包含交替设置的单色人工光源，单色人工光源以窄带形式发射能够通过光控制部300的控制而变化不同频次和频率的单色光。
根据一种优选实施方式，由多个单色人工光源构成的光照射部以受控于光驱动部并跟随光驱动部在垂直于植物生长方向上的，遵光控制部300指令的扫描式移动的方式对照射的植物及其所在区域进行移动式光线补给，移动式光线能够通过光照射部的移动而增加以植物为轴向中心线对植物照射的角度，进而影像弥补光照射部对植物的光线照射死角。
根据一种优选实施方式，光发射部100至少包括：用于对单色人工光源发出的光线集中的配光组件。单色人工光源能够发出高能量的单色光，配光组件能够使得单色人工光源发出的单色光汇聚至较小出射范围的窄带内而集中射向植物。优选地，单色人工光源可以为制造成竖直向下发光的LED灯。单色人工光源的LED灯也可以制造成三百六十度发光贴近植物的株间补光灯。
根据一种优选实施方式，光发射部100的窄带依靠在光源上设置光源集中或限制光源散射的集光组件。集光组件设置于单色人工光源发光一端，将单色人工光源发出的光聚焦至一定范围内。优选地，集光组件能够为聚焦透镜、菲涅尔透镜、出光结构等。优选地，集光组件能够将单色人工光源所产生的单色光汇聚在较小的出光结构内并以窄带的形式将所汇聚的具有较高能量的光照定向出射至动植物所在的区域。光发射部100的聚集形态能够基于配光组件形成环形或弧形的光带。
根据一种优选实施方式，光发射部100设置于植物顶部。光发射部100通过灯泡等人工光源提供用于植物吸收的可变化强度、谱系、颜色的光线。
光驱动部能够在光发射部100的不同角度设置有至少两个。多个光驱动部能够在同一平面或不同平面设置。通过多个光驱动部增加光发射部100的照射角度，以进一步地减少光照的照射死角。
光控制部300能够控制光发射部100的移动、旋转和光源切换，其中光源的切换包含光强改变、光谱颜色变化及频次变化。基于不同植物实际生长所需，光控制部300配置与该植物生长相匹配的不同单色光的扫描时间间隔以及单色光扫描的先后顺序。例如，铁皮石斛在光培育过程中，其处理前15天增加单色蓝光，30天内增加单色黄光即30天内红蓝光比例为2:3，混合光的给光方式为不同的单色人工光源发出不同颜色光，并以光通量为计算单位，实现红蓝光2:3的辐射量比例。
实施例1
光控制部300设置有第一数据库，第一数据库包含多种植物品种的已知光环境品质调控预案从而使照明装置在对植物品种初始给光时能够进行参照。第一数据库用于存储已知植物品种在培育过程中的光环境品质调控预案。光环境品质调控预案包含沿时间轴在已知空间环境的光环境要素施用条件。
例如，冰菜的室内水培光环境要素施用条件能够为包含两部分。第一部分为育苗阶段：波长为380-399nm的光量子数所占比例≤0.1％、波长为400-499nm的光量子数所占比例为21-25％、波长为500-599nm的光量子数所占比例为14-15％、波长为600-699nm的光量子数所占比例为46-50％、波长为700-780nm的光量子数所占比例为12-17％；叶片表面光照强度为240μmol/m 2s-250μmol/m 2s，光照均匀，光照时间为10～11h/d。第二部分为定植阶段：波长为380-399nm的光量子，光量子数所占比例≤0.1％、波长为400-499nm的光量子，光量子数所占比例为13-15％、波长为500-599nm的光量子，光量子数所占比例为17-19％、波长为600-699nm的光量子，光量子数所占比例为50-55％、波长为700-780nm的光量子光量子数所占比例为13-17％；叶片表面光照强度为140μmol/m2s-150μmol/m2s，光照均匀，光照时间为13～14h/d。其中，时间轴为植物的生长变化，空间环境为室内、水培以及温度湿度等。光环境要素施用条件包含光照时间、光照强度、光波长、光量子数以及光分布(光照均匀)。
根据一种优选实施方式，光控制部300能够基于第一数据库对植物品种进行初始给光的预案设置，其步骤包含：
(1)获知植物品种和环境参数；
(2)将植物品种在第一数据库内进行比对；
(3)基于环境参数，将第一数据库中的植物品种的光环境品质调控预案中的给光条件进行部分调整；
(4)按照调整后的植物品种的光环境品质调控预案向光调节部200发出指令。
根据一种优选实施方式，环境参数至少包含室内透光度、室内面积、光照射部范围。由于不同的栽培方式、不同的丰收倾向(果实、叶片或其他组织的经济价值采收)或培育房的透光性均不同，因此环境对于植物给光具有一定影响。在不同环境下，光环境要素施用条件能够部分或全部进行调整。例如，基于外界的补光情况，透明透光玻璃房中培育的冰菜的光强度能够稍弱于全遮光培养室中培育的冰菜。
根据一种优选实施方式，环境参数对于光环境品质调控预案中的给光条件能够以公式1中的方式进行参数调整：
F＝Q1*M1+Q2*M2+...Qn*Mn；
F为单个给光条件的调整程度或调整数值，Q为环境特征，M为该特征在环境中所占权重比。
如图2所示，光控制部300在接收植物品种和环境参数设置后，优先在第一数据库中寻找该品种的光环境品质调控预案。在筛选得到目标植物的光环境品质调控预案后，根据环境参数计算光环境品质调控预案中的光施用条件的调整参数值。而后基于修改后的光环境品质调控预案的程序发出指令。指令发出后，光调节部200接收指令，通过自身的位置移动、角度改变或调节光发射部100发射光的光辐射强度、光谱或光周期，实现符合预期当前环境，且满足采收组织优势生长的光施用操作。
用于光调整的判断方法步骤包含：
S1：获知植物品种和环境参数；
S2：将植物品种在第一数据库内进行比对；
如果结果为是，则，
S3：亲缘关系筛选；
S4：基于环境参数，光环境品质调控预案调整；
S5：发出指令；
如果不是，则直接，
S4：基于环境参数，光环境品质调控预案调整；
S5：发出指令。
根据一种优选实施方式，光控制部300包含信息输入前端。信息输入前端能够通过手动、语音或远程信息传输的方式接收外界给予的信息，信息内容能够包含植物品种和环境参数。植物品种能够为植物的在种、属、科、目、纲、门、界七大层次的亲缘分类。
根据一种优选实施方式，光控制部300在基于光环境品质调控预案进行植物给光时，能够以照射的植物的生长相关的相关参数进行给光指令的调整。由于环境参数和过往光环境品质调控预案在实际给光过程中会出现一定偏差，本申请允许光控制部300接收植物生长的反馈信息。在光控制部300接收到植物生长的反馈信息后，能够基于植物的叶片的颜色、形态或其他组织的非正常形态判断植物是否存在光吸收问题，从而进行光环境品质调控预案或当前光施用条件的调整，使光环境品质调控预案能够实时适配植物的生长。
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。
在光控制部300将植物品种在第一数据库内进行比对而未在第一数据库中得到目标植物品种时，光控制部300进行初始给光的预案设置，其步骤包含：
(1)获知植物品种和环境参数；
(2)将植物品种在第一数据库内进行比对；
(3)在分子水平上对植物品种的亲缘关系进行筛选。
根据一种优选实施方式，在光控制部300将植物品种在第一数据库内进行比对而未在第一数据库中得到目标植物品种时，筛选得到作为目标植物品种的光环境品质调控预案的参照的参照植物品种，其中，参照植物品种的筛选条件包含：
(1)与目标植物品种具有亲缘关系；
(2)在第一数据库中存在光环境品质调控预案。
根据一种优选实施方式，在分子水平上对植物品种的亲缘关系的筛选方式包含数据准备、序列比对、校正争议位点、模型选择、选择建树方法、建树。优选地，进化树的构建能够通过Evol View软件。
数据准备包含带比对的已知序列的物种。
序列比对能够为基因序列或全基因组的比对。
校正争议位点主要用于保守区的选择。保守区为远古物种的起源基因序列，即使是在植物分化的过程中，其仍然能够保持碱基序列的部分或全部的完整性。保守区同样是用于分析植物品种间的亲缘关系的重要依据。
模型选择即对数据的处理方式，其能够包含碱基取代模型、位点之间取代速率模型。优选地，模型能够为Model Test、MrModel Test、jModel Test。
选择建树方法用于将处理后的数据套入***发育树中，以可被解读的方式，即进化树的形态，被呈现。优选地，建树方法有距离法、最大简约法、最大似然法和贝叶斯法。
根据一种优选实施方式，目标植物品种的亲缘关系能够以进化树或思维导图的层级模式呈现，进化树为具有共同祖先的各物种间演化关系的树。
根据一种优选实施方式，亲缘关系分析的方式还能够为植物基因组的SNP位点的GWAS分析或DNA芯片分析。
在通过进化树的结果分析得到与目标植物具有亲缘关系的植物后，与存储于第一数据库中的具有光环境品质调控预案的植物进行比对，得到数个满足筛选条件的参照植物。数个参照植物以亲缘关系距离进行选择，其中，选择的条件能够手动输入，比如对亲缘关系距离的设置。例如，当设置亲缘关系距离为10个单位演化时间，则筛选的亲缘植物品种则仅包含与目标植物距离10个演化时间内的植物品种，且该植物品种在第一数据库中的具有光环境品质调控预案。
例如，白菜与天菜均属十字花科芸苔属植物，当白菜种植的光环境品质调控预案存储于第一数据库中时，而天菜的光环境品质调控预案未存在于第一数据库或未被实验过最优配方，则在进行天菜的初始给光时，能够基于白菜的光环境品质调控预案参考环境参数进行初始给光调整。得到用于当前种植环境的天菜的初始给光方案。
实施例3
本实施例是对实施例1、实施例2的进一步改进，重复的内容不再赘述。
光发射部100包含荧光板。荧光板为表面设置有反光涂层的面板。通过在植物底部环向设置荧光板，使自光发射部100发射的光线自荧光板的反光涂层以大致朝向光发射部100的方式反射回去，途中部分光线被植物叶片的背面吸收，从而增加植物对光线的利用率。
荧光板内设置用于接收并感应光信号的光传感组件，光传感组件接收的信号能够以有线或无线的形式反馈至光控制部300。荧光板接收的外源光信号能够为自植物各组织间缝隙以直射或反射的方式到达设置有荧光材料的一侧的，且未被植物本体承接的光信号，激发荧光产生的发光能量能够通过直射或反射部分或全部的传输至植物。荧光用于产生受激发的光线。在植物根部设置的荧光用于回收并再次利用自未被植物吸收而照射至植物底部的光线。荧光涂覆于荧光板朝向光发射部100的方向。荧光板通过对光发射部100产生的光源进行多层级的利用，达到减少照射死角并利用未进行能量补给的光线进行信号收集从而监测环境和植株的目的。
自荧光发射出的光信号能够用于植物状态的监测，或用于植物叶片背部光信号的补充。自荧光板发出的光线一部分因植物组织的遮挡而照射至植物叶片背面或其他组织部位，而被吸收；另一部分自植物组织缝隙中穿出并最终返回至设置光发射部100的一侧，从而被设置在光发射部100附近的光传感组件感应。
根据一种优选实施方式，光传感组件以接收自光发射部100发射，过程中基于植物和植物根部的荧光板的遮挡而形成的反射的光信号，使未被植物以光能量形式吸收的光信号被用于以入射角度和出射角度作为分析依据的植物生长监测。对于依赖光信号进行植物和环境监测的信息采集，采集内容包含但不限于：感应光线的入射角度和出射角度、感应光线的光谱颜色、感应光线的光照强度。
根据一种优选实施方式，处于移动状态的光发射部100照射植物产生的光信号与植物形成不同发射照射角度，即为植物光信号与实时位置变化的光信号形成的夹角及夹角在沿光发射部100的坐标轴的变化，从而通过光传感组件的信号接收和与光传感组件有线或无线连接的光控制部300以照射角度的变化趋势判断植物的生长长势。光发射部100在移动过程中能够产生不同入射角度的光线，并基于入射角度的不同而产生更多的出射角度，增加光传感组件的数据收集量，以为光控制部300判断植物生长的运算处理带来更多的信息依据。移动的光发射部100在进行窄带高光强的平扫给光过程中，还能够增加自缝隙射出而被感知的光线。优选地，生长长势信息包括但不限于：植物叶片的生长情况、植物的株高。
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。本发明说明书包含多项发明构思，诸如“优选地”、“根据一个优选实施方式”或“可选地”均表示相应段落公开了一个独立的构思，申请人保留根据每项发明构思提出分案申请的权利。在全文中，“优选地”所引导的特征仅为一种可选方式，不应理解为必须设置，故此申请人保留随时放弃或删除相关优选特征之权利。

Claims (10)

1.一种基于智能切换的动植物照明装置，其特征在于，包含光发射部(100)、光调节部(200)和光控制部(300)，其中，
所述光调节部(200)能够基于所述光控制部(300)的指令对光发射部(100)在位置、角度或光环境要素进行调节，使光发射部(100)能够对照射植物发射不同角度、不同位置、不同光环境要素的人工光线以满足植物光控发育过程中所需的光信号，其中，所述光环境要素包含光辐射强度、光谱、光周期和光的时间/空间分布。
2.根据权利要求1所述的动植物照明装置，其特征在于，所述光控制部(300)设置有第一数据库，所述第一数据库包含多种植物品种的已知光环境品质调控预案从而使所述照明装置在对所述植物品种初始给光时能够进行参照。
3.根据权利要求1或2所述的动植物照明装置，其特征在于，所述光控制部(300)能够基于第一数据库对所述植物品种进行初始给光的预案设置，其步骤包含：
(1)获知植物品种和环境参数；
(2)将所述植物品种在所述第一数据库内进行比对；
(3)基于环境参数，将第一数据库中的所述植物品种的光环境品质调控预案中的给光条件进行部分调整；
(4)按照调整后的所述植物品种的光环境品质调控预案向光调节部(200)发出指令。
4.根据前述权利要求之一所述的动植物照明装置，其特征在于，在所述光控制部(300)将所述植物品种在所述第一数据库内进行比对而未在所述第一数据库中得到目标植物品种时，所述光控制部(300)进行初始给光的预案设置，其步骤包含：
(1)获知植物品种和环境参数；
(2)将所述植物品种在所述第一数据库内进行比对；
(3)在分子水平上对所述植物品种的亲缘关系进行筛选。
5.根据前述权利要求之一所述的动植物照明装置，其特征在于，在所述光控制部(300)将所述植物品种在所述第一数据库内进行比对而未在所述第一数据库中得到目标植物品种时，筛选得到作为所述目标植物品种的光环境品质调控预案的参照的参照植物品种，其中，所述参照植物品种的筛选条件包含：
(1)与所述目标植物品种具有亲缘关系；
(2)在所述第一数据库中存在光环境品质调控预案。
6.根据前述权利要求之一所述的动植物照明装置，其特征在于，所述光控制部(300)在基于光环境品质调控预案进行植物给光时，能够以照射的所述植物的生长相关的相关参数进行给光指令的调整。
7.根据前述权利要求之一所述的动植物照明装置，其特征在于，所述光照射部至少包含交替设置的单色人工光源，所述单色人工光源以窄带形式发射能够通过所述光控制部(300)的控制而变化不同频次和频率的单色光。
8.根据前述权利要求之一所述的动植物照明装置，其特征在于，由多个所述单色人工光源构成的所述光照射部以受控于所述光驱动部并跟随所述光驱动部在垂直于植物生长方向上的，遵所述光控制部(300)指令的扫描式移动的方式对照射的所述植物及其所在区域进行移动式光线补给，所述移动式光线能够通过光照射部的移动而增加以植物为轴向中心线对所述植物照射的角度，进而影像弥补光照射部对植物的光线照射死角。
9.根据前述权利要求之一所述的动植物照明装置，其特征在于，所述环境参数至少包含室内透光度、室内面积、光照射部范围。
10.一种基于智能切换的动植物照明的方法，其特征在于，基于所述光控制部(300)的指令，所述光调节部(200)能够对光发射部(100)在位置、角度或光环境要素进行调节，使光发射部(100)能够对照射植物发射不同角度、不同位置、不同光环境要素的人工光线以满足植物光控发育过程中所需的光信号。
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