專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于金藻培養(yǎng)的智能化光照設(shè)備及光譜調(diào)制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉一種用于金藻培養(yǎng)的智能化光照設(shè)備及光譜調(diào)制方法。
背景技術(shù)：
隨著近幾年的金藻養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的興起，金藻的市場(chǎng)需求越來(lái)越大。現(xiàn)有的金藻養(yǎng)殖技術(shù)均是采用開(kāi)放式跑道池，若需要對(duì)開(kāi)放式跑道的培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)或優(yōu)化開(kāi)放式跑道的培養(yǎng)條件，則必須通過(guò)采用光合生物反應(yīng)器進(jìn)行研究得到最優(yōu)的培養(yǎng)參數(shù)。光是單細(xì)胞培養(yǎng)中影響其生長(zhǎng)的最重要的因子之一。光照是影響金藻生長(zhǎng)和生化成分的重要因素。光合生物反應(yīng)器對(duì)金藻提供的培養(yǎng)參數(shù)之一是光照，而現(xiàn)有的光合生物反應(yīng)器普遍采用太陽(yáng)光、白熾燈或日光燈等作為光源，人工光源提供了一系列波長(zhǎng)不等的光譜，從短波的藍(lán)光到綠色和黃色，再到長(zhǎng)波的紅光，而金藻在不同的生長(zhǎng)時(shí)間段只需要獲得特定波長(zhǎng)范圍且特定光照強(qiáng)度的光即可，現(xiàn)有光源或人工光源的相當(dāng)一部分光能不被吸收而被浪費(fèi)，所以金藻對(duì)上述光源的能量利用率較低，光合作用效率低，從而影響金藻的生長(zhǎng)速度。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種用于金藻培養(yǎng)的智能化光照設(shè)備及光譜調(diào)制方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中由于金藻對(duì)人工光源的光能利用效率較低，從而影響金藻的生長(zhǎng)速度的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案一種用于金藻培養(yǎng)的智能化光照設(shè)備，包括

記錄有金藻生長(zhǎng)參數(shù)的存儲(chǔ)模塊，所述金藻生長(zhǎng)參數(shù)包括生長(zhǎng)特性參數(shù)以及與所述生長(zhǎng)特性參數(shù)對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比和紅光占空比；判斷所述金藻的當(dāng)前生長(zhǎng)狀態(tài)的判斷模塊；分別與所述判斷模塊以及所述存儲(chǔ)模塊相連，根據(jù)所述金藻的當(dāng)前生長(zhǎng)狀態(tài)獲得與其對(duì)應(yīng)的生長(zhǎng)特性參數(shù)，并根據(jù)所述生長(zhǎng)特性參數(shù)得到所述金藻當(dāng)前所需的藍(lán)綠光對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及紅光對(duì)應(yīng)的紅光占空比的獲取占空比模塊；與所述獲取占空比模塊相連，根據(jù)所述藍(lán)綠光占空比生成相應(yīng)的藍(lán)綠光PWM信號(hào)，并根據(jù)所述藍(lán)綠光PWM信號(hào)生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的藍(lán)綠光以及根據(jù)所述紅光占空比生成相應(yīng)的紅光PWM信號(hào)，并根據(jù)所述紅光PWM信號(hào)生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的紅光的光源模塊。其中，所述生長(zhǎng)特性參數(shù)包括金藻的生長(zhǎng)階段，所述金藻的生長(zhǎng)狀態(tài)包括金藻的生物量，所述獲取占空比模塊包括根據(jù)所述金藻的當(dāng)前生物量獲得所述金藻的當(dāng)前生長(zhǎng)階段的階段獲取單元；與所述階段獲取單元相連，根據(jù)所述金藻的當(dāng)前生長(zhǎng)階段得出所述金藻當(dāng)前所需的藍(lán)綠光對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及紅光對(duì)應(yīng)的紅光占空比的生成單元。其中，所述生長(zhǎng)特性參數(shù)包括金藻的生物量區(qū)間，所述金藻的生長(zhǎng)狀態(tài)包括金藻的生物量，所述獲取占空比模塊包括根據(jù)所述金藻的當(dāng)前生物量獲得對(duì)應(yīng)的生物量區(qū)間的第一區(qū)間獲取單元；與所述第一區(qū)間獲取單元相連，根據(jù)所述金藻的生物量區(qū)間得出所述金藻當(dāng)前所需的藍(lán)綠光對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及紅光對(duì)應(yīng)的紅光占空比的生成單元。其中，所述生長(zhǎng)特性參數(shù)包括金藻的生長(zhǎng)階段以及與所述金藻的生長(zhǎng)階段對(duì)應(yīng)的金藻的生物量區(qū)間，所述每一生長(zhǎng)階段至少與一個(gè)生物量區(qū)間相對(duì)應(yīng)，所述金藻的生長(zhǎng)狀態(tài)包括金藻的生物量，所述獲取占空比模塊包括根據(jù)所述金藻的當(dāng)前生物量獲得所述金藻的當(dāng)前生長(zhǎng)階段，并根據(jù)所述當(dāng)前生物量以及所述當(dāng)前生長(zhǎng)階段得到當(dāng)前生物量區(qū)間的第二區(qū)間獲取單元；與所述第二區(qū)間獲取單元相連，根據(jù)所述金藻的生物量區(qū)間得出所述金藻當(dāng)前所需的藍(lán)綠光對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及紅光對(duì)應(yīng)的紅光占空比的生成單元。其中，所述生長(zhǎng)特性參數(shù)包括與所述生物量區(qū)間對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值、與所述藍(lán)綠光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光驅(qū)動(dòng)電流和紅光驅(qū)動(dòng)電流、以及與所述藍(lán)綠光驅(qū)動(dòng)電流對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及與所述紅光驅(qū)動(dòng)電流對(duì)應(yīng)的紅光占空比，所述獲取占空比模塊包括根據(jù)所述金藻的當(dāng)前生物量得到當(dāng)前生物量對(duì)應(yīng)的生物量區(qū)間，根據(jù)所述生物量區(qū)間獲得對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值，根據(jù)獲得的藍(lán)綠光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值得到相應(yīng)的藍(lán)綠光驅(qū)動(dòng)電流以及紅光驅(qū)動(dòng)電流的獲取驅(qū)動(dòng)電流單元；
`
與所述獲取驅(qū)動(dòng)電流單元相連，根據(jù)所述藍(lán)綠光驅(qū)動(dòng)電流到相應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及根據(jù)所述紅光驅(qū)動(dòng)電流得到相應(yīng)的紅光占空比的生成單元。其中，所述生成單元具體為根據(jù)生物量區(qū)間得出波長(zhǎng)為410_480nm的第一發(fā)光峰的第一占空比、波長(zhǎng)為490-570nm的第二發(fā)光峰的第二占空比、波長(zhǎng)為610-640nm的第三發(fā)光峰的第三占空比以及波長(zhǎng)為640-680nm的第四發(fā)光峰的第四占空比的生成單元。其中，所述藍(lán)綠光包括波長(zhǎng)為410_480nm的第一發(fā)光峰對(duì)應(yīng)的光照以及波長(zhǎng)為490-570nm的第二發(fā)光峰對(duì)應(yīng)的光照，所述紅光包括波長(zhǎng)為610_640nm的第三發(fā)光峰對(duì)應(yīng)的光照以及波長(zhǎng)為640-680nm的第四發(fā)光峰對(duì)應(yīng)的光照。其中，所述光源模塊為半導(dǎo)體光源模塊，所述半導(dǎo)體光源模塊包括按照預(yù)設(shè)規(guī)律排列的第一類(lèi)二極管、第二類(lèi)二極管、第三類(lèi)二極管以及第四類(lèi)二極管，以使所述半導(dǎo)體光源模塊在其照射面上形成均勻的光強(qiáng)和光質(zhì)，其中，所述第一類(lèi)二極管發(fā)出與所述第一發(fā)光峰對(duì)應(yīng)的光照，所述第二類(lèi)二極管發(fā)出與所述第二發(fā)光峰對(duì)應(yīng)的光照，所述第三類(lèi)二極管發(fā)出與所述第三發(fā)光峰對(duì)應(yīng)的光照，所述第四類(lèi)二極管發(fā)出與所述第四發(fā)光峰對(duì)應(yīng)的光照。其中，所述金藻生長(zhǎng)參數(shù)還包括金藻的類(lèi)別，所述金藻的類(lèi)別包括金藻的種類(lèi)和/或金藻的品種，所述生長(zhǎng)特性參數(shù)與所述金藻的類(lèi)別相對(duì)應(yīng)，所述生長(zhǎng)特性參數(shù)包括金藻的生長(zhǎng)階段和/或金藻的生物量區(qū)間，所述智能化光照設(shè)備還包括與所述獲取占空比模塊相連，采集外部輸入的參數(shù)的參數(shù)采集單元，所述外部輸入的參數(shù)包括金藻的類(lèi)別；相應(yīng)的，所述獲取占空比模塊具體為根據(jù)所述金藻的當(dāng)前生長(zhǎng)狀態(tài)以及所述金藻類(lèi)別獲得對(duì)應(yīng)的生長(zhǎng)特性參數(shù)，并根據(jù)生長(zhǎng)特性參數(shù)得出藍(lán)綠光對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及紅光對(duì)應(yīng)的紅光占空比的獲取占空比模塊。其中，所述生 長(zhǎng)特性參數(shù)包括生物量區(qū)間和生長(zhǎng)階段，所述智能化光照設(shè)備還包括與所述光源模塊相連，在判斷出當(dāng)前時(shí)間屬于預(yù)設(shè)光照時(shí)間段時(shí)，控制所述光源模塊進(jìn)行光照的光照控制模塊；與所述光照控制模塊相連，在所述光照控制模塊判斷出當(dāng)前時(shí)間屬于預(yù)設(shè)光照時(shí)間段的情況下，判斷所述當(dāng)前生物量是否不屬于當(dāng)前生物量區(qū)間，如果是，則觸發(fā)所述獲取占空比模塊根據(jù)所述金藻的當(dāng)前生長(zhǎng)狀態(tài)獲得對(duì)應(yīng)的生長(zhǎng)特性參數(shù)，根據(jù)所述生長(zhǎng)特性參數(shù)得到所述金藻所需的藍(lán)綠光對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及紅光對(duì)應(yīng)的紅光占空比的觸發(fā)模塊?！N用于金藻培養(yǎng)的光譜調(diào)制方法，包括判斷金藻的當(dāng)前生長(zhǎng)狀態(tài)；根據(jù)所述金藻的當(dāng)前生長(zhǎng)狀態(tài)獲得與其對(duì)應(yīng)的生長(zhǎng)特性參數(shù)，并根據(jù)所述生長(zhǎng)特性參數(shù)得到所述金藻當(dāng)前所需的藍(lán)綠光對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及紅光對(duì)應(yīng)的紅光占空比，所述金藻的生長(zhǎng)狀態(tài)與所述生長(zhǎng)特性參數(shù)相對(duì)應(yīng)，所述生長(zhǎng)特性參數(shù)與所述藍(lán)綠光對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及紅光對(duì)應(yīng)的紅光占空比相對(duì)應(yīng)；根據(jù)所述藍(lán)綠光占空比生成相應(yīng)的藍(lán)綠光PWM信號(hào)，并根據(jù)所述藍(lán)綠光PWM信號(hào)生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的藍(lán)綠光以及根據(jù)所述紅光占空比生成相應(yīng)的紅光PWM信號(hào)，并根據(jù)所述紅光PWM信號(hào)生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的紅光。其中，所述藍(lán)綠光占空比包括波長(zhǎng)為410_480nm的第一發(fā)光峰的第一占空比以及波長(zhǎng)為490-570nm的第二發(fā)光峰的第二占空比，所述紅光占空比包括波長(zhǎng)為610_640nm的第三發(fā)光峰的第三占空比以及波長(zhǎng)為640-680nm的第四發(fā)光峰的第四占空比。經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，采用本發(fā)明實(shí)施例提供的用于金藻培養(yǎng)的智能化光照設(shè)備，通過(guò)判斷模塊判斷金藻的當(dāng)前生長(zhǎng)狀態(tài)，通過(guò)獲取占空比模塊得到金藻此時(shí)所需的藍(lán)綠光對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及紅光對(duì)應(yīng)的紅光占空比，光源模塊根據(jù)藍(lán)綠光占空比生成相應(yīng)的藍(lán)綠光PWM信號(hào)，并根據(jù)藍(lán)綠光PWM信號(hào)生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的藍(lán)綠光以及根據(jù)紅光占空比生成相應(yīng)的紅光PWM信號(hào)，根據(jù)紅光PWM信號(hào)生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的紅光，由于占空比發(fā)生變化，藍(lán)綠光和紅光的光子密度會(huì)發(fā)生變化，所以藍(lán)綠光和紅光的光照強(qiáng)度以及光質(zhì)發(fā)生變化，光源模塊可以在金藻的不同生長(zhǎng)狀態(tài)發(fā)出與金藻的當(dāng)前生長(zhǎng)狀態(tài)相應(yīng)的波長(zhǎng)、光照強(qiáng)度及光質(zhì)的光從而提高金藻對(duì)光源的光能利用率，進(jìn)而提高金藻的生長(zhǎng)速度。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明 實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的一種用于金藻培養(yǎng)的智能化光照設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為上述實(shí)施例中的獲取占空比I旲塊一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)不意圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種光源模塊中四類(lèi)二極管的排列順序；圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于金藻培養(yǎng)的智能化光照設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于金藻培養(yǎng)的光譜調(diào)制方法的流程圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的第二種用于金藻培養(yǎng)的光譜調(diào)制方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。光照是單細(xì)胞培養(yǎng)中影響其生長(zhǎng)的最重要的因子之一。光照是影響金藻生長(zhǎng)和生化成分的重要因素，光照包括光質(zhì)(即不同波長(zhǎng)的光以不同比例的光子組成)、光照強(qiáng)度和光暗周期(對(duì)金藻進(jìn)行光照的時(shí)間與不進(jìn)行光照的時(shí)間之和為一光暗周期)。其中，對(duì)于同一波長(zhǎng)的光的光照強(qiáng)度可以通過(guò)控制光子密度來(lái)改變光照強(qiáng)度，可以通過(guò)改變光源模塊的工作電流來(lái)改變光子密度，可以通過(guò)改變獲取占空比模塊的獲取的PWM信號(hào)的占空比改變光源模塊的工作電流?，F(xiàn)有技術(shù)中金藻培養(yǎng)體系不能充分利用太陽(yáng)光或者光合生物反應(yīng)器提供的光照，并且利用白熾燈或日光燈等人工光 源作為光源，成本高、能耗高、養(yǎng)殖效率低。上述問(wèn)題的存在，使金藻養(yǎng)殖的產(chǎn)業(yè)始終處于一個(gè)瓶頸的狀態(tài)，究其原因，光照是迫切需要解決的問(wèn)題。實(shí)施例一請(qǐng)參閱附圖1，為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的一種用于金藻培養(yǎng)的智能化光照設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，該智能化光照設(shè)備包括存儲(chǔ)模塊100、判斷模塊101、獲取占空比模塊102以及光源模塊103，其中判斷模塊101與獲取占空比模塊102相連，獲取占空比模塊102分別與光源模塊103以及存儲(chǔ)模塊100相連。存儲(chǔ)模塊100，用于記錄金藻生長(zhǎng)參數(shù)；金藻生長(zhǎng)參數(shù)包括生長(zhǎng)特性參數(shù)以及與生長(zhǎng)特性參數(shù)對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比和紅光占空比。判斷模塊101，用于判斷金藻的當(dāng)前生長(zhǎng)狀態(tài)；判斷模塊101可以為液體濃度光學(xué)檢測(cè)傳感器或圖像采集與處理裝置。金藻的生長(zhǎng)狀態(tài)可以用金藻的生物量來(lái)體現(xiàn)，或者用培養(yǎng)金藻的水體中的有機(jī)物的濃度來(lái)體現(xiàn)。金藻的生長(zhǎng)階段大致可分三個(gè)階段生長(zhǎng)期、高峰期以及老化期，在生長(zhǎng)期，金藻的生物量較少，培養(yǎng)金藻的水有些發(fā)渾、水體中有機(jī)質(zhì)(有機(jī)質(zhì)可以為次生代謝物)濃度高；在高峰期，金藻的生物量會(huì)急劇升多，金藻大量出現(xiàn)，由于金藻數(shù)量較多，所以水面會(huì)呈鮮亮的綠色，且金藻消耗有機(jī)物速度快，所以有機(jī)物濃度較低；在老化期，金藻整體處于新老交替時(shí)期，總體活性較弱，此時(shí)有機(jī)物的濃度最低，藻體表面的膠原或者是纖維素的保護(hù)能力也大大下降，所以水體的顏色發(fā)暗不再顯現(xiàn)鮮亮的綠色。上述將金藻的生長(zhǎng)階段大致劃分有三個(gè)階段，本發(fā)明實(shí)施例中金藻的生長(zhǎng)階段不限定于三個(gè)階段，不同類(lèi)別的金藻的生長(zhǎng)階段可以不同，例如金藻的生長(zhǎng)階段可以分為延緩期、指數(shù)生長(zhǎng)期、相對(duì)生長(zhǎng)下降期、靜止期與死亡期等五個(gè)階段，其中，每個(gè)階段的次生代謝物如金藻昆布糖和油的含量和成分各不相同，且每個(gè)階段都有相應(yīng)的天數(shù)。從上述可知在不同的生長(zhǎng)階段，金藻的生物量不同，金藻的水體顏色不同，某些有機(jī)物的濃度不同，所以可以通過(guò)液體濃度光學(xué)檢測(cè)傳感器檢測(cè)培養(yǎng)金藻的水體中某些有機(jī)物的濃度來(lái)判斷金藻的當(dāng)前生長(zhǎng)狀態(tài)。也可以通過(guò)圖像采集與處理裝置，對(duì)培養(yǎng)金藻的水體進(jìn)行拍攝，并對(duì)拍攝的圖像進(jìn)行處理，根據(jù)水體的顏色獲得金藻的當(dāng)前生物量，從而得知金藻的當(dāng)前生長(zhǎng)狀態(tài)。由于金藻的各個(gè)生長(zhǎng)階段都有相應(yīng)的時(shí)間，例如，生長(zhǎng)期為金藻生長(zhǎng)的最初十天，高峰期為金藻生長(zhǎng)的中間十天，老化期是金藻生長(zhǎng)的最后十天，所以判斷模塊101還可以是計(jì)時(shí)模塊，生長(zhǎng)特性參數(shù)包括時(shí)間區(qū)間，生長(zhǎng)特性參數(shù)與該時(shí)間區(qū)間相對(duì)應(yīng)，此時(shí)金藻的生長(zhǎng)狀態(tài)是指判斷模塊101記錄的時(shí)間。獲取占空比模塊102，用于根據(jù)當(dāng)前生長(zhǎng)狀態(tài)獲得對(duì)應(yīng)的生長(zhǎng)特性參數(shù)，并根據(jù)該生長(zhǎng)特性參數(shù)得出金藻所需的藍(lán)綠光對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及紅光對(duì)應(yīng)的紅光占空比。光源模塊103，用于根據(jù)藍(lán)綠光占空比生成相應(yīng)的藍(lán)綠光PWM信號(hào)，并根據(jù)藍(lán)綠光PWM信號(hào)生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的藍(lán)綠光以及根據(jù)紅光占空比生成相應(yīng)的紅光PWM信號(hào)，并根據(jù)紅光PWM信號(hào)生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的紅光。本發(fā)明實(shí)施例，通過(guò)判斷模塊101判斷金藻的當(dāng)前生長(zhǎng)狀態(tài)，通過(guò)獲取占空比模塊102得到金藻此時(shí)所需的藍(lán)綠光對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及紅光對(duì)應(yīng)的紅光占空比，光源模塊103根據(jù)藍(lán)綠光占空比生成相應(yīng)的藍(lán)綠光PWM信號(hào)，并根據(jù)藍(lán)綠光PWM信號(hào)生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的藍(lán)綠光以及根據(jù)紅光占空比生成相應(yīng)的紅光PWM信號(hào)，根據(jù)紅光PWM信號(hào)生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的紅光，由于占空比發(fā)生變化，藍(lán)綠光和紅光的光子密度會(huì)發(fā)生變化，所以藍(lán)綠光和紅光的光照強(qiáng)度以及光質(zhì)發(fā)生變化，光源模塊103可以在金藻的不同生長(zhǎng)狀態(tài)發(fā)出與金藻的當(dāng)前生長(zhǎng)狀態(tài)相應(yīng) 的波長(zhǎng)、光照強(qiáng)度及光質(zhì)的光照從而提高金藻對(duì)光源的光能利用率，進(jìn)而提高金藻的生長(zhǎng)速度。實(shí)施例二請(qǐng)參閱圖2,為上述實(shí)施例中的獲取占空比I旲塊的一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)不意圖，獲取占空比模塊102包括獲取驅(qū)動(dòng)電流單元201以及生成單元202，其中獲取驅(qū)動(dòng)電流單元201與生成單元202相連。由于金藻的生長(zhǎng)狀態(tài)不同，需要的藍(lán)綠光和紅光的光照強(qiáng)度閾值相應(yīng)發(fā)生變化，所以生長(zhǎng)特性參數(shù)可以包括金藻生物量區(qū)間與藍(lán)綠光和紅光的光照強(qiáng)度閾值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，由于藍(lán)綠光和紅光的光照強(qiáng)度閾值是由電流決定的，而電流是由占空比決定的，所以生長(zhǎng)特性參數(shù)還可以包括藍(lán)綠光與紅光的占空比與生物量區(qū)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，藍(lán)綠光和紅光的光照強(qiáng)度閾值與藍(lán)綠光和紅光的驅(qū)動(dòng)電流的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以及藍(lán)綠光和紅光的驅(qū)動(dòng)電流與藍(lán)綠光和紅光的占空比的對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)然，生長(zhǎng)特性參數(shù)還可以包括生物量區(qū)間與金藻所需的藍(lán)綠光對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及紅光對(duì)應(yīng)的紅光占空比的對(duì)應(yīng)關(guān)系，其中，不同的占空比對(duì)應(yīng)的不同波長(zhǎng)和不同強(qiáng)度的光。獲取占空比模塊102可以根據(jù)存儲(chǔ)模塊100中存儲(chǔ)的對(duì)應(yīng)關(guān)系得到金藻所需的藍(lán)綠光對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及紅光對(duì)應(yīng)的紅光占空比。根據(jù)上述的對(duì)應(yīng)關(guān)系可知，生長(zhǎng)特性參數(shù)包括與生物量區(qū)間對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值、與藍(lán)綠光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光驅(qū)動(dòng)電流和紅光驅(qū)動(dòng)電流、以及與藍(lán)綠光驅(qū)動(dòng)電流對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及與紅光驅(qū)動(dòng)電流對(duì)應(yīng)的紅光占空比。獲取驅(qū)動(dòng)電流單元201，用于根據(jù)金藻的當(dāng)前生物量得到當(dāng)前生物量對(duì)應(yīng)的生物量區(qū)間，根據(jù)生物量區(qū)間獲得對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值，根據(jù)獲得的藍(lán)綠光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值得到相應(yīng)的藍(lán)綠光驅(qū)動(dòng)電流以及紅光驅(qū)動(dòng)電流；生成單元202，用于根據(jù)藍(lán)綠光驅(qū)動(dòng)電流得出金藻所需的藍(lán)綠光對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及根據(jù)紅光驅(qū)動(dòng)電流獲得紅光對(duì)應(yīng)的紅光占空比。由于金藻易吸收藍(lán)綠光光區(qū)中波長(zhǎng)為410_480nm的第一發(fā)光峰和波長(zhǎng)為490-580nm的第二發(fā)光峰以及紅光光區(qū)中波長(zhǎng)為610_640nm的第三發(fā)光峰和波長(zhǎng)為640-680nm的第四發(fā)光峰，所以?xún)?yōu)選的，獲取驅(qū)動(dòng)電流單元201，用于根據(jù)金藻的生物量區(qū)間獲得金藻所需的第一發(fā)光峰對(duì)應(yīng)的第一驅(qū)動(dòng)電流、第二發(fā)光峰對(duì)應(yīng)的第二驅(qū)動(dòng)電流、第三發(fā)光峰對(duì)應(yīng)的第三驅(qū)動(dòng)電流以及第四發(fā)光峰對(duì)應(yīng)的第四驅(qū)動(dòng)電流。相應(yīng)的生成單元202，用于根據(jù)第一驅(qū)動(dòng)電流、第二驅(qū)動(dòng)電流、第三驅(qū)動(dòng)電流以及第四驅(qū)動(dòng)電流得到第一占空比(與第一驅(qū)動(dòng)電流對(duì)應(yīng))、第二占 空比(與第二驅(qū)動(dòng)電流對(duì)應(yīng))、第三占空比(與第三驅(qū)動(dòng)電流對(duì)應(yīng))以及第四占空比(與第四驅(qū)動(dòng)電流對(duì)應(yīng))。在不同的實(shí)際情況下，獲取驅(qū)動(dòng)電流單元201也可以只獲取藍(lán)綠光驅(qū)動(dòng)電流(該電流可以為第一占空比對(duì)應(yīng)的電流或者第二占空比對(duì)應(yīng)的電流)以及紅光驅(qū)動(dòng)電流(該電流可以為第三占空比對(duì)應(yīng)的電流或者第四占空比對(duì)應(yīng)的電流)，相應(yīng)的生成單元202根據(jù)藍(lán)綠光驅(qū)動(dòng)電流得到相應(yīng)的藍(lán)綠光占空比(第一占空比或者第二占空比)，根據(jù)紅光驅(qū)動(dòng)電流得到相應(yīng)的紅光占空比(第三占空比或者第四占空比)。下面對(duì)獲取占空比模塊102的另一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。根據(jù)生長(zhǎng)特性參數(shù)的不同，獲取占空比模塊102的功能就不同。當(dāng)生長(zhǎng)特性參數(shù)包括金藻的生長(zhǎng)階段，且金藻的生長(zhǎng)狀態(tài)包括金藻的生物量時(shí)，獲取占空比模塊102包括根據(jù)金藻的當(dāng)前生物量獲得金藻的當(dāng)前生長(zhǎng)階段的階段獲取單元；與階段獲取單元相連，根據(jù)金藻的當(dāng)前生長(zhǎng)階段得出金藻當(dāng)前所需的藍(lán)綠光對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及紅光對(duì)應(yīng)的紅光占空比的生成單元。當(dāng)生長(zhǎng)特性參數(shù)包括金藻的生物量區(qū)間，且金藻的生長(zhǎng)狀態(tài)包括金藻的生物量時(shí)，獲取占空比模塊102包括根據(jù)金藻的當(dāng)前生物量獲得對(duì)應(yīng)的生物量區(qū)間的第一區(qū)間獲取單元；與所述第一區(qū)間獲取單元相連，根據(jù)所述金藻的生物量區(qū)間得出所述金藻當(dāng)前所需的藍(lán)綠光對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及紅光對(duì)應(yīng)的紅光占空比的生成單元。優(yōu)選的，生長(zhǎng)特性參數(shù)包括金藻的生物量區(qū)間以及金藻的生長(zhǎng)階段，一生長(zhǎng)階段至少與一個(gè)生物量區(qū)間相對(duì)應(yīng)，此時(shí)，獲取占空比模塊102包括根據(jù)所述金藻的當(dāng)前生物量獲得所述金藻的當(dāng)前生長(zhǎng)階段，并根據(jù)所述當(dāng)前生物量以及所述當(dāng)前生長(zhǎng)階段得到當(dāng)前生物量區(qū)間的第二區(qū)間獲取單元；與所述第二區(qū)間獲取單元相連，根據(jù)所述金藻的生物量區(qū)間得出所述金藻當(dāng)前所需的藍(lán)綠光對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及紅光對(duì)應(yīng)的紅光占空比的生成單元。優(yōu)選的，上述獲取占空比模塊102中的生成單元具體用于根據(jù)生物量區(qū)間得出波長(zhǎng)為410-480nm的第一發(fā)光峰的第一占空比、波長(zhǎng)為490_580nm的第二發(fā)光峰的第二占空t匕、波長(zhǎng)為610-640nm的第三發(fā)光峰的第三占空比以及波長(zhǎng)為640_680nm的第四發(fā)光峰的
第四占空比。在不同的實(shí)際情況下，生成單元202也可以根據(jù)生物量區(qū)間得出波長(zhǎng)為410-480nm的第一發(fā)光峰的第一占空比(或波長(zhǎng)為490_580nm的第二發(fā)光峰的第二占空比)和波長(zhǎng)為610-640nm的第三發(fā)光峰的第三占空比(或波長(zhǎng)為640_680nm的第四發(fā)光峰的第四占空比)。獲取占空比模塊102的功能可以為單片機(jī)或者為微控制單元(MCU)中的一部分功能，獲取占空比模塊102可以為單片機(jī)或者為微控制單元(MCU)中的一部分。下面對(duì)實(shí)施例一中的光源模塊103進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。光源模塊103可以為半導(dǎo)體光源模塊，光源模塊103可以包括二極管，優(yōu)選的為發(fā)光二極管或激光二極管，其中發(fā)光二極管包括有機(jī)發(fā)光二極管和無(wú)機(jī)發(fā)光二極管。當(dāng)藍(lán)綠光占空比只包括第一占空比(或者第二占空比)，紅光占空比只包括第三占空比(或第四占空比)，那么光源模塊103可以生成波長(zhǎng)為410-480nm的第一發(fā)光峰(或波長(zhǎng)為490-580nm的第二發(fā)光峰)和波長(zhǎng)為610_640nm的第三發(fā)光峰(或波長(zhǎng)為640_680nm的第四發(fā)光峰)。當(dāng)然對(duì)于第一占空比(或第二占空比)，可以使用兩種不同種類(lèi)的二極管，當(dāng)對(duì)這兩種二極管施加相同占空比的電壓時(shí)，這兩種二極管會(huì)輸出不同波長(zhǎng)的光，即藍(lán)綠光包括波長(zhǎng)為410-480nm的第一發(fā)光峰對(duì)應(yīng)的光照以及波長(zhǎng)為490_570nm的第二發(fā)光峰對(duì)應(yīng)的光照，對(duì)于第三占空比(或第四占空比)，也可以使用兩種不同種類(lèi)的二極管，當(dāng)對(duì)這兩種二極管施加相同占空比的電壓時(shí)，這兩種二極管會(huì)輸出不同波長(zhǎng)的光，即紅光包括波長(zhǎng)為610-640nm的第三發(fā)光峰 對(duì)應(yīng)的光照以及波長(zhǎng)為640_680nm的第四發(fā)光峰對(duì)應(yīng)的光照。下面以光源模塊103為二極管為例對(duì)光源模塊103進(jìn)行說(shuō)明，優(yōu)選的，光源模塊103可以包括第一類(lèi)二極管、第二類(lèi)二極管、第三類(lèi)二極管以及第四類(lèi)二極管，其中，第一類(lèi)二極管發(fā)出與第一占空比對(duì)應(yīng)的光，第二類(lèi)二極管發(fā)出與第二占空比對(duì)應(yīng)的光，第三類(lèi)二極管發(fā)出與第三占空比對(duì)應(yīng)的光，第四類(lèi)二極管發(fā)出與第四占空比對(duì)應(yīng)的光。在不同的實(shí)際情況下，光源模塊103可以包括第一類(lèi)二極管(或第二類(lèi)二極管)和第三類(lèi)二極管(或第四類(lèi)二極管)。優(yōu)選的，光源模塊103在其照射面上形成均勻的光強(qiáng)，這樣有利于金藻對(duì)光源的光能利用率，進(jìn)而提高金藻的生長(zhǎng)速度，當(dāng)然，根據(jù)不同的實(shí)際情況，光源模塊103在其照射面上也可以不形成均勻的光強(qiáng)。光源模塊103如果需要在其照射面上形成均勻的光強(qiáng)，那么各個(gè)種類(lèi)二極管的排列順序需按照預(yù)設(shè)規(guī)律進(jìn)行排列，下面以光源模塊103包括第一類(lèi)二極管、第二類(lèi)二極管、第三類(lèi)二極管以及第四類(lèi)二極管為例進(jìn)行說(shuō)明。請(qǐng)參閱圖3，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種光源模塊103中四類(lèi)二極管的排列順序，圖中各個(gè)圓圈表示各個(gè)二極管，其中，標(biāo)注“I”的圓圈表示第一類(lèi)二極管，標(biāo)注“2”的圓圈表示第二類(lèi)二極管，標(biāo)注“3”的圓圈表示第三類(lèi)二極管，標(biāo)注“4”的圓圈表示第四類(lèi)二極管。圖3中點(diǎn)劃線(xiàn)所示1031表示光源模塊103中的一陣列單元，光源模塊103是由多個(gè)陣列單元構(gòu)成，陣列單元1031中包括的第一類(lèi)二極管、第二類(lèi)二極管、第三類(lèi)二極管以及第四類(lèi)二極管的個(gè)數(shù)相同，且排列順序如圖3所示，但是圖中只是以一具體的例子示出光源模塊103中四種類(lèi)型二極管的排列順序，但并不限制于此，根據(jù)不同的實(shí)際情況陣列單元中各個(gè)類(lèi)型二極管數(shù)目可以不同，且排列順序也可以發(fā)生變化，例如第二類(lèi)二極管也可以在第一類(lèi)二極管所在位置，第三類(lèi)二極管也可以在第四類(lèi)二極管所在位置，第二類(lèi)二極管可以在第三類(lèi)二極管所在位置等等，只需要光源模塊103在其照射面上形成均勻光強(qiáng)，四類(lèi)二極管到底是如何排列的并不影響本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)，所以在此不作具體限定。實(shí)施例三請(qǐng)參閱圖4，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于金藻培養(yǎng)的智能化光照設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，該智能化光照設(shè)備包括存儲(chǔ)模塊100、參數(shù)采集單元401、判斷模塊101、觸發(fā)模塊402、獲取占空比模塊102、光源模塊103、光照控制模塊403，其中獲取占空比模塊102分別與存儲(chǔ)模塊100、參數(shù)采集單元401、光源模塊103、光照控制模塊、判斷模塊101以及觸發(fā)模塊402相連，光照控制模塊403與光源模塊103相連。存儲(chǔ)模塊100，用于記錄金藻生長(zhǎng)參數(shù)；金藻生長(zhǎng)參數(shù)包括生長(zhǎng)特性參數(shù)以及與生長(zhǎng)特性參數(shù)對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比和紅光占空比。生長(zhǎng)特性參數(shù)包括生物量區(qū)間。存儲(chǔ)模塊100可以為存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)模塊100可以存儲(chǔ)有生長(zhǎng)特性參數(shù)與生長(zhǎng)特性參數(shù)對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比和紅光占空比的關(guān)系曲線(xiàn)。生長(zhǎng)特性參數(shù)與藍(lán)綠光占空比和紅光占空比的對(duì)應(yīng)關(guān)系可以是通過(guò)該關(guān)系曲線(xiàn)得出的。當(dāng)然，也可以直接存儲(chǔ)各個(gè)參數(shù)。參數(shù)采集單元401，用于采集外部輸入的參數(shù)；外部輸入的參數(shù)包括金藻的類(lèi)別。

金藻的類(lèi)別可以包括金藻的種類(lèi)和/或金藻的品種。金藻的種類(lèi)包括金胞藻、根金藻、金囊藻、金球藻、金枝藻、黃群藻和錐囊藻等等。同一類(lèi)別的金藻也有不同的品種(如鞭金藻包括變形單鞭金藻和卵形單鞭金藻)，同一類(lèi)別不同品種的金藻的在同一生長(zhǎng)狀態(tài)所需要的光照(光質(zhì)、光強(qiáng)及光暗周期)可能不同。判斷模塊101，用于判斷金藻的當(dāng)前生長(zhǎng)狀態(tài)；金藻的生長(zhǎng)狀態(tài)包括金藻的生物量。光照控制模塊403，用于判斷當(dāng)前時(shí)間是否屬于預(yù)設(shè)光照時(shí)間段，如果是，則控制光源模塊103進(jìn)行光照。參數(shù)采集單元401以及判斷模塊101的功能可以為單片機(jī)或者為微控制單元(MCU)中的一部分功能，參數(shù)采集單元401以及判斷模塊101可以為單片機(jī)或者為微控制單元(MCU)中的一部分。觸發(fā)模塊402，用于在光照控制模塊404判斷出當(dāng)前時(shí)間屬于預(yù)設(shè)光照時(shí)間段的情況下，判斷當(dāng)前生物量是否屬于當(dāng)前生物量區(qū)間，如果否，則觸發(fā)獲取占空比模塊102。光照控制模塊403是優(yōu)選的模塊，也可以沒(méi)有該模塊，此時(shí)觸發(fā)模塊402用于判斷當(dāng)前生物量是否屬于當(dāng)前生物量區(qū)間，如果否，則觸發(fā)獲取占空比模塊102根據(jù)金藻的當(dāng)前生長(zhǎng)狀態(tài)獲得所述金藻所需的藍(lán)綠光對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及紅光對(duì)應(yīng)的紅光占空比。當(dāng)金藻的生物量落入當(dāng)前的生物量區(qū)間時(shí)，說(shuō)明只要光源模塊103維持當(dāng)前的光照即可，不需要改變，所以不用觸發(fā)獲取占空比模塊102。
具體的，觸發(fā)模塊402可以為觸發(fā)器。獲取占空比模塊102，用于根據(jù)當(dāng)前生物量以及金藻的類(lèi)別獲得對(duì)應(yīng)的生長(zhǎng)特性參數(shù)，并根據(jù)生長(zhǎng)特性參數(shù)得出藍(lán)綠光對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及紅光對(duì)應(yīng)的紅光占空比；由于金藻類(lèi)別很多，不同類(lèi)別的金藻在同一生物量所需的藍(lán)綠光和紅光的光照強(qiáng)度閾值不同，所以需要通過(guò)參數(shù)采集單元401采集金藻的類(lèi)別。如果只需培養(yǎng)同一類(lèi)別的金藻，那么也可以沒(méi)有參數(shù)采集單元401，此時(shí)獲取占空比模塊102，用于判斷所述當(dāng)前生物量對(duì)應(yīng)的生物量區(qū)間，并根據(jù)生物量區(qū)間得出藍(lán)綠光對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及紅光對(duì)應(yīng)的紅光占空比的獲取占空比模塊。一般的，微藻在不同的生長(zhǎng)階段中，PWM信號(hào)的占空比是需要發(fā)生變化的，相應(yīng)的光的波長(zhǎng)(光質(zhì))也會(huì)發(fā)生變化，即光照強(qiáng)度閾值發(fā)生變化，但是在同一種金藻的一個(gè)光暗周期中，光質(zhì)和光強(qiáng)一般是不會(huì)發(fā)生變化的，即不同波長(zhǎng)的光的比例和光照強(qiáng)度閾值不變。金藻的生長(zhǎng)特性參數(shù)還可以包括與生物量區(qū)間對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值、與所述藍(lán)綠光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光驅(qū)動(dòng)電流和紅光驅(qū)動(dòng)電流、以及與所述藍(lán)綠光驅(qū)動(dòng)電流對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及與所述紅光驅(qū)動(dòng)電流對(duì)應(yīng)的紅光占空比。相應(yīng)的，存儲(chǔ)模塊100中可以存儲(chǔ)有生物量區(qū)間與藍(lán)綠光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值的關(guān)系曲線(xiàn)，藍(lán)綠光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值與藍(lán)綠光驅(qū)動(dòng)電流和紅光驅(qū)動(dòng)電流的關(guān)系曲線(xiàn)，藍(lán)綠光驅(qū)動(dòng)電流和紅光驅(qū)動(dòng)電流與藍(lán)綠光占空比和紅光占空比的關(guān)系曲線(xiàn)，各個(gè)參數(shù)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系可以是通過(guò)相應(yīng)的曲線(xiàn)得到的，當(dāng)然存儲(chǔ)模塊100中也可以直接存儲(chǔ)各個(gè)參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。光源模塊103，用于根據(jù)藍(lán)綠光占空比以及紅光占空比生成相應(yīng)波長(zhǎng)的藍(lán)綠光和相應(yīng)波長(zhǎng)的紅光。上述實(shí)施例中，隨著金藻生物量的增加,光源模塊103的工作電流隨之加大，此時(shí)光源模塊103發(fā)出的光的光子總密度增加，并且在光子總密度增加的過(guò)程中，光譜中第三發(fā)光峰光照強(qiáng)度閾值增幅度較少，第一發(fā)光峰以及第二發(fā)光峰的光照強(qiáng)度閾值增加幅度較大，并且在總光照強(qiáng)度閾值中比例加大。光源模塊103發(fā)出的光的光照強(qiáng)度閾值越大，需要的驅(qū)動(dòng)電流就越大，同時(shí)基于占空比和驅(qū)動(dòng)電流的正比關(guān)系，使獲取占空比I旲塊102輸出相應(yīng)的占空比，所需驅(qū)動(dòng)電流越大對(duì)應(yīng)的占空比越高，其中，占空比在0%-100%之間變化，即光源模塊103可根據(jù)需要在第一發(fā)光峰至第四發(fā)光峰的光照強(qiáng)度閾值在零和到最大可輸出光強(qiáng)間變化。上述本發(fā)明公開(kāi)的實(shí)施例中詳細(xì)描述了裝置，對(duì)于本發(fā)明的裝置可采用多種形式的方法實(shí)現(xiàn)，因此本發(fā)明還公開(kāi)了幾種方法，下面給出具體的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例四請(qǐng)參閱圖5，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于金藻培養(yǎng)的光譜調(diào)制方法的流程圖，該方法可以包括步驟S501 :判斷金藻的當(dāng)前生長(zhǎng)狀態(tài)；步驟S502 :根據(jù)金藻的當(dāng)前生長(zhǎng)狀態(tài)獲得與其對(duì)應(yīng)的生長(zhǎng)特性參數(shù)，并根據(jù)生長(zhǎng)特性參數(shù)得到金藻當(dāng)前所需的藍(lán)綠光對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及紅光對(duì)應(yīng)的紅光占空比；由于金藻的生物量不同，需要的藍(lán)綠光和紅光的光照強(qiáng)度閾值不同，所以生長(zhǎng)特性參數(shù)可以包括生物量區(qū) 間以及與生物量區(qū)間對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值、與所述藍(lán)綠光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光驅(qū)動(dòng)電流和紅光驅(qū)動(dòng)電流、以及與所述藍(lán)綠光驅(qū)動(dòng)電流對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及與所述紅光驅(qū)動(dòng)電流對(duì)應(yīng)的紅光占空比，其中，不同的占空比對(duì)應(yīng)的相應(yīng)的波長(zhǎng)和不同強(qiáng)度的光。此時(shí)，根據(jù)所述生長(zhǎng)特性參數(shù)得到所述金藻當(dāng)前所需的藍(lán)綠光對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及紅光對(duì)應(yīng)的紅光占空比具體包括根據(jù)金藻的當(dāng)前生物量得到當(dāng)前生物量對(duì)應(yīng)的生物量區(qū)間，根據(jù)生物量區(qū)間獲得對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值，根據(jù)獲得的藍(lán)綠光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值得到相應(yīng)的藍(lán)綠光驅(qū)動(dòng)電流以及紅光驅(qū)動(dòng)電流，根據(jù)藍(lán)綠光驅(qū)動(dòng)電流到相應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及根據(jù)紅光驅(qū)動(dòng)電流得到相應(yīng)的紅光占空比。藍(lán)綠光占空比可以包括波長(zhǎng)為410-480nm的第一發(fā)光峰的第一占空比以及波長(zhǎng)為490-570nm的第二發(fā)光峰的第二占空比，紅光占空比可以包括波長(zhǎng)為610_640nm的第三發(fā)光峰的第三占空比以及波長(zhǎng)為640-680nm的第四發(fā)光峰的第四占空比。在不同的實(shí)際情況下，藍(lán)綠光占空比可以只包括第一占空比(或第二占空比)，紅光占空比只包括第三占空t匕(或第四占空比)。步驟S503 :根據(jù)藍(lán)綠光占空比生成相應(yīng)的藍(lán)綠光PWM信號(hào)，并根據(jù)藍(lán)綠光PWM信號(hào)生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的藍(lán)綠光以及根據(jù)紅光占空比生成相應(yīng)的紅光PWM信號(hào)，并根據(jù)紅光PWM信號(hào)生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的紅光。優(yōu)選的，藍(lán)綠光占空比包括波長(zhǎng)為410_480nm的第一發(fā)光峰的第一占空比以及波長(zhǎng)為490-570nm的第二發(fā)光峰的第二占空比，紅光占空比包括波長(zhǎng)為610_640nm的第三發(fā)光峰的第三占空比以及波長(zhǎng)為640-68 0nm的第四發(fā)光峰的第四占空比。本發(fā)明實(shí)施例，通過(guò)判斷金藻的當(dāng)前生長(zhǎng)狀態(tài)，得到金藻此時(shí)所需的藍(lán)綠光對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及紅光對(duì)應(yīng)的紅光占空比的占空比，根據(jù)藍(lán)綠光占空比以及紅光占空比生成相應(yīng)波長(zhǎng)的藍(lán)綠光和相應(yīng)波長(zhǎng)的紅光，由于占空比發(fā)生變化，藍(lán)綠光和紅光的光子密度會(huì)發(fā)生變化，所以藍(lán)綠光和紅光的光照強(qiáng)度以及光質(zhì)發(fā)生變化，綜上，本發(fā)明實(shí)施例可以在金藻的不同生長(zhǎng)狀態(tài)發(fā)出與金藻的當(dāng)前生長(zhǎng)狀態(tài)相應(yīng)的波長(zhǎng)、光照強(qiáng)度及光質(zhì)的光，從而提高金藻對(duì)光源的利用率，進(jìn)而提高金藻的生長(zhǎng)速度。實(shí)施例五請(qǐng)參閱圖6，為本發(fā)明實(shí)施例提供的第二種用于金藻培養(yǎng)的光譜調(diào)制方法的流程圖，該方法可以包括步驟S601 :采集外部輸入的參數(shù)；外部輸入的參數(shù)包括金藻的類(lèi)別。金藻的種類(lèi)包括金胞藻、根金藻、金囊藻、金球藻、金枝藻、黃群藻和錐囊藻等等。同一類(lèi)別的金藻也有不同的品種(如鞭金藻包括變形單鞭金藻和卵形單鞭金藻)，同一類(lèi)別不同品種的金藻的在同一生長(zhǎng)狀態(tài)所需要的光照(光質(zhì)、光強(qiáng)及光暗周期)可能不同。步驟S602 :判斷金藻的當(dāng)前生長(zhǎng)狀態(tài)；步驟S601與步驟S602沒(méi)有先后順序,只是為了畫(huà)圖方便,所以才規(guī)定了先后順序。步驟S603 :根據(jù)當(dāng)前生物量以及金藻類(lèi)別獲得對(duì)應(yīng)的生長(zhǎng)特性參數(shù)；
由于金藻類(lèi)別很多，不同類(lèi)別的金藻的在同一生物量所需的藍(lán)綠光和紅光的光照強(qiáng)度閾值不同，所以需要判斷金藻的類(lèi)別。如果只培養(yǎng)一種金藻，此時(shí)可以沒(méi)有步驟S601，若沒(méi)有步驟S601，那么步驟S603為判斷所述當(dāng)前生物量對(duì)應(yīng)的生長(zhǎng)特性參數(shù)。步驟S604 :判斷當(dāng)前時(shí)間是否屬于預(yù)設(shè)光照時(shí)間段，如果是，則進(jìn)入步驟S605，如果否，則不作處理。步驟S604中的“如果否，則不作處理”只是為了畫(huà)圖方便，并不一定是“不作處理”，還可以為其他，例如“如果否，則繼續(xù)判斷下一時(shí)間是否屬于預(yù)設(shè)光照時(shí)間段”。本步驟為優(yōu)選步驟，本發(fā)明實(shí)施例中可以沒(méi)有該步驟，可以直接執(zhí)行步驟S606。步驟S605 :判斷當(dāng)前生物量是否屬于當(dāng)前生物量區(qū)間，如果否，則進(jìn)入步驟S606，如果是，則不作處理。步驟S605中的“如果否，則不作處理”只是為了畫(huà)圖方便，并不一定是“不作處理”，還可以為其他，例如“如果否，則繼續(xù)判斷下一時(shí)刻的生物量是否屬于當(dāng)前生物量區(qū)間”。本步驟為優(yōu)選步驟，本發(fā)明實(shí)施例中可以沒(méi)有該步驟，此時(shí)，步驟S604中修改為“如果是，則進(jìn)入步驟S606”。步驟S604與步驟S605沒(méi)有先后順序，只是為了畫(huà)圖方便才規(guī)定了順序。步驟S606 :根據(jù)金藻的當(dāng)前生長(zhǎng)狀態(tài)獲得對(duì)應(yīng)的生長(zhǎng)特性參數(shù)，根據(jù)生長(zhǎng)特性參數(shù)得到金藻所需的藍(lán)綠光對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及紅光對(duì)應(yīng)的紅光占空比；步驟S607 :根據(jù)藍(lán)綠光占空比生成相應(yīng)的藍(lán)綠光PWM信號(hào)，并根據(jù)藍(lán)綠光PWM信號(hào)生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的藍(lán)綠光以及根據(jù)紅光占空比生成相應(yīng)的紅光PWM信號(hào)，并根據(jù)紅光PWM信號(hào)生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的紅光。

優(yōu)選地，具體為根據(jù)生物量區(qū)間得出波長(zhǎng)為410_480nm的第一發(fā)光峰的第一占空t匕、波長(zhǎng)為490-580nm的第二發(fā)光峰的第二占空比、波長(zhǎng)為610_640nm的第三發(fā)光峰的第三占空比以及波長(zhǎng)為640-680nm的第四發(fā)光峰的第四占空比。優(yōu)選的，所述藍(lán)綠光和所述紅光在其照射面上的形成均勻的光強(qiáng)。本說(shuō)明書(shū)中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見(jiàn)即可。對(duì)于實(shí)施例公開(kāi)的方法而言，由于其與實(shí)施例公開(kāi)的裝置相對(duì)應(yīng)，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見(jiàn)裝置部分說(shuō)明即可。還需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類(lèi)的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。結(jié)合本文中所公開(kāi)的實(shí)施例描述的方法或算法的步驟可以直接用硬件、處理器執(zhí)行的軟件模塊，或者二者的結(jié)合來(lái)實(shí)施。軟件模塊可以置于隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)、內(nèi)存、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、電可編程ROM、電可擦除可編程ROM、寄存器、硬盤(pán)、可移動(dòng)磁盤(pán)、CD-ROM、或技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)所公知的任意其它形式的存儲(chǔ)介質(zhì)中。
對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍 。
權(quán)利要求
1.一種用于金藻培養(yǎng)的智能化光照設(shè)備，其特征在于，包括 記錄有金藻生長(zhǎng)參數(shù)的存儲(chǔ)模塊，所述金藻生長(zhǎng)參數(shù)包括生長(zhǎng)特性參數(shù)以及與所述生長(zhǎng)特性參數(shù)對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比和紅光占空比； 判斷所述金藻的當(dāng)前生長(zhǎng)狀態(tài)的判斷模塊； 分別與所述判斷模塊以及所述存儲(chǔ)模塊相連，根據(jù)所述金藻的當(dāng)前生長(zhǎng)狀態(tài)獲得與其對(duì)應(yīng)的生長(zhǎng)特性參數(shù)，并根據(jù)所述生長(zhǎng)特性參數(shù)得到所述金藻當(dāng)前所需的藍(lán)綠光對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及紅光對(duì)應(yīng)的紅光占空比的獲取占空比模塊； 與所述獲取占空比模塊相連，根據(jù)所述藍(lán)綠光占空比生成相應(yīng)的藍(lán)綠光PWM信號(hào)，并根據(jù)所述藍(lán)綠光PWM信號(hào)生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的藍(lán)綠光以及根據(jù)所述紅光占空比生成相應(yīng)的紅光PWM信號(hào)，并根據(jù)所述紅光PWM信號(hào)生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的紅光的光源模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述智能化光照設(shè)備，其特征在于，所述生長(zhǎng)特性參數(shù)包括金藻的生長(zhǎng)階段，所述金藻的生長(zhǎng)狀態(tài)包括金藻的生物量，所述獲取占空比模塊包括 根據(jù)所述金藻的當(dāng)前生物量獲得所述金藻的當(dāng)前生長(zhǎng)階段的階段獲取單元； 與所述階段獲取單元相連，根據(jù)所述金藻的當(dāng)前生長(zhǎng)階段得出所述金藻當(dāng)前所需的藍(lán)綠光對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及紅光對(duì)應(yīng)的紅光占空比的生成單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述智能化光照設(shè)備，其特征在于，所述生長(zhǎng)特性參數(shù)包括金藻的生物量區(qū)間，所述金藻的生長(zhǎng)狀態(tài)包括金藻的生物量，所述獲取占空比模塊包括 根據(jù)所述金藻的當(dāng)前生物量獲得對(duì)應(yīng)的生物量區(qū)間的第一區(qū)間獲取單元； 與所述第一區(qū)間獲取單元相連，根據(jù)所述金藻的生物量區(qū)間得出所述金藻當(dāng)前所需的藍(lán)綠光對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及紅光對(duì)應(yīng)的紅光占空比的生成單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述智能化光照設(shè)備，其特征在于，所述生長(zhǎng)特性參數(shù)包括金藻的生長(zhǎng)階段以及與所述金藻的生長(zhǎng)階段對(duì)應(yīng)的金藻的生物量區(qū)間，所述每一生長(zhǎng)階段至少與一個(gè)生物量區(qū)間相對(duì)應(yīng)，所述金藻的生長(zhǎng)狀態(tài)包括金藻的生物量，所述獲取占空比模塊包括 根據(jù)所述金藻的當(dāng)前生物量獲得所述金藻的當(dāng)前生長(zhǎng)階段，并根據(jù)所述當(dāng)前生物量以及所述當(dāng)前生長(zhǎng)階段得到當(dāng)前生物量區(qū)間的第二區(qū)間獲取單元； 與所述第二區(qū)間獲取單元相連，根據(jù)所述金藻的生物量區(qū)間得出所述金藻當(dāng)前所需的藍(lán)綠光對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及紅光對(duì)應(yīng)的紅光占空比的生成單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求3-4任一項(xiàng)所述智能化光照設(shè)備，其特征在于，所述生長(zhǎng)特性參數(shù)包括與所述生物量區(qū)間對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值、與所述藍(lán)綠光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光驅(qū)動(dòng)電流和紅光驅(qū)動(dòng)電流、以及與所述藍(lán)綠光驅(qū)動(dòng)電流對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及與所述紅光驅(qū)動(dòng)電流對(duì)應(yīng)的紅光占空t匕，所述獲取占空比模塊包括 根據(jù)所述金藻的當(dāng)前生物量得到當(dāng)前生物量對(duì)應(yīng)的生物量區(qū)間，根據(jù)所述生物量區(qū)間獲得對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值，根據(jù)獲得的藍(lán)綠光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值得到相應(yīng)的藍(lán)綠光驅(qū)動(dòng)電流以及紅光驅(qū)動(dòng)電流的獲取驅(qū)動(dòng)電流單元； 與所述獲取驅(qū)動(dòng)電流單元相連，根據(jù)所述藍(lán)綠光驅(qū)動(dòng)電流到相應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及根據(jù)所述紅光驅(qū)動(dòng)電流得到相應(yīng)的紅光占空比的生成單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求2-4任一項(xiàng)所述智能化光照設(shè)備，其特征在于，所述生成單元具體為根據(jù)生物量區(qū)間得出波長(zhǎng)為410-480nm的第一發(fā)光峰的第一占空比、波長(zhǎng)為490490_570nm的第二發(fā)光峰的第二占空比、波長(zhǎng)為610-640nm的第三發(fā)光峰的第三占空比以及波長(zhǎng)為640-680nm的第四發(fā)光峰的第四占空比的生成單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6任一項(xiàng)所述智能化光照設(shè)備，其特征在于，所述藍(lán)綠光包括波長(zhǎng)為410-480nm的第一發(fā)光峰對(duì)應(yīng)的光照以及波長(zhǎng)為490_570nm的第二發(fā)光峰對(duì)應(yīng)的光照，所述紅光包括波長(zhǎng)為610-640nm的第三發(fā)光峰對(duì)應(yīng)的光照以及波長(zhǎng)為640_680nm的第四發(fā)光峰對(duì)應(yīng)的光照。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述智能化光照設(shè)備，其特征在于，所述光源模塊為半導(dǎo)體光源模塊，所述半導(dǎo)體光源模塊包括按照預(yù)設(shè)規(guī)律排列的第一類(lèi)二極管、第二類(lèi)二極管、第三類(lèi)二極管以及第四類(lèi)二極管，以使所述半導(dǎo)體光源模塊在其照射面上形成均勻的光強(qiáng)和光質(zhì)，其中，所述第一類(lèi)二極管發(fā)出與所述第一發(fā)光峰對(duì)應(yīng)的光照，所述第二類(lèi)二極管發(fā)出與所述第二發(fā)光峰對(duì)應(yīng)的光照，所述第三類(lèi)二極管發(fā)出與所述第三發(fā)光峰對(duì)應(yīng)的光照，所述第四類(lèi)二極管發(fā)出與所述第四發(fā)光峰對(duì)應(yīng)的光照。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述智能化光照設(shè)備，其特征在于，所述金藻生長(zhǎng)參數(shù)還包括金藻的類(lèi)別，所述金藻的類(lèi)別包括金藻的種類(lèi)和/或金藻的品種，所述生長(zhǎng)特性參數(shù)與所述金藻的類(lèi)別相對(duì)應(yīng)，所述生長(zhǎng)特性參數(shù)包括金藻的生長(zhǎng)階段和/或金藻的生物量區(qū)間，所述智能化光照設(shè)備還包括 與所述獲取占空比模塊相連，采集外部輸入的參數(shù)的參數(shù)采集單元，所述外部輸入的參數(shù)包括金藻的類(lèi)別； 相應(yīng)的，所述獲取占空比模塊具體為根據(jù)所述金藻的當(dāng)前生長(zhǎng)狀態(tài)以及所述金藻類(lèi)別獲得對(duì)應(yīng)的生長(zhǎng)特性參數(shù)，并根據(jù)生長(zhǎng)特性參數(shù)得出藍(lán)綠光對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及紅光對(duì)應(yīng)的紅光占空比的獲取占空比模塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述智能化光照設(shè)備，其特征在于，所述生長(zhǎng)特性參數(shù)包括生物量區(qū)間和生長(zhǎng)階段，所述智能化光照設(shè)備還包括 與所述光源模塊相連，在判斷出當(dāng)前時(shí)間屬于預(yù)設(shè)光照時(shí)間段時(shí)，控制所述光源模塊進(jìn)行光照的光照控制模塊； 與所述光照控制模塊相連，在所述光照控制模塊判斷出當(dāng)前時(shí)間屬于預(yù)設(shè)光照時(shí)間段的情況下，判斷所述當(dāng)前生物量是否不屬于當(dāng)前生物量區(qū)間，如果是，則觸發(fā)所述獲取占空比模塊根據(jù)所述金藻的當(dāng)前生長(zhǎng)狀態(tài)獲得對(duì)應(yīng)的生長(zhǎng)特性參數(shù)，根據(jù)所述生長(zhǎng)特性參數(shù)得到所述金藻所需的藍(lán)綠光對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及紅光對(duì)應(yīng)的紅光占空比的觸發(fā)模塊。
11.一種用于金藻培養(yǎng)的光譜調(diào)制方法，其特征在于，包括 判斷金藻的當(dāng)前生長(zhǎng)狀態(tài)； 根據(jù)所述金藻的當(dāng)前生長(zhǎng)狀態(tài)獲得與其對(duì)應(yīng)的生長(zhǎng)特性參數(shù)，并根據(jù)所述生長(zhǎng)特性參數(shù)得到所述金藻當(dāng)前所需的藍(lán)綠光對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及紅光對(duì)應(yīng)的紅光占空比，所述金藻的生長(zhǎng)狀態(tài)與所述生長(zhǎng)特性參數(shù)相對(duì)應(yīng)，所述生長(zhǎng)特性參數(shù)與所述藍(lán)綠光對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及紅光對(duì)應(yīng)的紅光占空比相對(duì)應(yīng)； 根據(jù)所述藍(lán)綠光占空比生成相應(yīng)的藍(lán)綠光PWM信號(hào)，并根據(jù)所述藍(lán)綠光PWM信號(hào)生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的藍(lán)綠光以及根據(jù)所述紅光占空比生成相應(yīng)的紅光PWM信號(hào)，并根據(jù)所述紅光PWM信號(hào)生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的紅光。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述方法，其特征在于，所述藍(lán)綠光占空比包括波長(zhǎng)為410-480nm的第一發(fā)光峰的第一占空比以及波長(zhǎng)為490-570nm的第二發(fā)光峰的第二占空比，所述紅光占空比包括波長(zhǎng)為610-640nm的第三發(fā)光峰的第三占空比以及波長(zhǎng)為640_680nm的第四發(fā)光峰的第四占空比。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種用于金藻培養(yǎng)智能化光照設(shè)備及光譜調(diào)制方法，該智能化光照設(shè)備包括記錄有金藻生長(zhǎng)參數(shù)的存儲(chǔ)模塊；判斷所述金藻的當(dāng)前生長(zhǎng)狀態(tài)的判斷模塊；根據(jù)所述金藻的當(dāng)前生長(zhǎng)狀態(tài)獲得與其對(duì)應(yīng)的生長(zhǎng)特性參數(shù)，并根據(jù)所述生長(zhǎng)特性參數(shù)得到所述金藻當(dāng)前所需的藍(lán)綠光對(duì)應(yīng)的藍(lán)綠光占空比以及紅光對(duì)應(yīng)的紅光占空比的獲取占空比模塊；根據(jù)所述藍(lán)綠光占空比生成相應(yīng)的藍(lán)綠光PWM信號(hào)，并根據(jù)所述藍(lán)綠光PWM信號(hào)生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的藍(lán)綠光以及根據(jù)所述紅光占空比生成相應(yīng)的紅光PWM信號(hào)，并根據(jù)所述紅光PWM信號(hào)生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的紅光的光源模塊。采用本發(fā)明實(shí)施例提供的設(shè)備和方法可以提高金藻對(duì)光源的光能利用效率，進(jìn)而提高金藻的生長(zhǎng)速度。
文檔編號(hào)H05B37/02GK103060174SQ20121032658
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月6日
發(fā)明者李許可, 方治國(guó), 周泓, 泮進(jìn)明 申請(qǐng)人:杭州朗拓生物科技有限公司