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LED光源具有低功耗长寿命高效率等优点,不仅在现代照明领域得到广泛应用而且作为植物补光光源成功的应用于现代农业工程中。目前,国内外已将LED光源应用于蔬菜种植并取得了显著效果。辣椒是川渝地区居民的重要食材且需求量较大,由于川渝地区太阳能资源相对匮乏,不能满足辣椒生长所需的光源条件。本文针对辣椒生长对光源光质环境要求,研究设计基于智能控制系统的高均匀度、高利用率和智能化的LED植物补光光源,以期为植物补光特别是辣椒类植物工厂应用探索出一条可行的技术途径。针对选择的实验对象,进行了平面LED光源设计和光照环境空间光谱实验研究,选用常规5050封装LED灯珠,优化设计了3组光质比例均为比例1:1的红白、黄白和蓝白LED平面光源;并使用层压封装技术对LED平面光源进行层压封装,将封装后的光源进行了耐候实验及水下实验。选用3组不同的LED平面光源进行混光构建不同空间光谱分布区域,实验研究了空间光谱分布差异对辣椒生长的影响。实验结果发现1.2:1红蓝光谱组合区域更有利于辣椒生长。为了进一步提高光源空间光强均匀度和光能利用率,设计研制了蓝光LED芯片集成COB光源,通过改变COB光源荧光粉厚度实现了不同比例红蓝光植物补光光源设计;采用直径为44mm、出光角度为60°的凸透镜和直径为35cm、焦距为22cm菲涅尔透镜构建了聚光光学系统。实验研究结果表明COB光源经过光学系统实现了准平行光光源,光斑外形接近圆形直径平均为21.2cm;在光照有效70cm垂直空间范围内光强不均匀度低于10%、聚光后的有效光照强度平均提高了10倍。选用TPS92691电源管理芯片设计了可以输入数字和模拟信号调节输出脉冲和连续电流且输出电流精度为±2mA的LED恒流驱动电源;研制出智能控制系统用于控制LED恒流源输出电流实现对光照强度和光周期的调节;开发出用于监控和精确测量植物生长状态的远程智能测量系统,减少了人为活动对植物生长的影响。基于智能控制系统植物补光光源研究主要开展了适于辣椒生长的平面光源与空间光谱、COB集成光源与光学系统、恒流驱动和智能控制三方面研究工作,并用研制的LED光源系统开展了辣椒种植实验。实验结果表明智能控制COB集成光源对辣椒的生长作用效果明显,研究结果不仅具有学术意义而且有一定的应用价值。