影响植物生长的关键因素是“光、温、水、肥、气”。以此设计一种基于植物特征光谱LED照明的多功能育苗床,由植物特征光谱LED面光源、营养液非循环输送利用系统、均匀微喷灌系统、感知环境系统、整体可拆卸组合的多层立体式育苗床以及系统总控制组成。针对不同植物吸收的光谱特征,配以相应的LED组合光源补光,LED面光源可以数字调光方式和机械运作方式自适应调节光照环境;水培模式下,营养液供给采取非循环的输送方式为植物提供其生长发育所须的大量元素和微量元素;基质栽培下的微喷灌系统由电控泵、输送软管和喷头组成,分布于育苗床各层;环境感知系统是由光辐射传感器、温湿度传感器等组成,实时监测植株生长环境,控制系统据此对环境中的光、水、肥因子做出相应调整,调控植物生长环境。着重设计了植物特征光谱面光源,利用光学设计软件Tracepro对矩形结构和环形结构两种排布的LED面光源,分别建立实体模型,采用光迹追踪的方法,仿真得到两种排布方式在不同光源距离下的辐射照度分布图,仿真分析结果为矩形排布要优于环形排布。同时根据植物特征光谱,选用匹配光谱的LED芯片制作LED面板灯,并根据面板灯电气参数和植物照明调光要求,设计基于AMC7150(Buck型拓扑结构)的LED恒流驱动电路。最后对LED照明育苗床光环境进行检测分析,使用太阳能分光辐射计或便携式光谱仪测量光照接收面上的光谱数据,并据此分析接收面的辐射照度均匀性。测试结果为面光源距离5cm以上,接收面辐射照度值波动在20%以内,可用作近距离植物照明。此外,分别测试了面板灯在不同的驱动电流下水平接收面和垂直方向上辐射照度的响应情况,结果还表明驱动电流越大辐射照度值逐渐递增,同一驱动电流下,辐射照度随距离线性变化。