植物工厂是以生物、工程技术为中心,以科学管理为基础,以创造最适宜植物生长发育为目的的现代农业设施发展的高级阶段。在植物工厂的生产过程中,稳定、高效的光源是控制和调节植物生长发育的重要手段。随着越来越多的研究机构投入到LED技术领域中来使得其价格降低。相比荧光灯和高压钠灯,LED不但能耗低,而且光波范围窄,具有多种光谱可组合的优势。然而,现有的LED光源用于农业领域的研究主要集中在红光、蓝光两个方面,通过采用不同的比例对植物进行补光,且在使用时通常采用简单的通断方式进行控制。事实上,不同植物对不同的光源具有不同的敏感性,进行简单的一定比例的红、蓝光通断控制显然不能满足现代植物光源精准化控制的需求,因此,需要研究调节精度更为细化和准确的调节方式。本文针对现有植物工厂LED用于植物光谱组合与调节不足的问题,从3个方面开展研究:1、通过研究脉宽调制解调技术,构造实现控制板控制模块。研究基于脉宽调制技术的STC驱动IC调光,并设计实现光源驱动模块。针对各个模块绘制原理图、制板、焊接、测试电路,实现了更为细化和准确的调节方式,为LED光源在植物工厂光照环境调控中提供技术参考。2、研究ZigBeeZ-Stack协议栈,借鉴现代控制技术,设计设备通信的无线数据透明传输协议,符合植物工厂大规模生产的管理模式,实现不同植物补光的一种集成化的全新控制方式,为植物工厂多分区统一协调控制提供一种新的架构思路,满足植物多样化生产的需求。3、设计LED生物光谱集成控制软件以及下位机程序,实现上位机对硬件部分的无线控制。通过开发数据库用于记录植物生长实验过程中的光照调节参数。利用该套设备进行拟南芥的萌芽率和生长发育实验。基于以上研究内容,通过分析光谱范围对植物生长的影响和LED光源特性发光驱动原理,首先,设计研发了一种用于植物补光的农业LED多光谱光强各光源255个级别的调节设备,可实现对光照的精准调控。其次,通过设计结合地址信息的控制包格式,实现了一种地址可调的设备控制方法,使得该设备能配置不同的地址进行集成控制。最后应用该设备对拟南芥进行了验证性测试。