光是影响植物生长最关键的环境因素之一,温室大棚已完全使用人工光源进行生产活动。本文针对小功率LED的光照特性以及LED植物补光光源的结构特点,建立了红蓝光组合LED阵列的光照度分布模型,通过MATLAB仿真研究了LED组合光源光照度分布特性与变化规律。在此基础上研发了基于单片机控制的LED组合光源,克服了传统温室人工光源的不足,主要研究结果如下:1、测量了单颗红光、蓝光和远红光LED的光电参数,包括光谱分布特性、伏安特性、空间光强分布特性等,为后续的模拟仿真做好了准备。2、建立了单颗LED的光学模型,根据叠加原理推导出了两颗LED光源光照度合成公式并根据相同原理进一步推导出了单色光LED方阵和红蓝光LED组合阵列的光照度合成公式。根据斯派罗法则确定了LED间的最优化距离。3、采用两种不同形式的排列,方案一为红蓝光LED均匀间隔整行排列,方案二为每行每列中红、蓝光LED交错均匀排列,其中LED的间距可调。根据照度公式并基于MATLAB的数值计算表明:方案二优于方案一,其照明区域内的红、蓝光光通量比除边缘外基本均匀一致;对方案二LED阵列进行了详细仿真和分析,得到了光照度分布特性及变化规律,为LED组合光源设计提供了精确的参考依据。4、采用模块化设计理念,研制了基于单片机控制的LED组合光源。该光源采用STC12C5A60S2单片机实时监测LED基板温度和光强,并通过脉宽调制信号控制红、蓝光LED,对光质、光强、光周期和工作方式进行动态调节,以满足温室植物在不同阶段对补光量的需求。5、研究了红光、蓝光和远红光LED不同光质比例补光对绿萝扦插苗和石竹苗生长的影响,取得了良好的培养效果。结果表明,红光与远红光光通量之比(R/FR)与绿萝节总长、节间数、节长、叶片数和叶面积呈负相关,与绿萝叶绿素相对含量呈正相关。