一種用于紅藻培養(yǎng)的智能化光照設(shè)備制造技術(shù)

本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例公開(kāi)了一種用于紅藻培養(yǎng)智能化光照設(shè)備，該智能化光照設(shè)備包括：記錄有紅藻生長(zhǎng)參數(shù)的存儲(chǔ)模塊；判斷所述紅藻的當(dāng)前生長(zhǎng)狀態(tài)的判斷模塊；根據(jù)所述紅藻的當(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)得到所述紅藻當(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。采用本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例提供的設(shè)備可以提高紅藻對(duì)光源的光能利用效率，進(jìn)而提高紅藻的生長(zhǎng)速度。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉一種用于紅藻培養(yǎng)的智能化光照設(shè)備。
技術(shù)介紹
紅藻的經(jīng)濟(jì)價(jià)值很高。例如，在紅藻中的紫菜是一種食用藻類(lèi)，它含有豐富的蛋白質(zhì)，不僅營(yíng)養(yǎng)豐富而且味道鮮美。此外紅藻中的石花菜、海蘿等均可食用。紅藻中的鷓鴣菜和海人草是常用的小兒驅(qū)蟲(chóng)藥。從石花菜屬、江籬屬、麒麟菜屬植物中提取的瓊膠，被應(yīng)用在醫(yī)藥工業(yè)和紡織工業(yè)上，因此紅藻的需求量很大。現(xiàn)有的紅藻養(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。光照是影響紅藻生長(zhǎng)和生化成分的重要因素。光合生物反應(yīng)器對(duì)紅藻提供的培養(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，而紅藻在不同的生長(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)，所以紅藻對(duì)上述光源的能量利用率較低，光合作用效率低，從而影響紅藻的生長(zhǎng)速度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
有鑒于此，本技術(shù)提供了一種用于紅藻培養(yǎng)的智能化光照設(shè)備，以克服現(xiàn)有技術(shù)中由于紅藻對(duì)人工光源的光能利用效率較低，從而影響紅藻的生長(zhǎng)速度的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)提供如下技術(shù)方案一種用于紅藻培養(yǎng)的智能化光照設(shè)備，包括記錄有紅藻生長(zhǎng)參數(shù)的存儲(chǔ)模塊，所述紅藻生長(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；判斷所述紅藻的當(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)所述紅藻的當(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)得到所述紅藻當(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)包括紅藻的生長(zhǎng)階段，所述紅藻的生長(zhǎng)狀態(tài)包括紅藻的生物量，所述獲取占空比模塊包括根據(jù)所述紅藻的當(dāng)前生物量獲得所述紅藻的當(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)所述紅藻的當(dāng)前生長(zhǎng)階段得出所述紅藻當(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)包括紅藻的生物量區(qū)間，所述紅藻的生長(zhǎng)狀態(tài)包括紅藻的生物量，所述獲取占空比模塊包括根據(jù)所述紅藻的當(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)所述紅藻的生物量區(qū)間得出所述紅藻當(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)包括紅藻的生長(zhǎng)階段以及與所述紅藻的生長(zhǎng)階段對(duì)應(yīng)的紅藻的生物量區(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)，所述紅藻的生長(zhǎng)狀態(tài)包括紅藻的生物量，所述獲取占空比模塊包括根據(jù)所述紅藻的當(dāng)前生物量獲得所述紅藻的當(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)所述紅藻的生物量區(qū)間得出所述紅藻當(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)所述紅藻的當(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490-580nm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490-580nm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，所述紅藻生長(zhǎng)參數(shù)還包括紅藻的類(lèi)別， 所述紅藻的類(lèi)別包括紅藻的種類(lèi)和/或紅藻的品種，所述生長(zhǎng)特性參數(shù)與所述紅藻的類(lèi)別相對(duì)應(yīng)，所述生長(zhǎng)特性參數(shù)包括紅藻的生長(zhǎng)階段和/或紅藻的生物量區(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)包括紅藻的類(lèi)別；相應(yīng)的，所述獲取占空比模塊具體為根據(jù)所述紅藻的當(dāng)前生長(zhǎng)狀態(tài)以及所述紅藻類(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)所述紅藻的當(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)得到所述紅藻所需的藍(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。經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，采用本技術(shù)實(shí)施例提供的一種用于紅藻培養(yǎng)的智能化光照設(shè)備，通過(guò)判斷模塊判斷紅藻的當(dāng)前生長(zhǎng)狀態(tài)，通過(guò)獲取占空比模塊得到紅藻此時(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PW M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，光源模塊可以在紅藻的不同生長(zhǎng)狀態(tài)發(fā)出與紅藻的當(dāng)前生長(zhǎng)狀態(tài)相應(yīng)的波長(zhǎng)、光照強(qiáng)度及光質(zhì)的光從而提高紅藻對(duì)光源的光能利用率，進(jìn)而提高紅藻的生長(zhǎng)速度。附圖說(shuō)明為了更清楚地說(shuō)明本技術(shù)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于紅藻培養(yǎng)的智能化光照設(shè)備，其特征在于，包括：記錄有紅藻生長(zhǎng)參數(shù)的存儲(chǔ)模塊，所述紅藻生長(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；判斷所述紅藻的當(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)所述紅藻的當(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)得到所述紅藻當(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。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于紅藻培養(yǎng)的智能化光照設(shè)備，其特征在于，包括 記錄有紅藻生長(zhǎng)參數(shù)的存儲(chǔ)模塊，所述紅藻生長(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； 判斷所述紅藻的當(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)所述紅藻的當(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)得到所述紅藻當(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)包括紅藻的生長(zhǎng)階段，所述紅藻的生長(zhǎng)狀態(tài)包括紅藻的生物量，所述獲取占空比模塊包括 根據(jù)所述紅藻的當(dāng)前生物量獲得所述紅藻的當(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)所述紅藻的當(dāng)前生長(zhǎng)階段得出所述紅藻當(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)包括紅藻的生物量區(qū)間，所述紅藻的生長(zhǎng)狀態(tài)包括紅藻的生物量，所述獲取占空比模塊包括 根據(jù)所述紅藻的當(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)所述紅藻的生物量區(qū)間得出所述紅藻當(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)包括紅藻的生長(zhǎng)階段以及與所述紅藻的生長(zhǎng)階段對(duì)應(yīng)的紅藻的生物量區(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)，所述紅藻的生長(zhǎng)狀態(tài)包括紅藻的生物量，所述獲取占空比模塊包括 根據(jù)所述紅藻的當(dāng)前生物量獲得所述紅藻的當(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)所述紅藻的生物量區(qū)間得出所述紅藻當(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)所述紅藻的當(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，...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李許可，周泓，方治國(guó)，泮進(jìn)明，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：杭州朗拓生物科技有限公司，
類(lèi)型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：