專利名稱：一種用于硅藻培養(yǎng)的智能化光照設(shè)備及光譜調(diào)制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉一種用于硅藻培養(yǎng)的智能化光照設(shè)備及光譜調(diào)制方法。
背景技術(shù)：
硅藻光合作用效率是一般高等植物的40— 60倍，這與硅藻是單細(xì)胞植物及其光合系統(tǒng)有關(guān)，硅藻可大量吸收CO2，產(chǎn)生更多的有機(jī)物，因此硅藻的需求量很大?，F(xiàn)有的硅藻養(yǎng)殖技術(shù)均是采用開放式跑道池，若需要對開放式跑道的培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)或優(yōu)化開放式跑道的培養(yǎng)條件，則必須通過采用光合生物反應(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)中影響其生長的最重要的因子之一。光照是影響硅藻生長和生化成分的重要因素。光合生物反應(yīng)器對硅藻提供的培養(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不等的光譜，從短波的藍(lán)紫光到綠色和黃色，再到長波的紅光，而硅藻在不同的生長時間段只需要獲得特定波長范圍且特定光照強(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)，所以硅藻對上述光源的能量利用率較低，光合作用效率低，從而影響硅藻的生長速度。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種用于硅藻培養(yǎng)的智能化光照設(shè)備及光譜調(diào)制方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中由于硅藻對人工光源的光能利用效率較低，從而影響硅藻的生長速度的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案—種用于娃藻培養(yǎng)的智能化光照設(shè)備，包括記錄有硅藻生長參數(shù)的存儲模塊，所述硅藻生長參數(shù)包括生長特性參數(shù)以及與所述生長特性參數(shù)對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比和紅光占空比；判斷所述硅藻的當(dāng)前生長狀態(tài)的判斷模塊；分別與所述判斷模塊以及所述存儲模塊相連，根據(jù)所述硅藻的當(dāng)前生長狀態(tài)獲得與其對應(yīng)的生長特性參數(shù)，并根據(jù)所述生長特性參數(shù)得到所述硅藻當(dāng)前所需的藍(lán)紫光對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及紅光對應(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)紫光占空比生成相應(yīng)的藍(lán)紫光PWM信號，并根據(jù)所述藍(lán)紫光PWM信號生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的藍(lán)紫光以及根據(jù)所述紅光占空比生成相應(yīng)的紅光PWM信號，并根據(jù)所述紅光PWM信號生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的紅光的光源模塊。其中，所述生長特性參數(shù)包括硅藻的生長階段，所述硅藻的生長狀態(tài)包括硅藻的生物量，所述獲取占空比模塊包括根據(jù)所述硅藻的當(dāng)前生物量獲得所述硅藻的當(dāng)前生長階段的階段獲取單元；與所述階段獲取單元相連，根據(jù)所述硅藻的當(dāng)前生長階段得出所述硅藻當(dāng)前所需的藍(lán)紫光對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及紅光對應(yīng)的紅光占空比的生成單元。
其中，所述生長特性參數(shù)包括硅藻的生物量區(qū)間，所述硅藻的生長狀態(tài)包括硅藻的生物量，所述獲取占空比模塊包括根據(jù)所述硅藻的當(dāng)前生物量獲得對應(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)所述硅藻的生物量區(qū)間得出所述硅藻當(dāng)前所需的藍(lán)紫光對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及紅光對應(yīng)的紅光占空比的生成單元。其中，所述生長特性參數(shù)包括硅藻的生長階段以及與所述硅藻的生長階段對應(yīng)的硅藻的生物量區(qū)間，所述每一生長階段至少與一個生物量區(qū)間相對應(yīng)，所述硅藻的生長狀態(tài)包括娃藻的生物量，所述獲取占空比模塊包括根據(jù)所述硅藻的當(dāng)前生物量獲得所述硅藻的當(dāng)前生長階段，并根據(jù)所述當(dāng)前生物量以及所述當(dāng)前生長階段得到當(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)所述硅藻的生物量區(qū)間得出所述硅藻當(dāng)前所需的藍(lán)紫光對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及紅光對應(yīng)的紅光占空比的生成單元。其中，所述生長特性參數(shù)包括與所述生物量區(qū)間對應(yīng)的藍(lán)紫光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值、與所述藍(lán)紫光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值對應(yīng)的藍(lán)紫光驅(qū)動電流和紅光驅(qū)動電流、以及與所述藍(lán)紫光驅(qū)動電流對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及與所述紅光驅(qū)動電流對應(yīng)的紅光占空比，所述獲取占空比模塊包括根據(jù)所述硅藻的當(dāng)前生物量得到當(dāng)前生物量對應(yīng)的生物量區(qū)間，根據(jù)所述生物量區(qū)間獲得對應(yīng)的藍(lán)紫光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值，根據(jù)獲得的藍(lán)紫光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值得到相應(yīng)的藍(lán)紫光驅(qū)動電流以及紅光驅(qū)動電流的獲取驅(qū)動電流單元；與所述獲取驅(qū)動電流單元相連，根據(jù)所述藍(lán)紫光驅(qū)動電流到相應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及根據(jù)所述紅光驅(qū)動電流得到相應(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)間得出波長為410_440nm的第一發(fā)光峰的第一占空比、波長為445-490nm的第二發(fā)光峰的第二占空比、波長為610_640nm的第三發(fā)光峰的第三占空比以及波長為645-680nm的第四發(fā)光峰的第四占空比的生成單元。其中，所述藍(lán)紫光包括波長為410_440nm的第一發(fā)光峰對應(yīng)的光照以及波長為445-490nm的第二發(fā)光峰對應(yīng)的光照，所述紅光包括波長為610_640nm的第三發(fā)光峰對應(yīng)的光照以及波長為645-680nm的第四發(fā)光峰對應(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)律排列的第一類二極管、第二類二極管、第三類二極管以及第四類二極管，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，所述第一類二極管發(fā)出與所述第一發(fā)光峰對應(yīng)的光照，所述第二類二極管發(fā)出與所述第二發(fā)光峰對應(yīng)的光照，所述第三類二極管發(fā)出與所述第三發(fā)光峰對應(yīng)的光照，所述第四類二極管發(fā)出與所述第四發(fā)光峰對應(yīng)的光照。其中，所述硅藻生長參數(shù)還包括硅藻的類別，所述硅藻的類別包括硅藻的種類和/或硅藻的品種，所述生長特性參數(shù)與所述硅藻的類別相對應(yīng)，所述生長特性參數(shù)包括硅藻的生長階段和/或硅藻的生物量區(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)包括硅藻的類別；
相應(yīng)的，所述獲取占空比模塊具體為根據(jù)所述硅藻的當(dāng)前生長狀態(tài)以及所述硅藻類別獲得對應(yīng)的生長特性參數(shù)，并根據(jù)生長特性參數(shù)得出藍(lán)紫光對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及紅光對應(yīng)的紅光占空比的獲取占空比模塊。其中，所述生長特性參數(shù)包括生物量區(qū)間和生長階段，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)前時間屬于預(yù)設(shè)光照時間段時，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)前時間屬于預(yù)設(shè)光照時間段的情況下，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)所述硅藻的當(dāng)前生長狀態(tài)獲得對應(yīng)的生長特性參數(shù)，根據(jù)所述生長特性參數(shù)得到所述硅藻所需的藍(lán)紫光對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及紅光對應(yīng)的紅光占空比的觸發(fā)模塊?！N用于娃藻培養(yǎng)的光譜調(diào)制方法，包括判斷硅藻的當(dāng)前生長狀態(tài)；根據(jù)所述硅藻的當(dāng)前生長狀態(tài)獲得與其對應(yīng)的生長特性參數(shù)，并根據(jù)所述生長特性參數(shù)得到所述硅藻當(dāng)前所需的藍(lán)紫光對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及紅光對應(yīng)的紅光占空比，所述硅藻的生長狀態(tài)與所述生長特性參數(shù)相對應(yīng)，所述生長特性參數(shù)與所述藍(lán)紫光對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及紅光對應(yīng)的紅光占空比相對應(yīng)；根據(jù)所述藍(lán)紫光占空比生成相應(yīng)的藍(lán)紫光PWM信號，并根據(jù)所述藍(lán)紫光PWM信號生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的藍(lán)紫光以及根據(jù)所述紅光占空比生成相應(yīng)的紅光PWM信號，并根據(jù)所述紅光PWM信號生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的紅光。其中，所述藍(lán)紫光占空比包括波長為410_440nm的第一發(fā)光峰的第一占空比以及波長為445-490nm的第二發(fā)光峰的第二占空比，所述紅光占空比包括波長為610_640nm的第三發(fā)光峰的第三占空比以及波長為645-680nm的第四發(fā)光峰的第四占空比。經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，采用本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于硅藻培養(yǎng)的智能化光照設(shè)備，通過判斷模塊判斷硅藻的當(dāng)前生長狀態(tài)，通過獲取占空比模塊得到硅藻此時所需的藍(lán)紫光對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及紅光對應(yīng)的紅光占空比，光源模塊根據(jù)藍(lán)紫光占空比生成相應(yīng)的藍(lán)紫光PWM信號，并根據(jù)藍(lán)紫光PWM信號生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的藍(lán)紫光以及根據(jù)紅光占空比生成相應(yīng)的紅光PWM信號，根據(jù)紅光PWM信號生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的紅光，由于占空比發(fā)生變化，藍(lán)紫光和紅光的光子密度會發(fā)生變化，所以藍(lán)紫光和紅光的光照強(qiáng)度以及光質(zhì)發(fā)生變化，光源模塊可以在硅藻的不同生長狀態(tài)發(fā)出與硅藻的當(dāng)前生長狀態(tài)相應(yīng)的波長、光照強(qiáng)度及光質(zhì)的光從而提高硅藻對光源的光能利用率，進(jìn)而提高硅藻的生長速度。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種用于硅藻培養(yǎng)的智能化光照設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖2為上述實(shí)施例中的獲取占空比I旲塊一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)不意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種光源模塊中四類二極管的排列順序；圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于硅藻培養(yǎng)的智能化光照設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于硅藻培養(yǎng)的光譜調(diào)制方法的流程圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的第二種用于硅藻培養(yǎng)的光譜調(diào)制方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。 光照是單細(xì)胞培養(yǎng)中影響其生長的最重要的因子之一。光照是影響硅藻生長和生化成分的重要因素，光照包括光質(zhì)(即不同波長的光以不同比例的光子組成)、光照強(qiáng)度和光暗周期(對硅藻進(jìn)行光照的時間與不進(jìn)行光照的時間之和為一光暗周期)。其中，對于同一波長的光的光照強(qiáng)度可以通過控制光子密度來改變光照強(qiáng)度，可以通過改變光源模塊的工作電流來改變光子密度，可以通過改變獲取占空比模塊的獲取的PWM信號的占空比改變光源模塊的工作電流?，F(xiàn)有技術(shù)中硅藻培養(yǎng)體系不能充分利用太陽光或者光合生物反應(yīng)器提供的光照，并且利用白熾燈或日光燈等人工光源作為光源，成本高、能耗高、養(yǎng)殖效率低。上述問題的存在，使硅藻養(yǎng)殖的產(chǎn)業(yè)始終處于一個瓶頸的狀態(tài)，究其原因，光照是迫切需要解決的問題。實(shí)施例一請參閱附圖1，為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種用于硅藻培養(yǎng)的智能化光照設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，該智能化光照設(shè)備包括存儲模塊100、判斷模塊101、獲取占空比模塊102以及光源模塊103，其中判斷模塊101與獲取占空比模塊102相連，獲取占空比模塊102分別與光源模塊103以及存儲模塊100相連。存儲模塊100，用于記錄硅藻生長參數(shù)；硅藻生長參數(shù)包括生長特性參數(shù)以及與生長特性參數(shù)對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比和紅光占空比。判斷模塊101，用于判斷硅藻的當(dāng)前生長狀態(tài)；判斷模塊101可以為液體濃度光學(xué)檢測傳感器或圖像采集與處理裝置。硅藻的生長狀態(tài)可以用硅藻的生物量來體現(xiàn)，或者用培養(yǎng)硅藻的水體中的有機(jī)物的濃度來體現(xiàn)。硅藻的生長階段大致可分三個階段生長期、高峰期以及老化期，在生長期，硅藻的生物量較少，培養(yǎng)硅藻的水有些發(fā)渾、水體中有機(jī)質(zhì)(有機(jī)質(zhì)可以為次生代謝物)濃度高；在高峰期，硅藻的生物量會急劇升多，硅藻大量出現(xiàn)，由于硅藻數(shù)量較多，所以藻體呈橙黃色或黃褐色，且硅藻消耗有機(jī)物速度快，所以有機(jī)物濃度較低；在老化期，硅藻整體處于新老交替時期，總體活性較弱，此時有機(jī)物的濃度最低，藻體表面的膠原或者是纖維素的保護(hù)能力也大大下降，所以水體的顏色發(fā)暗不再顯現(xiàn)鮮亮的綠色。
上述將硅藻的生長階段大致劃分有三個階段，本發(fā)明實(shí)施例中硅藻的生長階段不限定于三個階段，不同類別的硅藻的生長階段可以不同，例如硅藻的生長階段可以分為延緩期、指數(shù)生長期、相對生長下降期、靜止期與死亡期等五個階段，其中，每個階段的次生代謝物如金藻昆布糖和油脂的含量和成分各不相同，且每個階段都有相應(yīng)的天數(shù)。從上述可知在不同的生長階段，硅藻的生物量不同，硅藻的水體顏色不同，某些有機(jī)物的濃度不同，所以可以通過液體濃度光學(xué)檢測傳感器檢測培養(yǎng)硅藻的水體中某些有機(jī)物的濃度來判斷硅藻的當(dāng)前生長狀態(tài)。也可以通過圖像采集與處理裝置，對培養(yǎng)硅藻的水體進(jìn)行拍攝，并對拍攝的圖像進(jìn)行處理，根據(jù)水體的顏色獲得硅藻的當(dāng)前生物量，從而得知硅藻的當(dāng)前生長狀態(tài)?！び捎诠柙宓母鱾€生長階段都有相應(yīng)的時間，例如，生長期為硅藻生長的最初十天，高峰期為硅藻生長的中間十天，老化期是硅藻生長的最后十天，所以判斷模塊101還可以是計(jì)時模塊，生長特性參數(shù)包括時間區(qū)間，生長特性參數(shù)與該時間區(qū)間相對應(yīng)，此時硅藻的生長狀態(tài)是指判斷模塊101記錄的時間。獲取占空比模塊102，用于根據(jù)當(dāng)前生長狀態(tài)獲得對應(yīng)的生長特性參數(shù)，并根據(jù)該生長特性參數(shù)得出硅藻所需的藍(lán)紫光對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及紅光對應(yīng)的紅光占空比。光源模塊103，用于根據(jù)藍(lán)紫光占空比生成相應(yīng)的藍(lán)紫光PWM信號，并根據(jù)藍(lán)紫光PWM信號生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的藍(lán)紫光以及根據(jù)紅光占空比生成相應(yīng)的紅光PWM信號，并根據(jù)紅光PWM信號生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的紅光。本發(fā)明實(shí)施例，通過判斷模塊101判斷硅藻的當(dāng)前生長狀態(tài)，通過獲取占空比模塊102得到硅藻此時所需的藍(lán)紫光對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及紅光對應(yīng)的紅光占空比，光源模塊103根據(jù)藍(lán)紫光占空比生成相應(yīng)的藍(lán)紫光PWM信號，并根據(jù)藍(lán)紫光PWM信號生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的藍(lán)紫光以及根據(jù)紅光占空比生成相應(yīng)的紅光PWM信號，根據(jù)紅光PWM信號生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的紅光，由于占空比發(fā)生變化，藍(lán)紫光和紅光的光子密度會發(fā)生變化，所以藍(lán)紫光和紅光的光照強(qiáng)度以及光質(zhì)發(fā)生變化，光源模塊103可以在硅藻的不同生長狀態(tài)發(fā)出與硅藻的當(dāng)前生長狀態(tài)相應(yīng)的波長、光照強(qiáng)度及光質(zhì)的光照從而提高硅藻對光源的光能利用率，進(jìn)而提高硅藻的生長速度。實(shí)施例二請參閱圖2,為上述實(shí)施例中的獲取占空比I旲塊的一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)不意圖，獲取占空比模塊102包括獲取驅(qū)動電流單元201以及生成單元202，其中獲取驅(qū)動電流單元201與生成單元202相連。由于硅藻的生長狀態(tài)不同，需要的藍(lán)紫光和紅光的光照強(qiáng)度閾值相應(yīng)發(fā)生變化，所以生長特性參數(shù)可以包括硅藻生物量區(qū)間與藍(lán)紫光和紅光的光照強(qiáng)度閾值的對應(yīng)關(guān)系，由于藍(lán)紫光和紅光的光照強(qiáng)度閾值是由電流決定的，而電流是由占空比決定的，所以生長特性參數(shù)還可以包括藍(lán)紫光與紅光的占空比與生物量區(qū)間的對應(yīng)關(guān)系，藍(lán)紫光和紅光的光照強(qiáng)度閾值與藍(lán)紫光和紅光的驅(qū)動電流的對應(yīng)關(guān)系，以及藍(lán)紫光和紅光的驅(qū)動電流與藍(lán)紫光和紅光的占空比的對應(yīng)關(guān)系。當(dāng)然，生長特性參數(shù)還可以包括生物量區(qū)間與硅藻所需的藍(lán)紫光對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及紅光對應(yīng)的紅光占空比的對應(yīng)關(guān)系，其中，不同的占空比對應(yīng)的不同波長和不同強(qiáng)度的光。獲取占空比模塊102可以根據(jù)存儲模塊100中存儲的對應(yīng)關(guān)系得到硅藻所需的藍(lán)紫光對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及紅光對應(yīng)的紅光占空比。
根據(jù)上述的對應(yīng)關(guān)系可知，生長特性參數(shù)包括與生物量區(qū)間對應(yīng)的藍(lán)紫光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值、與藍(lán)紫光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值對應(yīng)的藍(lán)紫光驅(qū)動電流和紅光驅(qū)動電流、以及與藍(lán)紫光驅(qū)動電流對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及與紅光驅(qū)動電流對應(yīng)的紅光占空比。獲取驅(qū)動電流單元201，用于根據(jù)硅藻的當(dāng)前生物量得到當(dāng)前生物量對應(yīng)的生物量區(qū)間，根據(jù)生物量區(qū)間獲得對應(yīng)的藍(lán)紫光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值，根據(jù)獲得的藍(lán)紫光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值得到相應(yīng)的藍(lán)紫光驅(qū)動電流以及紅光驅(qū)動電流；生成單元202，用于根據(jù)藍(lán)紫光驅(qū)動電流得出硅藻所需的藍(lán)紫光對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及根據(jù)紅光驅(qū)動電流獲得紅光對應(yīng)的紅光 占空比。由于娃藻易吸收藍(lán)紫光光區(qū)中波長為410_440nm的第一發(fā)光峰和波長為445-580nm的第二發(fā)光峰以及紅光光區(qū)中波長為610_640nm的第三發(fā)光峰和波長為645-680nm的第四發(fā)光峰，所以優(yōu)選的，獲取驅(qū)動電流單元201，用于根據(jù)硅藻的生物量區(qū)間獲得娃藻所需的第一發(fā)光峰對應(yīng)的第一驅(qū)動電流、第二發(fā)光峰對應(yīng)的第二驅(qū)動電流、第三發(fā)光峰對應(yīng)的第三驅(qū)動電流以及第四發(fā)光峰對應(yīng)的第四驅(qū)動電流。相應(yīng)的生成單元202，用于根據(jù)第一驅(qū)動電流、第二驅(qū)動電流、第三驅(qū)動電流以及第四驅(qū)動電流得到第一占空比(與第一驅(qū)動電流對應(yīng))、第二占空比(與第二驅(qū)動電流對應(yīng))、第三占空比(與第三驅(qū)動電流對應(yīng))以及第四占空比(與第四驅(qū)動電流對應(yīng))。在不同的實(shí)際情況下，獲取驅(qū)動電流單元201也可以只獲取藍(lán)紫光驅(qū)動電流(該電流可以為第一占空比對應(yīng)的電流或者第二占空比對應(yīng)的電流)以及紅光驅(qū)動電流(該電流可以為第三占空比對應(yīng)的電流或者第四占空比對應(yīng)的電流)，相應(yīng)的生成單元202根據(jù)藍(lán)紫光驅(qū)動電流得到相應(yīng)的藍(lán)紫光占空比(第一占空比或者第二占空比)，根據(jù)紅光驅(qū)動電流得到相應(yīng)的紅光占空比(第三占空比或者第四占空比)。下面對獲取占空比模塊102的另一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。根據(jù)生長特性參數(shù)的不同，獲取占空比模塊102的功能就不同。當(dāng)生長特性參數(shù)包括硅藻的生長階段，且硅藻的生長狀態(tài)包括硅藻的生物量時，獲取占空比模塊102包括根據(jù)硅藻的當(dāng)前生物量獲得硅藻的當(dāng)前生長階段的階段獲取單元；與階段獲取單元相連，根據(jù)硅藻的當(dāng)前生長階段得出硅藻當(dāng)前所需的藍(lán)紫光對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及紅光對應(yīng)的紅光占空比的生成單元。當(dāng)生長特性參數(shù)包括硅藻的生物量區(qū)間，且硅藻的生長狀態(tài)包括硅藻的生物量時，獲取占空比模塊102包括根據(jù)硅藻的當(dāng)前生物量獲得對應(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)所述硅藻的生物量區(qū)間得出所述硅藻當(dāng)前所需的藍(lán)紫光對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及紅光對應(yīng)的紅光占空比的生成單元。優(yōu)選的，生長特性參數(shù)包括硅藻的生物量區(qū)間以及硅藻的生長階段，一生長階段至少與一個生物量區(qū)間相對應(yīng)，此時，獲取占空比模塊102包括根據(jù)所述硅藻的當(dāng)前生物量獲得所述硅藻的當(dāng)前生長階段，并根據(jù)所述當(dāng)前生物量以及所述當(dāng)前生長階段得到當(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)所述硅藻的生物量區(qū)間得出所述硅藻當(dāng)前所需的藍(lán)紫光對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及紅光對應(yīng)的紅光占空比的生成單元。
優(yōu)選的，上述獲取占空比模塊102中的生成單元具體用于根據(jù)生物量區(qū)間得出波長為410-440nm的第一發(fā)光峰的第一占空比、波長為445_580nm的第二發(fā)光峰的第二占空t匕、波長為610-640nm的第三發(fā)光峰的第三占空比以及波長為645_680nm的第四發(fā)光峰的第四占空比。在不同的實(shí)際情況下，生成單元202也可以根據(jù)生物量區(qū)間得出波長為410-440nm的第一發(fā)光峰的第一占空比(或波長為445_580nm的第二發(fā)光峰的第二占空比)和波長為610-640nm的第三發(fā)光峰的第三占空比(或波長為645_680nm的第四發(fā)光峰的第四占空比)。獲取占空比模塊102的功能可以為單片機(jī)或者為微控制單元(MCU)中的一部分功能，獲取占空比模塊102可以為單片機(jī)或者為微控制單元(MCU)中的一部分。 下面對實(shí)施例一中的光源模塊103進(jìn)行詳細(xì)說明。光源模塊103可以為半導(dǎo)體光源模塊，光源模塊103可以包括二極管，優(yōu)選的為發(fā)光二極管或激光二極管，其中發(fā)光二極管包括有機(jī)發(fā)光二極管和無機(jī)發(fā)光二極管。當(dāng)藍(lán)紫光占空比只包括第一占空比(或者第二占空比)，紅光占空比只包括第三占空比(或第四占空比)，那么光源模塊103可以生成波長為410-440nm的第一發(fā)光峰(或波長為445_580nm的第二發(fā)光峰)和波長為610_640nm的第三發(fā)光峰(或波長為645_680nm的第四發(fā)光峰)。當(dāng)然對于第一占空比(或第二占空比)，可以使用兩種不同種類的二極管，當(dāng)對這兩種二極管施加相同占空比的電壓時，這兩種二極管會輸出不同波長的光，即藍(lán)紫光包括波長為410-440nm的第一發(fā)光峰對應(yīng)的光照以及波長為445_490nm的第二發(fā)光峰對應(yīng)的光照，對于第三占空比(或第四占空比)，也可以使用兩種不同種類的二極管，當(dāng)對這兩種二極管施加相同占空比的電壓時，這兩種二極管會輸出不同波長的光，即紅光包括波長為610-640nm的第三發(fā)光峰對應(yīng)的光照以及波長為645_680nm的第四發(fā)光峰對應(yīng)的光照。下面以光源模塊103為二極管為例對光源模塊103進(jìn)行說明，優(yōu)選的，光源模塊103可以包括第一類二極管、第二類二極管、第三類二極管以及第四類二極管，其中，第一類二極管發(fā)出與第一占空比對應(yīng)的光，第二類二極管發(fā)出與第二占空比對應(yīng)的光，第三類二極管發(fā)出與第三占空比對應(yīng)的光，第四類二極管發(fā)出與第四占空比對應(yīng)的光。在不同的實(shí)際情況下，光源模塊103可以包括第一類二極管(或第二類二極管)和第三類二極管(或第四類二極管)。優(yōu)選的，光源模塊103在其照射面上形成均勻的光強(qiáng),這樣有利于娃藻對光源的光能利用率，進(jìn)而提高硅藻的生長速度，當(dāng)然，根據(jù)不同的實(shí)際情況，光源模塊103在其照射面上也可以不形成均勻的光強(qiáng)。光源模塊103如果需要在其照射面上形成均勻的光強(qiáng)，那么各個種類二極管的排列順序需按照預(yù)設(shè)規(guī)律進(jìn)行排列，下面以光源模塊103包括第一類二極管、第二類二極管、第三類二極管以及第四類二極管為例進(jìn)行說明。請參閱圖3，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種光源模塊103中四類二極管的排列順序，圖中各個圓圈表示各個二極管，其中，標(biāo)注“I”的圓圈表示第一類二極管，標(biāo)注“2”的圓圈表示第二類二極管，標(biāo)注“3”的圓圈表示第三類二極管，標(biāo)注“4”的圓圈表示第四類二極管。圖3中點(diǎn)劃線所示1031表示光源模塊103中的一陣列單元，光源模塊103是由多個陣列單元構(gòu)成，陣列單元1031中包括的第一類二極管、第二類二極管、第三類二極管以及第四類二極管的個數(shù)相同，且排列順序如圖3所示，但是圖中只是以一具體的例子示出光源模塊103中四種類型二極管的排列順序，但并不限制于此，根據(jù)不同的實(shí)際情況陣列單元中各個類型二極管數(shù)目可以不同，且排列順序也可以發(fā)生變化，例如第二類二極管也可以在第一類二極管所在位置，第三類二極管也可以在第四類二極管所在位置，第二類二極管可以在第三類二極管所在位置等等，只需要光源模塊103在其照射面上形成均勻光強(qiáng)，四類二極管到底是如何排列的并不影響本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)，所以在此不作具體限定。實(shí)施例三請參閱圖4，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于硅藻培養(yǎng)的智能化光照設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，該智能化光照設(shè)備包括存儲模塊100、參數(shù)采集單元401、判斷模塊101、觸發(fā)模塊402、獲取占空比模塊102、光源模塊103、光照控制模塊403，其中獲取占空比模塊102分別與存儲模塊100、參數(shù)采集單元401、光源模塊103、判斷模塊101、光照控制模塊403以及觸發(fā)模塊402相連，光照控制模塊403與光源模塊103相連。存儲模塊100，用于記錄硅藻生長參數(shù)；硅藻生長參數(shù)包括生長特性參數(shù)以及與生長特性參數(shù)對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比和紅光占空比。生長特性參數(shù)包括生物量區(qū)間。存儲模塊100可以為存儲器，存儲模塊100可以存儲有生長特性參數(shù)與生長特性參數(shù)對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比和紅光占空比的關(guān)系曲線。生長特性參數(shù)與藍(lán)紫光占空比和紅光占空比的對應(yīng)關(guān)系可以是通過該關(guān)系曲線得出的。當(dāng)然，也可以直接存儲各個參數(shù)。參數(shù)采集單元401，用于采集外部輸入的參數(shù)；外部輸入的參數(shù)包括硅藻的類別。硅藻的類別可以包括硅藻的種類和/或硅藻的品種。硅藻的種類包括直鏈藻、圓篩藻、小環(huán)藻、漂流藻、海鏈藻、骨條藻、冠蓋藻、輻桿藻、根管藻、角毛藻、盒形藻以及雙尾藻等等。同一類別的硅藻也有不同的品種(如直鏈藻包括具槽直鏈藻、顆粒直鏈藻以及變異直鏈藻)，同一類別不同品種的硅藻、的在同一生長狀態(tài)所需要的光照(光質(zhì)、光強(qiáng)及光暗周期)可能不同。判斷模塊101，用于判斷硅藻的當(dāng)前生長狀態(tài)；硅藻的生長狀態(tài)包括硅藻的生物量。光照控制模塊403，用于判斷當(dāng)前時間是否屬于預(yù)設(shè)光照時間段，如果是，則控制光源模塊103進(jìn)行光照。參數(shù)采集單元401以及判斷模塊101的功能可以為單片機(jī)或者為微控制單元(MCU)中的一部分功能，參數(shù)采集單元401以及判斷模塊101可以為單片機(jī)或者為微控制單元(MCU)中的一部分。觸發(fā)模塊402，用于在光照控制模塊404判斷出當(dāng)前時間屬于預(yù)設(shè)光照時間段的情況下，判斷當(dāng)前生物量是否屬于當(dāng)前生物量區(qū)間，如果否，則觸發(fā)獲取占空比模塊102。光照控制模塊403是優(yōu)選的模塊，也可以沒有該模塊，此時觸發(fā)模塊402用于判斷當(dāng)前生物量是否屬于當(dāng)前生物量區(qū)間，如果 否，則觸發(fā)獲取占空比模塊102根據(jù)硅藻的當(dāng)前生長狀態(tài)獲得所述硅藻所需的藍(lán)紫光對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及紅光對應(yīng)的紅光占空比。當(dāng)硅藻的生物量落入當(dāng)前的生物量區(qū)間時，說明只要光源模塊103維持當(dāng)前的光照即可，不需要改變，所以不用觸發(fā)獲取占空比模塊102。具體的，觸發(fā)模塊402可以為觸發(fā)器。獲取占空比模塊102，用于根據(jù)當(dāng)前生物量以及硅藻的類別獲得對應(yīng)的生長特性參數(shù)，并根據(jù)生長特性參數(shù)得出藍(lán)紫光對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及紅光對應(yīng)的紅光占空比；由于硅藻類別很多，不同類別的硅藻在同一生物量所需的藍(lán)紫光和紅光的光照強(qiáng)度閾值不同，所以需要通過參數(shù)采集單元401采集硅藻的類別。如果只需培養(yǎng)同一類別的硅藻，那么也可以沒有參數(shù)采集單元401，此時獲取占空比模塊102，用于判斷所述當(dāng)前生物量對應(yīng)的生物量區(qū)間，并根據(jù)生物量區(qū)間得出藍(lán)紫光對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及紅光對應(yīng)的紅光占空比的獲取占空比模塊。·一般的，微藻在不同的生長階段中，PWM信號的占空比是需要發(fā)生變化的，相應(yīng)的光的波長(光質(zhì))也會發(fā)生變化，即光照強(qiáng)度閾值發(fā)生變化，但是在同一種硅藻的一個光暗周期中，光質(zhì)和光強(qiáng)一般是不會發(fā)生變化的，即不同波長的光的比例和光照強(qiáng)度閾值不變。硅藻的生長特性參數(shù)還可以包括與生物量區(qū)間對應(yīng)的藍(lán)紫光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值、與所述藍(lán)紫光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值對應(yīng)的藍(lán)紫光驅(qū)動電流和紅光驅(qū)動電流、以及與所述藍(lán)紫光驅(qū)動電流對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及與所述紅光驅(qū)動電流對應(yīng)的紅光占空比。相應(yīng)的，存儲模塊100中可以存儲有生物量區(qū)間與藍(lán)紫光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值的關(guān)系曲線，藍(lán)紫光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值與藍(lán)紫光驅(qū)動電流和紅光驅(qū)動電流的關(guān)系曲線，藍(lán)紫光驅(qū)動電流和紅光驅(qū)動電流與藍(lán)紫光占空比和紅光占空比的關(guān)系曲線，各個參數(shù)間的對應(yīng)關(guān)系可以是通過相應(yīng)的曲線得到的，當(dāng)然存儲模塊100中也可以直接存儲各個參數(shù)的對應(yīng)關(guān)系。光源模塊103，用于根據(jù)藍(lán)紫光占空比以及紅光占空比生成相應(yīng)波長的藍(lán)紫光和相應(yīng)波長的紅光。上述實(shí)施例中，隨著硅藻生物量的增加,光源模塊103的工作電流隨之加大，此時光源模塊103發(fā)出的光的光子總密度增加，并且在光子總密度增加的過程中，光譜中第三發(fā)光峰光照強(qiáng)度閾值增幅度較少，第一發(fā)光峰以及第二發(fā)光峰的光照強(qiáng)度閾值增加幅度較大，并且在總光照強(qiáng)度閾值中比例加大。光源模塊103發(fā)出的光的光照強(qiáng)度閾值越大，需要的驅(qū)動電流就越大，同時基于占空比和驅(qū)動電流的正比關(guān)系，使獲取占空比I旲塊102輸出相應(yīng)的占空比，所需驅(qū)動電流越大對應(yīng)的占空比越高，其中，占空比在0%-100%之間變化，即光源模塊103可根據(jù)需要在第一發(fā)光峰至第四發(fā)光峰的光照強(qiáng)度閾值在零和到最大可輸出光強(qiáng)間變化。上述本發(fā)明公開的實(shí)施例中詳細(xì)描述了裝置，對于本發(fā)明的裝置可采用多種形式的方法實(shí)現(xiàn)，因此本發(fā)明還公開了幾種方法，下面給出具體的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例四請參閱圖5，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于硅藻培養(yǎng)的光譜調(diào)制方法的流程圖，該方法可以包括步驟S501 :判斷硅藻的當(dāng)前生長狀態(tài)；步驟S502 :根據(jù)硅藻的當(dāng)前生長狀態(tài)獲得與其對應(yīng)的生長特性參數(shù)，并根據(jù)生長特性參數(shù)得到硅藻當(dāng)前所需的藍(lán)紫光對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及紅光對應(yīng)的紅光占空比；由于硅藻的生物量不同，需要的藍(lán)紫光和紅光的光照強(qiáng)度閾值不同，所以生長特性參數(shù)可以包括生物量區(qū)間以及與生物量區(qū)間對應(yīng)的藍(lán)紫光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值、與所述藍(lán)紫光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值對應(yīng)的藍(lán)紫光驅(qū)動電流和紅光驅(qū)動電流、以及與所述藍(lán)紫光驅(qū)動電流對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及與所述紅光驅(qū)動電流對應(yīng)的紅光占空比，其中，不同的占空比對應(yīng)的相應(yīng)的波長和不同強(qiáng)度的光。此時，根據(jù)所述生長特性參數(shù)得到所述硅藻當(dāng)前所需的藍(lán)紫光對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及紅光對應(yīng)的紅光占空比具體包括根據(jù)硅藻的當(dāng)前生物量得到當(dāng)前生物量對應(yīng)的生物量區(qū)間，根據(jù)生物量區(qū)間獲得對應(yīng)的藍(lán)紫光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值，根據(jù)獲得的藍(lán)
紫光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值得到相應(yīng)的藍(lán)紫光驅(qū)動電流以及紅光驅(qū)動電流，根據(jù)藍(lán)紫光驅(qū)動電流到相應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及根據(jù)紅光驅(qū)動電流得到相應(yīng)的紅光占空比。藍(lán)紫光占空比可以包括波長為410_440nm的第一發(fā)光峰的第一占空比以及波長為445-490nm的第二發(fā)光峰的第二占空比，紅光占空比可以包括波長為610_640nm的第三發(fā)光峰的第三占空比以及波長為645-680nm的第四發(fā)光峰的第四占空比。在不同的實(shí)際情況下，藍(lán)紫光占空比可以只包括第一占空比(或第二占空比)，紅光占空比只包括第三占空比(或第四占空比)。步驟S503 :根據(jù)藍(lán)紫光占空比生成相應(yīng)的藍(lán)紫光PWM信號，并根據(jù)藍(lán)紫光PWM信號生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的藍(lán)紫光以及根據(jù)紅光占空比生成相應(yīng)的紅光PWM信號，并根據(jù)紅光PWM信號生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的紅光。優(yōu)選的，藍(lán)紫光占空比包括波長為410_440nm的第一發(fā)光峰的第一占空比以及波長為445-490nm的第二發(fā)光峰的第二占空比，紅光占空比包括波長為610_640nm的第三發(fā)光峰的第三占空比以及波長為645-680nm的第四發(fā)光峰的第四占空比。本發(fā)明實(shí)施例，通過判斷硅藻的當(dāng)前生長狀態(tài)，得到硅藻此時所需的藍(lán)紫光對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及紅光對應(yīng)的紅光占空比的占空比，根據(jù)藍(lán)紫光占空比以及紅光占空比生成相應(yīng)波長的藍(lán)紫光和相應(yīng)波長的紅光，由于占空比發(fā)生變化，藍(lán)紫光和紅光的光子密度會發(fā)生變化，所以藍(lán)紫光和紅光的光照強(qiáng)度以及光質(zhì)發(fā)生變化，綜上，本發(fā)明實(shí)施例可以在硅藻的不同生長狀態(tài)發(fā)出與硅藻的當(dāng)前生長狀態(tài)相應(yīng)的波長、光照強(qiáng)度及光質(zhì)的光，從而提高硅藻對光源的利用率，進(jìn)而提高硅藻的生長速度。實(shí)施例五請參閱圖6，為本發(fā)明實(shí)施例提供的第二種用于硅藻培養(yǎng)的光譜調(diào)制方法的流程圖，該方法可以包括步驟S601 :采集外部輸入的參數(shù)；外部輸入的參數(shù)包括硅藻的類別。硅藻的種類包括直鏈藻、圓篩藻、小環(huán)藻、漂流藻、海鏈藻、骨條藻、冠蓋藻、輻桿藻、根管藻、角毛藻、盒形藻以及雙尾藻等等。同一類別的硅藻也有不同的品種(如直鏈藻包括具槽直鏈藻、顆粒直鏈藻以及變異直鏈藻)，同一類別不同品種的硅藻的在同一生長狀態(tài)所需要的光照(光質(zhì)、光強(qiáng)及光暗周期)可能不同。
步驟S602 :判斷硅藻的當(dāng)前生長狀態(tài)；步驟S601與步驟S602沒有先后順序,只是為了畫圖方便,所以才規(guī)定了先后順序。步驟S603 :根據(jù)當(dāng)前生物量以及硅藻類別獲得對應(yīng)的生長特性參數(shù)；由于硅藻類別很多，不同類別的硅藻的在同一生物量所需的藍(lán)紫光和紅光的光照強(qiáng)度閾值不同，所以需要判斷硅藻的類別。如果只培養(yǎng)一種硅藻，此時可以沒有步驟S601，若沒有步驟S601，那么步驟S603為判斷所述當(dāng)前生物量對應(yīng)的生長特性參數(shù)。 步驟S604 :判斷當(dāng)前時間是否屬于預(yù)設(shè)光照時間段，如果是，則進(jìn)入步驟S605，如果否，則不作處理。步驟S604中的“如果否，則不作處理”只是為了畫圖方便，并不一定是“不作處理”，還可以為其他，例如“如果否，則繼續(xù)判斷下一時間是否屬于預(yù)設(shè)光照時間段”。本步驟為優(yōu)選步驟，本發(fā)明實(shí)施例中可以沒有該步驟，可以直接執(zhí)行步驟S606。步驟S605 :判斷當(dāng)前生物量是否屬于當(dāng)前生物量區(qū)間，如果否，則進(jìn)入步驟S606，如果是，則不作處理。步驟S605中的“如果否，則不作處理”只是為了畫圖方便，并不一定是“不作處理”，還可以為其他，例如“如果否，則繼續(xù)判斷下一時刻的生物量是否屬于當(dāng)前生物量區(qū)間”。本步驟為優(yōu)選步驟，本發(fā)明實(shí)施例中可以沒有該步驟，此時，步驟S604中修改為“如果是，則進(jìn)入步驟S606”。步驟S604與步驟S605沒有先后順序，只是為了畫圖方便才規(guī)定了順序。步驟S606 :根據(jù)硅藻的當(dāng)前生長狀態(tài)獲得對應(yīng)的生長特性參數(shù)，根據(jù)生長特性參數(shù)得到硅藻所需的藍(lán)紫光對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及紅光對應(yīng)的紅光占空比；步驟S607 :根據(jù)藍(lán)紫光占空比生成相應(yīng)的藍(lán)紫光PWM信號，并根據(jù)藍(lán)紫光PWM信號生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的藍(lán)紫光以及根據(jù)紅光占空比生成相應(yīng)的紅光P麗信號，并根據(jù)紅光PWM信號生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的紅光。優(yōu)選地，具體為根據(jù)生物量區(qū)間得出波長為410_440nm的第一發(fā)光峰的第一占空t匕、波長為445-580nm的第二發(fā)光峰的第二占空比、波長為610_640nm的第三發(fā)光峰的第三占空比以及波長為645-680nm的第四發(fā)光峰的第四占空比。優(yōu)選的，所述藍(lán)紫光和所述紅光在其照射面上的形成均勻的光強(qiáng)。本說明書中各個實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實(shí)施例公開的方法而言，由于其與實(shí)施例公開的裝置相對應(yīng)，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見裝置部分說明即可。還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實(shí)體或者操作與另一個實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
結(jié)合本文中所公開的實(shí)施例描述的方法或算法的步驟可以直接用硬件、處理器執(zhí)行的軟件模塊，或者二者的結(jié)合來實(shí)施。軟件模塊可以置于隨機(jī)存儲器(RAM)、內(nèi)存、只讀存儲器(ROM)、電可編程ROM、電可擦除可編程ROM、寄存器、硬盤、可移動磁盤、CD-ROM、或 技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)所公知的任意其它形式的存儲介質(zhì)中。對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于娃藻培養(yǎng)的智能化光照設(shè)備，其特征在于，包括記錄有硅藻生長參數(shù)的存儲模塊，所述硅藻生長參數(shù)包括生長特性參數(shù)以及與所述生長特性參數(shù)對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比和紅光占空比；判斷所述硅藻的當(dāng)前生長狀態(tài)的判斷模塊；分別與所述判斷模塊以及所述存儲模塊相連，根據(jù)所述硅藻的當(dāng)前生長狀態(tài)獲得與其對應(yīng)的生長特性參數(shù)，并根據(jù)所述生長特性參數(shù)得到所述硅藻當(dāng)前所需的藍(lán)紫光對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及紅光對應(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)紫光占空比生成相應(yīng)的藍(lán)紫光PWM信號，并根據(jù)所述藍(lán)紫光PWM信號生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的藍(lán)紫光以及根據(jù)所述紅光占空比生成相應(yīng)的紅光PWM信號，并根據(jù)所述紅光PWM信號生成相應(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，所述生長特性參數(shù)包括硅藻的生長階段，所述硅藻的生長狀態(tài)包括硅藻的生物量，所述獲取占空比模塊包括根據(jù)所述硅藻的當(dāng)前生物量獲得所述硅藻的當(dāng)前生長階段的階段獲取單元；與所述階段獲取單元相連，根據(jù)所述硅藻的當(dāng)前生長階段得出所述硅藻當(dāng)前所需的藍(lán)紫光對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及紅光對應(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，所述生長特性參數(shù)包括硅藻的生物量區(qū)間，所述硅藻的生長狀態(tài)包括硅藻的生物量，所述獲取占空比模塊包括根據(jù)所述硅藻的當(dāng)前生物量獲得對應(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)所述硅藻的生物量區(qū)間得出所述硅藻當(dāng)前所需的藍(lán)紫光對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及紅光對應(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，所述生長特性參數(shù)包括硅藻的生長階段以及與所述硅藻的生長階段對應(yīng)的硅藻的生物量區(qū)間，所述每一生長階段至少與一個生物量區(qū)間相對應(yīng)，所述硅藻的生長狀態(tài)包括硅藻的生物量，所述獲取占空比模塊包括根據(jù)所述硅藻的當(dāng)前生物量獲得所述硅藻的當(dāng)前生長階段，并根據(jù)所述當(dāng)前生物量以及所述當(dāng)前生長階段得到當(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)所述硅藻的生物量區(qū)間得出所述硅藻當(dāng)前所需的藍(lán)紫光對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及紅光對應(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，所述生長特性參數(shù)包括與所述生物量區(qū)間對應(yīng)的藍(lán)紫光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值、與所述藍(lán)紫光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值對應(yīng)的藍(lán)紫光驅(qū)動電流和紅光驅(qū)動電流、以及與所述藍(lán)紫光驅(qū)動電流對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及與所述紅光驅(qū)動電流對應(yīng)的紅光占空比，所述獲取占空比模塊包括根據(jù)所述硅藻的當(dāng)前生物量得到當(dāng)前生物量對應(yīng)的生物量區(qū)間，根據(jù)所述生物量區(qū)間獲得對應(yīng)的藍(lán)紫光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值，根據(jù)獲得的藍(lán)紫光的光照強(qiáng)度閾值以及紅光的光照強(qiáng)度閾值得到相應(yīng)的藍(lán)紫光驅(qū)動電流以及紅光驅(qū)動電流的獲取驅(qū)動電流單元；與所述獲取驅(qū)動電流單元相連，根據(jù)所述藍(lán)紫光驅(qū)動電流到相應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及根據(jù)所述紅光驅(qū)動電流得到相應(yīng)的紅光占空比的生成單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求2-4任一項(xiàng)所述智能化光照設(shè)備，其特征在于，所述生成單元具體為根據(jù)生物量區(qū)間得出波長為410_440nm的第一發(fā)光峰的第一占空比、波長為445_490nm 的第二發(fā)光峰的第二占空比、波長為610-640nm的第三發(fā)光峰的第三占空比以及波長為 645-680nm的第四發(fā)光峰的第四占空比的生成單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6任一項(xiàng)所述智能化光照設(shè)備，其特征在于，所述藍(lán)紫光包括波長為410-440nm的第一發(fā)光峰對應(yīng)的光照以及波長為445_490nm的第二發(fā)光峰對應(yīng)的光照， 所述紅光包括波長為610-640nm的第三發(fā)光峰對應(yīng)的光照以及波長為645_680nm的第四發(fā)光峰對應(yīng)的光照。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述智能化光照設(shè)備，其特征在于，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)律排列的第一類二極管、第二類二極管、第三類二極管以及第四類二極管，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，所述第一類二極管發(fā)出與所述第一發(fā)光峰對應(yīng)的光照，所述第二類二極管發(fā)出與所述第二發(fā)光峰對應(yīng)的光照，所述第三類二極管發(fā)出與所述第三發(fā)光峰對應(yīng)的光照，所述第四類二極管發(fā)出與所述第四發(fā)光峰對應(yīng)的光照。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述智能化光照設(shè)備，其特征在于，所述硅藻生長參數(shù)還包括硅藻的類別，所述硅藻的類別包括硅藻的種類和/或硅藻的品種，所述生長特性參數(shù)與所述硅藻的類別相對應(yīng)，所述生長特性參數(shù)包括硅藻的生長階段和/或硅藻的生物量區(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)包括娃藻的類別；相應(yīng)的，所述獲取占空比模塊具體為根據(jù)所述硅藻的當(dāng)前生長狀態(tài)以及所述硅藻類別獲得對應(yīng)的生長特性參數(shù)，并根據(jù)生長特性參數(shù)得出藍(lán)紫光對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及紅光對應(yīng)的紅光占空比的獲取占空比模塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述智能化光照設(shè)備，其特征在于，所述生長特性參數(shù)包括生物量區(qū)間和生長階段，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)前時間屬于預(yù)設(shè)光照時間段時，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)前時間屬于預(yù)設(shè)光照時間段的情況下，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)所述硅藻的當(dāng)前生長狀態(tài)獲得對應(yīng)的生長特性參數(shù)，根據(jù)所述生長特性參數(shù)得到所述硅藻所需的藍(lán)紫光對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及紅光對應(yīng)的紅光占空比的觸發(fā)模塊。
11.一種用于娃藻培養(yǎng)的光譜調(diào)制方法,其特征在于,包括判斷硅藻的當(dāng)前生長狀態(tài)；根據(jù)所述硅藻的當(dāng)前生長狀態(tài)獲得與其對應(yīng)的生長特性參數(shù)，并根據(jù)所述生長特性參數(shù)得到所述硅藻當(dāng)前所需的藍(lán)紫光對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及紅光對應(yīng)的紅光占空比，所述硅藻的生長狀態(tài)與所述生長特性參數(shù)相對應(yīng)，所述生長特性參數(shù)與所述藍(lán)紫光對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及紅光對應(yīng)的紅光占空比相對應(yīng)；根據(jù)所述藍(lán)紫光占空比生成相應(yīng)的藍(lán)紫光PWM信號，并根據(jù)所述藍(lán)紫光PWM信號生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的藍(lán)紫光以及根據(jù)所述紅光占空比生成相應(yīng)的紅光PWM信號，并根據(jù)所述紅光PWM信號生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的紅光。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述方法，其特征在于，所述藍(lán)紫光占空比包括波長為410-440nm 的第一發(fā)光峰的第一占空比以及波長為445-490nm的第二發(fā)光峰的第二占空比，所述紅光占空比包括波長為610-640nm的第三發(fā)光峰的第三占空比以及波長為645_680nm的第四發(fā)光峰的第四占空比。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開了一種用于硅藻培養(yǎng)智能化光照設(shè)備及光譜調(diào)制方法，該智能化光照設(shè)備包括記錄有硅藻生長參數(shù)的存儲模塊；判斷所述硅藻的當(dāng)前生長狀態(tài)的判斷模塊；根據(jù)所述硅藻的當(dāng)前生長狀態(tài)獲得與其對應(yīng)的生長特性參數(shù)，并根據(jù)所述生長特性參數(shù)得到所述硅藻當(dāng)前所需的藍(lán)紫光對應(yīng)的藍(lán)紫光占空比以及紅光對應(yīng)的紅光占空比的獲取占空比模塊；根據(jù)所述藍(lán)紫光占空比生成相應(yīng)的藍(lán)紫光PWM信號，并根據(jù)所述藍(lán)紫光PWM信號生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的藍(lán)紫光以及根據(jù)所述紅光占空比生成相應(yīng)的紅光PWM信號，并根據(jù)所述紅光PWM信號生成相應(yīng)光照強(qiáng)度的紅光的光源模塊。采用本發(fā)明實(shí)施例提供的設(shè)備和方法可以提高硅藻對光源的光能利用效率，進(jìn)而提高硅藻的生長速度。
文檔編號C12M1/00GK102994365SQ20121032614
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月6日
發(fā)明者李許可, 方治國, 周泓, 泮進(jìn)明 申請人:杭州朗拓生物科技有限公司