圖2 LED陣列示意圖

　　2.3 MINIPAM調制熒光檢測儀

　　MINIPAM型脈沖調制葉綠素熒光儀由WALZ公司制造，本系統利用其對植物光適應下的穩態熒光產量Fs、光適應下最大熒光產量Fm等相關熒光參數值進行測量。通過RS-232接口與上位機進行雙向通信，實現上位機閉環控制MINIPAM和LED發光陣列。

　　3.番茄生長動態補光控制系統的軟件設計

　　動態補光是基于上位機的信息收集與存儲，數據分析，下發命令來實現的，動態循環過程由環境因子監控系統，便攜式調制熒光儀和可編程恒流源協同完成，具體流程見圖3.

　　圖3 系統工作流程圖

　　利用基于STM32F103VCT6單片機的環境因子監控模塊實時監測番茄生長環境，把傳感器得到的環境因子傳送給上位機，當溫室內光照不足時，上位機啟動MINIPAM并得到熒光參數(ΦPSⅡ值)返回值，計算需要補光的光強和合適的紅、藍LED組合比例，分別下達LED組合光源工作電流值命令給與COM1通信的JBP-7510型可編程恒流源，下達紅、藍L E D比例命令給STM32F103VCT6單片機。紅、藍LED組合光源通過驅動電流調節自己的亮度，STM32F103VCT6單片機控制每個LED的電流來達到控制比例。單片機繼續監測光照條件，循環對比動態補光，直到熒光參數維持在預定值。MINI-PAM定時將采集到的番茄熒光參數通過上位機的COM2口傳送并存儲在上位機上，上位機判定熒光參數是否高于或低于預定值，進而決策控制單片機及執行機構和可編程控制電流源，實時調整溫室環境，保證最佳LED組合光源紅、藍光組合比例和亮度，使溫室環境因子控制模型成為最佳的番茄生長模型。

　　4.結論

　　目前已初步構建動態補光系統，并利用該系統完成了24小時熒光參數的監控。根據實際需要，以LED光源為基礎，根據單色LED及組合LED光源對植物的作用過程，設計適宜植物不同生長階段的LED組合配比參數，并通過最佳LED光源的設計，利用LED輸出光強與熒光參數之間的關系，實時將最佳匹配的光源信息及光照周期輸入到計算機系統，計算機根據所有采集上來的熒光參數和環境因子信息指導動態輸出，實現動態補光系統，本系統主要針對北方溫室低溫弱光的特點，以番茄為研究對象，在低溫弱光下的補光方式，并確立在最佳光源下、不同生長時期、不同環境參數(水分、溫度)影響下的番茄生長控制模型。