一种用于蓝藻培养的智能化光照设备及光谱调制方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种用于蓝藻培养智能化光照设备及光谱调制方法，该智能化光照设备包括：记录有蓝藻生长参数的存储模块；判断所述蓝藻的当前生长状态的判断模块；根据所述蓝藻的当前生长状态获得与其对应的生长特性参数，并根据所述生长特性参数得到所述蓝藻当前所需的蓝绿光对应的蓝绿光占空比以及红光对应的红光占空比的获取占空比模块；根据所述蓝绿光占空比生成相应的蓝绿光PWM信号，并根据所述蓝绿光PWM信号生成相应光照强度的蓝绿光以及根据所述红光占空比生成相应的红光PWM信号，并根据所述红光PWM信号生成相应光照强度的红光的光源模块。采用本发明专利技术实施例提供的设备和方法可以提高蓝藻对光源的光能利用效率，进而提高蓝藻的生长速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉。
技术介绍
随着近几年的蓝藻养殖产业的兴起，蓝藻的市场需求越来越大。现有的蓝藻养殖技术均是采用开放式跑道池，若需要对开放式跑道的培养技术进行改进或优化开放式跑道的培养条件，则必须通过采用光合生物反应器进行研究得到最优的培养参数。光是单细胞培养中影响其生长的最重要的因子之一。光照是影响蓝藻生长和生化成分的重要因素。光合生物反应器对蓝藻提供的培养参数之一是光照，而现有的光合生物反应器普遍采用太阳光、白炽灯或日光灯等作为光源，人工光源提供了一系列波长不等的光谱，从短波的蓝光到绿色和黄色，再到长波的红光，而蓝藻在不同的生长时间段只需要获得特定波长范围且特定光照强度的光即可，现有光源或人工光源的相当一部分光能不被吸收而被浪费，所以蓝藻对上述光源的能量利用率较低，光合作用效率低，从而影响蓝藻的生长速度。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了，以克服现有技术中由于蓝藻对人工光源的光能利用效率较低，从而影响蓝藻的生长速度的问题。 为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案一种用于蓝藻培养的智能化光照设备，包括记录有蓝藻生长参数的存储模块，所述蓝藻生长参数包括生长特性参数以及与所述生长特性参数对应的蓝绿光占空比和红光占空比；判断所述蓝藻的当前生长状态的判断模块；分别与所述判断模块以及所述存储模块相连，根据所述蓝藻的当前生长状态获得与其对应的生长特性参数，并根据所述生长特性参数得到所述蓝藻当前所需的蓝绿光对应的蓝绿光占空比以及红光对应的红光占空比的获取占空比模块；与所述获取占空比模块相连，根据所述蓝绿光占空比生成相应的蓝绿光PWM信号，并根据所述蓝绿光PWM信号生成相应光照强度的蓝绿光以及根据所述红光占空比生成相应的红光PWM信号，并根据所述红光PWM信号生成相应光照强度的红光的光源模块。其中，所述生长特性参数包括蓝藻的生长阶段，所述蓝藻的生长状态包括蓝藻的生物量，所述获取占空比模块包括根据所述蓝藻的当前生物量获得所述蓝藻的当前生长阶段的阶段获取单元；与所述阶段获取单元相连，根据所述蓝藻的当前生长阶段得出所述蓝藻当前所需的蓝绿光对应的蓝绿光占空比以及红光对应的红光占空比的生成单元。其中，所述生长特性参数包括蓝藻的生物量区间，所述蓝藻的生长状态包括蓝藻的生物量，所述获取占空比模块包括根据所述蓝藻的当前生物量获得对应的生物量区间的第一区间获取单元；与所述第一区间获取单元相连，根据所述蓝藻的生物量区间得出所述蓝藻当前所需的蓝绿光对应的蓝绿光占空比以及红光对应的红光占空比的生成单元。其中，所述生长特性参数包括蓝藻的生长阶段以及与所述蓝藻的生长阶段对应的蓝藻的生物量区间，所述每一生长阶段至少与一个生物量区间相对应，所述蓝藻的生长状态包括蓝藻的生物量，所述获取占空比模块包括根据所述蓝藻的当前生物量获得所述蓝藻的当前生长阶段，并根据所述当前生物量以及所述当前生长阶段得到当前生物量区间的第二区间获取单元；与所述第二区间获取单元相连，根据所述蓝藻的生物量区间得出所述蓝藻当前所需的蓝绿光对应的蓝绿光占空比以及红光对应的红光占空比的生成单元。其中，所述生长特性参数包括与所述生物量区间对应的蓝绿光的光照强度阈值以及红光的光照强度阈值、与所述蓝绿光的光照强度阈值以及红光的光照强度阈值对应的蓝绿光驱动电流和红光驱动电流、以及与所述蓝绿光驱动电流对应的蓝绿光占空比以及与所述红光驱动电流对应的红光占空比，所述获取占空比模块包括根据所述蓝藻的当前生物量得到当前生物量对应的生物量区间，根据所述生物量区间获得对应的蓝绿光的光照强度阈值以及红光的光照强度阈值，根据获得的蓝绿光的光照强度阈值以及红光的光照强度阈值得到相应的蓝绿光驱动电流以及红光驱动电流的获取驱动电流单元；与所述获取驱动电流单元相连，根据所述蓝绿光驱动电流到相应的蓝绿光占空比以及根据所述红光驱动电流得到相`应的红光占空比的生成单元。其中，所述生成单元具体为根据生物量区间得出波长为420_495nm的第一发光峰的第一占空比、波长为500-590nm的第二发光峰的第二占空比、波长为610-640nm的第三发光峰的第三占空比以及波长为645-680nm的第四发光峰的第四占空比的生成单元。其中，所述蓝绿光包括波长为420_495nm的第一发光峰对应的光照以及波长为500-590nm的第二发光峰对应的光照，所述红光包括波长为610_640nm的第三发光峰对应的光照以及波长为645-680nm的第四发光峰对应的光照。其中，所述光源模块为半导体光源模块，所述半导体光源模块包括按照预设规律排列的第一类二极管、第二类二极管、第三类二极管以及第四类二极管，以使所述半导体光源模块在其照射面上形成均匀的光强和光质，其中，所述第一类二极管发出与所述第一发光峰对应的光照，所述第二类二极管发出与所述第二发光峰对应的光照，所述第三类二极管发出与所述第三发光峰对应的光照，所述第四类二极管发出与所述第四发光峰对应的光照。其中，所述蓝藻生长参数还包括蓝藻的类别，所述蓝藻的类别包括蓝藻的种类和/或蓝藻的品种，所述生长特性参数与所述蓝藻的类别相对应，所述生长特性参数包括蓝藻的生长阶段和/或蓝藻的生物量区间，所述智能化光照设备还包括与所述获取占空比模块相连，采集外部输入的参数的参数采集单元，所述外部输入的参数包括蓝藻的类别；相应的，所述获取占空比模块具体为根据所述蓝藻的当前生长状态以及所述蓝藻类别获得对应的生长特性参数，并根据生长特性参数得出蓝绿光对应的蓝绿光占空比以及红光对应的红光占空比的获取占空比模块。其中，所述生长特性参数包括生物量区间和生长阶段，所述智能化光照设备还包括与所述光源模块相连，在判断出当前时间属于预设光照时间段时，控制所述光源模块进行光照的光照控制模块；与所述光照控制模块相连，在所述光照控制模块判断出当前时间属于预设光照时间段的情况下，判断所述当前生物量是否不属于当前生物量区间，如果是，则触发所述获取占空比模块根据所述蓝藻的当前生长状态获得对应的生长特性参数，根据所述生长特性参数得到所述蓝藻所需的蓝绿光对应的蓝绿光占空比以及红光对应的红光占空比的触发模块。—种用于蓝藻培养的光谱调制方法，包括判断蓝藻的当前生长状态；根据所述蓝藻的当前生长状态获得与其对应的生长特性参数,并根据所述生长特性参数得到所述蓝藻当前所需的蓝绿光对应的蓝绿光占空比以及红光对应的红光占空比，所述蓝藻的生长状态与所述生长特性参数相对应，所述生长特性参数与所述蓝绿光对应的蓝绿光占空比以及红光对应的红光占空比相对应； 根据所述蓝绿光占空比生成相应的蓝绿光PWM信号，并根据所述蓝绿光PWM信号生成相应光照强度的蓝绿光以及根据所述红光占空比生成相应的红光PWM信号，并根据所述红光PWM信号生成相应光照强度的红光。其中，所述蓝绿光占空比包括波长为420_495nm的第一发光峰的第一占空比以及波长为500-590nm的第二发光峰的第二占空比，所述红光占空比包括波长为610_640nm的第三发光峰的第三占空比以及波长为645-680nm的第四发光峰的第四占空比。经由上述的技术方案可知，采用本专利技术实施例提供的一种用于蓝藻培养的智能化光照设备，通过判断模块判断蓝藻的当前生长状态，通过获取占空比模块得到蓝藻此时所需的蓝绿光对应的蓝绿光占空比以及红光对应的红本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于蓝藻培养的智能化光照设备，其特征在于，包括：记录有蓝藻生长参数的存储模块，所述蓝藻生长参数包括：生长特性参数以及与所述生长特性参数对应的蓝绿光占空比和红光占空比；判断所述蓝藻的当前生长状态的判断模块；分别与所述判断模块以及所述存储模块相连，根据所述蓝藻的当前生长状态获得与其对应的生长特性参数，并根据所述生长特性参数得到所述蓝藻当前所需的蓝绿光对应的蓝绿光占空比以及红光对应的红光占空比的获取占空比模块；与所述获取占空比模块相连，根据所述蓝绿光占空比生成相应的蓝绿光PWM信号，并根据所述蓝绿光PWM信号生成相应光照强度的蓝绿光以及根据所述红光占空比生成相应的红光PWM信号，并根据所述红光PWM信号生成相应光照强度的红光的光源模块。

【技术特征摘要】
1.一种用于蓝藻培养的智能化光照设备，其特征在于，包括 记录有蓝藻生长参数的存储模块，所述蓝藻生长参数包括生长特性参数以及与所述生长特性参数对应的蓝绿光占空比和红光占空比； 判断所述蓝藻的当前生长状态的判断模块； 分别与所述判断模块以及所述存储模块相连，根据所述蓝藻的当前生长状态获得与其对应的生长特性参数，并根据所述生长特性参数得到所述蓝藻当前所需的蓝绿光对应的蓝绿光占空比以及红光对应的红光占空比的获取占空比模块； 与所述获取占空比模块相连，根据所述蓝绿光占空比生成相应的蓝绿光PWM信号，并根据所述蓝绿光PWM信号生成相应光照强度的蓝绿光以及根据所述红光占空比生成相应的红光PWM信号，并根据所述红光PWM信号生成相应光照强度的红光的光源模块。2.根据权利要求1所述智能化光照设备，其特征在于，所述生长特性参数包括蓝藻的生长阶段，所述蓝藻的生长状态包括蓝藻的生物量，所述获取占空比模块包括 根据所述蓝藻的当前生物量获得所述蓝藻的当前生长阶段的阶段获取单元； 与所述阶段获取单元相连，根据所述蓝藻的当前生长阶段得出所述蓝藻当前所需的蓝绿光对应的蓝绿光占空比以及红光对应的红光占空比的生成单元。3.根据权利要求1所述智能化光照设备，其特征在于，所述生长特性参数包括蓝藻的生物量区间，所述蓝藻的生长状态包括蓝藻的生物量，所述获取占空比模块包括 根据所述蓝藻的当前生物量获得对应的生物量区间的第一区间获取单元； 与所述第一区间获取单元相连，根据所述蓝藻的生物量区间得出所述蓝藻当前所需的蓝绿光对应的蓝绿光占空比以及红光对应的红光占空比的生成单元。4.根据权利要求1所述智能化光照设备，其特征在于，所述生长特性参数包括蓝藻的生长阶段以及与所述蓝藻的生长阶段对应的蓝藻的生物量区间，所述每一生长阶段至少与一个生物量区间相对应，所述蓝藻的生长状态包括蓝藻的生物量，所述获取占空比模块包括 根据所述蓝藻的当前生物量获得所述蓝藻的当前生长阶段，并根据所述当前生物量以及所述当前生长阶段得到当前生物量区间的第二区间获取单元； 与所述第二区间获取单元相连，根据所述蓝藻的生物量区间得出所述蓝藻当前所需的蓝绿光对应的蓝绿光占空比以及红光对应的红光占空比的生成单元。5.根据权利要求3-4任一项所述智能化光照设备，其特征在于，所述生长特性参数包括与所述生物量区间对应的蓝绿光的光照强度阈值以及红光的光照强度阈值、与所述蓝绿光的光照强度阈值以及红光的光照强度阈值对应的蓝绿光驱动电流和红光驱动电流、以及与所述蓝绿光驱动电流对应的蓝绿光占空比以及与所述红光驱动电流对应的红光占空t匕，所述获取占空比模块包括 根据所述蓝藻的当前生物量得到当前生物量对应的生物量区间，根据所述生物量区间获得对应的蓝绿光的光照强度阈值以及红光的光照强度阈值，根据获得的蓝绿光的光照强度阈值以及红光的光照强度阈值得到相应的蓝绿光驱动电流以及红光驱动电流的获取驱动电流单元； 与所述获取驱动电流单元相连，根据所述蓝绿光驱动电流到相应的蓝绿光占空比以及根据所述红光驱动电流得到相应的红光占空比的生成单元。6.根据权利要求2-4任一项所述智能化光照设备，其特征在于，所述生成单元具体为根据生物量区间得出波长为420-495nm的第一发光峰的第一占空比、波长为500_590nm的第二发...

【专利技术属性】
技术研发人员：李许可，周泓，方治国，泮进明，
申请(专利权)人：杭州朗拓生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：