在农作物成长过程中，光照条件对农作物的成长速度、产值以及质量都具有重要的影响[1，2]。现阶段我国大部分设备农业仍依托白炽灯、卤钨灯、高压水银荧光灯、高压钠灯等作为光源对植物进行补光[3 – 4]，这些传统的补光办法存在着光谱匹配不抱负[5 – 6]、光能运用率低、未考虑其他环境要素的影响等缺陷，其能耗过高导致难以在实践生产中构成较高投入产出比。跟着半导体技能的开展，选用LED冷光源作为补光灯光源的计划也已被提出[7]，可在必定程度处理上述补光光源的问题。但由于大部分研发计划和产品仍选用定光强、定光质的补光方法，未考虑不同植物不同阶段需光量的差异，形成补光缺乏和补光过度并存的现象，仍未能真实意义上处理低能耗精准化补光的问题[8]。
针对以上问题，本文研发了一种智能、准确、节能的补光体系，该体系充分考虑不同植物在不同阶段不同环境对补光需光量的影响。依据分波段光强检测技能、智能操控技能等现代电子信息技能，选用STC12C5A60S2 单片机作为中心处理器[9]，PT4115 为LED 驱动模块[10]，依据温度和光强检测成果，完结对各类植物在适宜环境下按需分波长定量补光。在满意其成长所需光照前提下，最大程度的进步输出光能的运用率，具有差错低、呼应速度快、成本低、保护简略等特色。
1 体系全体规划
本体系选用模块化规划，分为电源模块、检测模块、操控模块、补光模块、用户交互模块，整体结构如图1 所示。其间，电源模块选用太阳能供电，别离供给5V，1 2V 两种供电电压，为整个体系供电; 智能操控模运用STC 系列单片机为中心，依据体系收集到的数据、设置阈值，完结对应PWM 操控信号的占空比核算和两路PWM 操控信号输出; 检测模块分波段检测红、蓝光强和实时温度，并将检测信号进行滤波、扩大后传入单片机，完结相关环境信息的检测; 补光模块选用两路带有PWM 电流操控功用的恒流驱动电路，别离操控红、蓝光LED补光阵列灯的亮度，然后完结定量准确补光; 用户交互模块选用液晶屏完结检测成果显现，键盘完结按需阈值修正等功用，完结阈值修正与设置，有用进步体系运用的方便性、扩展性。
2 硬件规划
2. 1 电源模块
本体系电源模块由太阳能电池板、蓄电池和操控电路组成，整个体系运用太阳能电池供电，原理图如图2 所示。其间，操控电路的输入端与太阳能电池衔接，输入电压经过LM317 及其外围规范电路对12V蓄电池充电，蓄电池为整个体系供电。蓄电池输出端运用MIC29302 稳压变压模块输出12V 稳压电源信号，并调整匹配电阻发生5V 稳压电源信号，然后供给本体系需求12V 和5V 两个供电电源。其间，单片机、检测模块以及用户交互模块均运用5V 电源供电，LED 补光模块选用12V 电源供电。
图1、电源模块原理图
