同一方|广东省植物光照智控多波谱模组工程技术研究中心

“ 21 世纪是生态农业的世纪，而物理农业是实现生态农业的主要技术途径之一，在众多的物理技术手段中，光学技术起着至关重要的作用。现代农业“光的世纪”已悄然而至，节能、高效多波谱光源如 LED 的研发,也成为了实现人工光设施植物生产发展需要解决的首要问题。从 2013 年起，全球 LED 应用植物照明的产值开始呈现高速成长，预计 2020 年将增长至 95 亿元，年均复合增速超过30%，植物照明作为一块新兴的市场，引来大批国内外巨头开拓。”

依托单位：深圳市同一方光电技术有限公司

2021年8月，同一方“广东省植物光照智控多波谱模组工程技术研究中心”经专家评审和网上公示,认定为2021年度广东省工程技术研究中心。

自 20 世纪 80 年代开始，发达国家(如美国、日本、荷兰等)开始了有关 LED 照明光源作为植物生长光源的可行性研究，重点开展了 LED 光质对植物组培苗、蔬菜和粮食作物的生长发育，甚至产量影响的相关研究，植物光照开始“萌芽”。

针对植物光照行业存在的技术现状，同一方成立“植物光照智控多波谱模组工程技术研究中心”，通过持续的技术投入与研究，目的解决植物光照行业技术发展难题， 促进了植物光照行业发展。

• 独特固晶工艺：采用高反射，耐温，耐紫外线，高导热率的的固晶胶水固定芯片，提升产品的反射效率；

• 独特的光学设计：通过采用光学设计高反射率，耐温耐紫外线 PCT EMC 支架，提升反射效率以及长时间的点亮光参数的维持率；

• 采用底部涂抹防硫化工艺：底部涂层采用钛白粉提升产品的反射率， 同时预防硫化现象；

• 独创焊线工艺：采用特殊的焊线工艺，提升导线的反射率；

• 多波普荧光粉的开发：通过研发专用的荧光粉提升光合量子效率，PPF、根据研发荧光粉配出多光谱的产品，解决植物光照产品照明光谱及波段组合方案少等问题。

• 采用离心沉淀工艺，将荧光粉沉淀至底部芯片上，进而使得芯片与荧光粉的热通道降低，减少热量的积累，降低了芯片的结温，增加产品的性能，提升产品的耐温；

• 表面防水防硫化处理技术的开发，对封装好的植物光照产品做表面防硫化处理。

植物光照产品多波谱组合方案设计

通过采用多波普封装技术:高性能高 PPE SMD 集成芯片连续光谱技术，高性能高 PPE COB 集成芯片连续技术，高性能高 PPE SMD 模组组合连续光谱技术。多芯片组合加荧光粉调配出植物光照需求的不同的多波普产品。采用多颗不同颜色的组合的灯珠的组合而成的 Module,可以提供高效的全方位的多光谱产品蓝光LED 包括波长,380nm、410nm、430nm、450nm 的蓝光芯片以及红光 640nm、660nm7、30nm 红光芯片。430nm 以及 660nm处具有吸收光谱的波峰，而叶绿素 b 在蓝紫光区的 450nm,以及 640nm 处具有吸收光谱的波峰，因而使用 430nm 或 450nm 的蓝紫光芯片以及 640nm 或 660nm 的红光，可以提供植物光合作用所需的光谱。再添加荧光粉调制连续光谱，有利于植物生长。

植物光照产品智控模组设计

① 多功能系统设计：该界面主要包括调节、模式化、律动、定时等主要功能模块。调节模块可以对 LED 灯的亮度和颜色进行调节；模式模块显示系统自带的灯光模式；律动模块可以设置灯光规律运动的方式；定时模块可以对灯光调节进行定时设置；

② 全面灯光管理器功能设计：具体包括开机时启动、操作模式、睡眠时间、开始时间、停止使劲、灯光设置、交替间隔设置等功能；

③ 5G 物联网无线信号传输技术；采用 ZigBee 技术的无线传输技术，可远程控制信号，可满足日常 LED 灯光控制的需求；

④ 多光源律动模式调控；系统中内置运动动作设置，首先选择需要设置律动的设备，然后选择律动动作，即可完成灯光律动的设置；

⑤ 系统远程连接技术；本系统与 LED 照明系统或者 LED 显示屏连接，从而远程控制室内 LED 照明灯具开灯、关灯，并调节灯光亮度、柔和度以及灯光照明颜色等

植物光照产品技术优势

专业化：LED 植物照明由于其具有光谱和光量可调，及整体发热小的发光特点，具有良好的防水性能，适合应用于各种场景的植物照明。同时由于自然环境的变化及人们对食物品质的追求，促进了设施农业和植物工厂的蓬勃发展，也使 LED 植物照明行业进人快速发展期，未来 LED 植物光照将会在提升农业生产效率、提高食品安全、改善蔬果品质方面发挥重要作用。植物光照用的 LED 光源会随着产业的逐步专业化进一步发展，向更加具有针对性的方向前进。

高效化：光效与能效提升是大幅减少植物光照运行费用的关键，采用 LED 替代传统灯具并根据植物从苗期到收获期的光配方需求进行光环境的动态优化调节，是未来精致农业的必然趋势。在提高产量方面，可以根据植物的发育特征，分阶段、分区域结合光配方进行培育，以提高各阶段的生产效率和产量；在提高品质方面， 可以通过营养调控和光调控等手段，提高营养成分含量以及其他保健功能成分含量。

智能化：植物光照对光质光量可实时调控这种复杂的需求强烈，随着智能控制技术的提高、物联网的应用，多种单色光谱加智能控制系统实现时控、光控、根据植物的生长状态适时调整的光质光量输出，势必成为植物照明技术未来发展的主趋势。

同一方工程中心研究开发出植物光照智慧控制系统，能精准地控制植物不同生长时期所需的光谱、植物日光照时间以及在不同天气下的不同时间段的阳光照射下对植物的补光控制，进而解决了现行业对于植物光照控制的智能化程度低的问题，促进了植物光照行业的快速发展。

LED 植物光照相关专利的第一布局国为中国，超过了排名第 2 至第 5 位的韩国、美国、日本和德国之和。同一方植物光照智控多波谱模组工程技术研究中心成立以来，积累了多年的LED 光学模组研发经验，重点研发植物光照智控多波谱光学模组，针对不同种类植物生长周期及环境要求展开研究开发工作，制定适合于植物生长的光波谱方案，研发植物光照智控多波谱模组产品。共开展研究开发活动共计 22 项，解决了对于植物光照模组波段调整、辐射光谱调控、智能控制调光、模组结构散热、模组集成封装等方面的一系列技术难题，取得了一定的成果，技术成果充分运用在了公司植物光照智控多波谱模组的研究开发领域，提升了公司植物光照产品模块研发实力。公司累计申请知识产权 28 项，其中发明专利 5 项、实用新型专利 17 项、软件著作权 4 项以及 2 项集成电路布图设计，其中五项发明专利已进入实审阶段。