阮秀凯， 倪 钏

(温州大学电气数字化设计技术国家地方联合工程实验室，温州 325035)

0 引言

植物生长发育其实就是基因的表达过程，除了受到遗传因素影响外，也受到外在环境因子(温度、光、湿度、气体以及病原因子等)的调控。光的照射周期、光照强度以及光质，不断地影响着植物的生长发育。此外，植物生长的各阶段也是需要不同的光质，所需的光质种类是不连续的、有选择性的。红光和蓝光是植物正常生长和发育的必需光，其他一些可见光和远红光是有益的光质。

近年随着大功率单色光发光二极管(LED)技术的不断发展，LED具有体积小、寿命长、效率高、光谱可控和可近距离照明等已成为植物照明的首选光源；根据植物的需要，LED可用于合成特定的光照光谱，有针对性地实现可调节的照明环境，与传统的人造光源相比具有明显的优势。然而，市面上常用LED植物照明设备通常只有固定光谱，难以准确地满足不同植物的生长需求，但若是根据不同植物不同生长阶段不断更换设备，将会极大地增加成本。

另一方面，农业物联网(IoT)的出现提高了农业生产力和农业装备精准化水平，是实现农业生产智能化的新兴技术。目前农业IoT技术主要有ZigBee、蓝牙、WiFi及有线等方式，但这些技术面临通信距离较短、功耗大、因通信协议限制容易导致终端数量饱和等问题。而基于蜂窝网络的窄带物联网(NB-IoT)技术，在同样带宽频段下，比现有的无线网络增益超过20dB，相当于将覆盖区域增加100倍，形成深度覆盖和大规模连接M2M系统的能力。……