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专利号: 2025111576643
申请人: 三明学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种协同光调控决策系统,其特征在于,包括:

植物生理监测单元,其设有非侵入式微电极阵列和高光谱成像仪;

环境传感单元,用于采集光照强度、光谱、温度、湿度及二氧化碳浓度数据;

协同决策处理器,输入端连接所述植物生理监测单元和环境传感单元;

多波段光源阵列,受控于协同决策处理器的输出端;

所述植物生理监测单元捕获叶片胞间电位波动频率、维管束离子流速率及叶面荧光峰值偏移量;

所述协同决策处理器包含脉冲时序编码器,该编码器输入端连接植物生理监测单元和环境传感单元;所述脉冲时序编码器将胞间电位波动频率、离子流速率、叶面荧光峰值偏移量及环境数据转换为统一时间‑幅值脉冲序列;

所述协同决策处理器还设有需求量化模块和约束感知模块,所述需求量化模块解析脉冲序列并输出各波段光需求强度向量,所述约束感知模块生成温度与光谱的耦合系数矩阵;

所述协同光调控决策系统还包括:虚拟验证单元,所述虚拟验证单元输入端连接协同决策处理器;所述虚拟验证单元内置代谢流拓扑模型,用于推演碳氮同化路径;当检测到光抑制风险或能量赤字时,向协同决策处理器发送回滚指令;

所述协同光调控决策系统还包括:生物反馈单元,所述生物反馈单元实时采集多波段光源照射后的叶面荧光动力学曲线,比对所述曲线与预存标准模板的偏差值,当偏差值超过阈值时,触发协同决策处理器重新优化。

2.根据权利要求1所述的一种协同光调控决策系统,其特征在于:所述协同决策处理器包含协同决策引擎,所述协同决策引擎以光需求强度向量和耦合系数矩阵为输入,所述协同决策引擎通过异步梯度追踪算法计算光源参数组合,所述光源参数组合包括光质配比、强度及占空比。

3.根据权利要求2所述的一种协同光调控决策系统,其特征在于:所述协同决策引擎定义光源参数组合为策略空间,以植物电生理信号平稳度与环境能耗加权值构建收益函数,通过纳什均衡原理求解帕累托最优解。

4.根据权利要求2所述的一种协同光调控决策系统,其特征在于:所述协同决策处理器在接收完整输入数据后,于短于植物生理响应时间窗的周期内输出光源控制指令。

5.一种协同光调控决策方法,其特征在于,包括如下步骤:

S1:通过微电极阵列获取植物电生理信号,通过高光谱成像仪获取叶面荧光数据;同步采集环境参数;

S2:将植物生理数据与环境数据编码为脉冲序列;

S3:根据脉冲序列生成光需求强度向量及环境耦合系数矩阵;

S4:通过纳什均衡优化计算光源参数组合;

S5:经虚拟验证和生物反馈双重确认后执行光照调控;

S6:通过代谢流拓扑模型推演类囊体电子传递链状态,高温工况下聚焦光系统Ⅱ泛醌还原态浓度监测,弱光环境验证卡尔文循环碳通量平衡;

S7:采集光源照射后的叶面荧光动力学曲线,与预存健康模板进行波形相似度比对,常规工况严格匹配特征,冬季弱光自动放宽偏差容忍度;

S8:根据最终指令调整多波段光源参数,高温场景抑制蓝光输出比例,光合效率不足时提升红光强度并延长周期,突发干扰下优先维持电生理信号稳定;

S9:代谢流推演异常时触发参数回滚至安全模板,荧光曲线偏离超限则重启优化循环,设备故障特征持续出现时切换备用采集设备;

S10:重新采集胞间电位波动频率与叶面荧光数据,若生理指标未收敛至安全区间或能耗效率持续恶化,触发全流程决策重置并注入历史最优预案。

6.根据权利要求5所述的一种协同光调控决策方法,其特征在于:所述虚拟验证通过代谢流拓扑模型模拟碳氮同化过程;所述生物反馈通过叶面荧光动力学曲线偏离度评估调控效果。