近年来,由于世界人口和土地资源之间的矛盾日益突出,植物工厂受到了前所未有的关注和青睐,发展迅速。由于植物工厂是不受自然条件影响的设施农业生产系统,且植物的生长离不开光照,且随着半导体技术的发展,LED因为光谱可调等优点成为人工补光的最佳选择,故植物工厂LED补光系统成为研究的热点。由于不同植物在不同的生长阶段所需的光照环境有所差异,故为了给植物工厂内的植物提供适宜的光环境,实现植物工厂LED补光系统的智能化补光,需要研究植物的光配方和补光模式,建立植物光配方库。同时随着4G时代的到来和移动终端的普及,移动远程监控成为智能植物工厂的发展特色。论文的主要工作内容包括:结合对植物工厂LED补光系统的需求分析,进行系统总体方案的设计,系统由LED补光模块、通信模块和终端模块三部分组成。整个系统依据补光策略实现智能化补光,即LED补光模块调用植物光配方库内的光配方,按照光配方设置光环境参数对植物进行补光。制定了通信协议实现终端模块与LED补光模块之间的通信;基于MySQL对植物光配方库进行了设计。由于植物种类不同,相应的光配方也不同,为了方便光配方的研究,故以兰花为例,研究它的光配方和补光模式,并对其LED光源模块进行了设计和仿真。为了实现对植物工厂LED补光系统的远程监控,基于Android平台开发了一款集成了B/S和C/S两种模式的客户端。该客户端在WiFi模式、GPRS模式和SMS模式下都可以对植物工厂LED补光系统进行远程监控。客户端还设计了历史模块、定时模块和植物光配方库模块,其中历史模块是通过下载历史数据并进行数据分析得到植物工厂内各光照环境参数的趋势图和补光情况分析结果,及时处理植物工厂内出现的补光不足或过剩问题;定时模块是通过设置各LED补光灯的开启时长、循环天数等实现自动化补光;植物光配方库模块是通过调用植物光配方库中的光配方来远程控制LED补光模块,实现对植物工厂LED补光系统的智能化控制。