前人研究表明，間歇式光照可以提高植物的光合能力，LED發熱量小，可以長時間使用，但熒光燈發熱量高，如果不能及時減少人工光源散發的熱量，會導致植物灼傷。本文的設計思路是采用間歇式人工光源，將LED一直點亮，周期性開關熒光燈以降低熒光燈的使用時間，從而減少其熱量積聚。
農業是資源消耗型產業，傳統農業資源（養分、土地等）日益短缺和枯竭嚴重限制了農業的可持續發展潛力。傳統農業依賴于外界自然環境，產量和品質均易受到自然環境中的溫度、濕度、光照等因素的影響，不能連續穩定地提供農產品。現階段農業實際生產中化肥和農藥過量使用，導致水體和土壤的重金屬污染逐漸加重，不僅影響植物的生長發育，而且污染物在植物葉、莖、根、籽實中大量積累，食用重金屬含量超標的農作物會對人體健康造成極大的危害。另外，我國還面臨著人多地少、自然資源相對貧乏和資源利用率低等問題。要解決上述問題，就需要轉變傳統農業的生產模式，采用更先進的農業生產技術。
植物工廠作為一種全新的農業生產模式，具有環境可控、栽培時間短、不受氣候影響、可實現持續穩定生產、全封閉、無蟲害、不用農藥、安全性高、不受地域限制、節省耕地、自動化成度高、勞動強度低等特點。但是，植物工廠本身還存在著設備投資大、耗電多等制約因素，研究如何降低成本已成為最近研究的熱點。植物工廠的能耗成本占總體運營成本的50%～60% ，而人工光源占據總能耗的70% ～80% ，因此減少人工光源的能耗對降低植物工廠運營成本有重大意義。
LED光源相對熒光燈等傳統燈具價格較高，若全部采用LED作為植物工廠的人工光源將導致初期投資成本過高。雖然熒光燈的光能轉換率要低于 LED，但其光譜覆蓋面廣，可以補充LED人工光源缺少的光譜成分。采用LED與熒光燈混合人工光源的辦法可以在不降低人工光源光強的基礎上，降低人工光源初期投入，有利于植物工廠的推廣與應用。
前人研究表明，間歇式光照可以提高植物的光合能力，LED發熱量小，可以長時間使用，但熒光燈發熱量高，如果不能及時減少人工光源散發的熱量，會導致植物灼傷。本文的設計思路是采用間歇式人工光源，將LED一直點亮，周期性開關熒光燈以降低熒光燈的使用時間，從而減少其熱量積聚。
間歇式人工光源設計
熒光燈和LED分別選擇上海農卉T5-28植物用高效用全光譜熒光燈的和PHILIPS公司的GreenPower DR/W120LED生產模組。T5-28和GreenPower DR/W120 LED生產模組分別如圖1和圖2所示。
T5-28 和 DR/W120的光譜能量對比如圖3所示，兩種形式的光源均在440nm 和650nm左右有一個能量聚集區。這兩個光譜區域是植物生長所需要的重要光譜范圍，表明兩種人工光源均能滿足植物生長的需求。其中，DR/W120的能量相對較為集中，這是LED光源的優勢所在，但其價格過高依然限制著其在國內的大規模應用。
