用于生长舱流水线的分配控制系统和方法技术方案

一种用于生长舱流水线的分配控制系统，包括一主控制器和一硬件控制器设备。所述主控制器包括一第一处理器和一第一存储器，所述第一存储器用于存储指示植物生长操作的第一指令集及指示多个分配控制功能的第二指令集。所述硬件控制器设备经由一插入式网络接口耦合到所述主控制器。所述硬件控制器设备包括一第二处理器和一第二存储器，所述第二存储器用于存储指示所述多个分配控制功能的所选控制功能的第三指令集。在插入连接时，所述主控制器识别所述硬件控制器设备的地址，并发送定义与所选控制功能有关的多个任务的一组参数。

Distribution Control System and Method for Pipeline of Growth Cabin

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生长舱流水线的分配控制系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求2017年6月14日申请的名称为“用于提供用于生长舱流水线的模块化控制接口的系统和方法”的美国临时专利申请第62/519,419号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。本申请进一步要求2017年6月14日申请的名称为“为生长舱流水线中的模块化控制接口提供作物控制硬件的系统和方法”的美国临时专利申请第62/519,420号的优先权、2017年6月14日申请的名称为“为生长舱流水线中的模块化控制接口提供剂量控制硬件的系统和方法”的美国临时专利申请第62/519,421号的优先权、2017年6月14日申请的名称为“为生长舱流水线中的模块化控制接口提供阀控制硬件的系统和方法”的美国临时专利申请第62/519,425号的优先权、2017年6月14日申请的名称为“为生长舱流水线中的模块化控制接口提供泵控制硬件的系统和方法”的美国临时专利申请第62/519,428号的优先权及2018年5月29日申请的名称为“用于生长舱流水线的分配控制系统和方法”的美国专利申请第15/991,198号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
本文公开的实施例一般涉用于生长舱流水线的分配控制系统和方法，并且具体地涉及提供主控制器及用于执行分配的功能以控制生长舱流水线的各种组件的操作的多个控制模块的分配控制系统和方法，以无缝及有效率地运行生长舱流水线。
技术介绍
虽然作物生长技术已经发展了很多年，但是当今的农业和农作物行业仍然存在许多问题。例如，虽然技术进步提高了各种作物的效率和产量，但许多因素仍可能影响收获，例如天气、疾病、虫害等。此外，虽然美国目前有适当的耕地为美国人口提供充足的食物，但其他国家和未来的人口可能没有足够的耕地来提供适当数量的食物。有组织的植物生长舱系统促进了用于收获的种植微型绿化植物和其他植物的快速生长、占地面积小、无化学物质、低劳动力的解决方案。有组织的植物生长舱系统可提供受控和最佳的环境条件(例如，光照时间和波长、压力、温度、浇水、营养物、大气分子和/或其他变量)，以使植物生长和产量最大化。在有组织的植物生长舱中，重要的是监测和检查植物或种子的生长模式和生长状态，以便为每种植物或种子提供个性化和定制的种植方案，并对出现生长问题的植物或种子采取适当的措施。有组织的植物生长舱同时支持大量不同的植物和种子，其需要多种不同的环境条件，例如浇水、照明、营养物养料(nutrientfeeds)、气压、湿度、温度、大气、氧气水平，CO2水平等。一旦植物和种子进入有组织的植物生长舱，可能需要连续控制和提供环境条件直至收获植物。这种环境条件的控制和提供已通过使用计算系统实现了自动化。计算系统控制有组织的植物生长舱的各种组件的操作。与有组织的植物生长舱一起使用的计算系统可能需要确定定制的环境条件并控制各种组件以提供及时和精确的环境条件。例如，可能有一些不同的植物需要不同数量和频率的浇水和营养物养料、以及不同的生长周期和照明要求。解决不同植物种群的各种不同需求并有效控制相关组件往往需要巨大的处理资源和处理负荷。在执行大量且连续任务时，计算系统可能经历高处理负担。此外，即使计算系统的短暂停机，也可能严重影响一些植物和种子的生长条件，而且整个有组织的植物生长舱的维护和操作也可能受到不利影响。例如，当计算系统的操作系统可能进行升级并且需要完全重置计算系统时，有组织的植物生长舱环境可能不接受对计算系统的这种重置或重启操作。另外，有组织的植物生长舱环境可以显着变化。例如，有组织的植物生长舱可以具有支撑植物的一些托盘，或者支撑植物的大量托盘。有组织的植物生长舱可能包括各种资产，如浇水机器人、发光二极管(LED)照明装置、水泵，阀、水管、推车及流体储存箱等。小型生长舱可能不会利用所有可用资产，而大型生长舱需要使用更多资产。如果通过设计和配置计算系统而使有组织的植物生长舱自动化以运行小型生长舱，然而这种计算系统难以用于具有更大规模的生长舱。即使这些资产可用，也有可能无法使用某些资产。同样地，运行大型生长舱的计算系统可能无法有效且高效地维护小型生长舱的运行。此外，当有组织的生长舱运行时，一些资产可能出现故障、需要维修或完全更换。重新设计和重新配置自动化系统以适应每个不同的有组织的植物生长舱和不断变化已有资产，可能导致不必要的资源浪费和效率低下。因此，需要提供一种用于有组织的植物生长舱的控制系统，其可以分配控制功能以促进最有效地使用有组织的植物生长舱中可用的资产并且根据需要由主控制器分配处理负载。而且，需要提供可靠且兼容的控制系统，控制系统可以根据需要促进控制系统的维护、重新编程、重新部署和扩展而不会导致有组织的植物生长舱的停机。
技术实现思路
本公开提供了一种分配控制系统的系统和方法。在一个实施例中，用于生长舱流水线的分配控制系统包括控制壳体、主控制器和硬件控制器设备。控制壳体包括多个托架，托架的形状和尺寸适于放置一个或多个分立的硬件控制器设备。每个托架配备有插入式网络接口。主控制器位于控制壳体中并包括第一处理器和第一存储器。第一存储器存储指示植物生长操作的第一指令集和指示多个分配控制功能的第二指令集。硬件控制器设备通过插入式网络接口可通信地且可移除地耦合到所述主控制器。所述硬件控制器设备包括第二处理器和第二存储器。第二存储器存储指示所述多个分配控制功能的所选控制功能的第三指令集。在连接到所述插入式网络接口时，主控制器识别硬件控制器设备的地址，并将定义与所选控制功能有关的多个任务的一组参数发送到硬件控制器设备。在另一个实施例中，用于生长舱流水线的分配控制系统包括主控制器、第一硬件控制器设备、第二硬件控制器设备及即插即用网络接口。主控制器包括第一处理器和第一存储器，第一存储器用于存储指示植物生长操作的第一命令组。第一硬件控制器设备包括第二处理器和第二存储器，第二存储器用于存储控制第一组件的操作的第二命令组。第二硬件控制器设备包括第三处理器和第三存储器，第三存储器用于存储控制第二组件的操作的第三命令组。第一组件和第二组件执行由第一命令组指示的植物生长操作的一部分的操作。即插即用网络接口适于使用公共通信协议将主控制器与第一硬件控制器设备和第二硬件控制器设备通信地和可移除地连接。在又一个实施例中，一种用于提供用于生长舱流水线的分配控制系统的方法的步骤包括：(i)设置控制壳体，所述控制壳体包括多个托架，托架的形状和尺寸适于放置一个或多个分立的硬件控制器设备，每个托架配备有插入式网络接口；(ii)将主控制器设置在所述控制壳体中，所述主控制器包括第一处理器及第一存储器，第一存储器用于存储指示植物生长操作的第一指令集及指示多个分配控制功能的第二指令集；(iii)通过将硬件控制器设备插入托架的插入式网络接口，将硬件控制器设备与主控制器相连接；(iv)用所述主控制器识别硬件控制器设备的地址；(v)从主控制器向硬件控制器设备发送定义与所选控制功能有关的多个任务的一组参数；(vi)利用所述硬件控制器设备控制在所述生长舱流水线中运行的一个或多个组件的操作以执行所述多个任务。所述硬件控制器设备包括第二处理器和第二存储器，第二存储器用于存储指示多个分配控制功能的所选控制功能的第三指令集。参考以下详细描述及结合附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于生长舱流水线的分配控制系统，包括：控制壳体，包括多个托架，所述托架的形状和尺寸适于放置一个或多个分立的硬件控制器设备，每个托架配备有插入式网络接口；主控制器，位于所述控制壳体中并包括第一处理器和第一存储器，所述第一存储器用于存储指示植物生长操作的第一指令集和指示多个分配控制功能的第二指令集；及硬件控制器设备，在放入所述控制壳体的托架时经由所述插入式网络接口可通信且可移除地耦合到所述主控制器，其中硬件控制器设备包括第二处理器和用于存储指示所述多个分配控制功能的所选控制功能的第三指令集的第二存储器；其中，在连接到插入式网络接口时，所述主控制器识别所述硬件控制器设备的地址，并将定义与所选控制功能有关的多个任务的一组参数发送到所述硬件控制器设备。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.06.14 US 62/519,419;2017.06.14 US 62/519,420;1.一种用于生长舱流水线的分配控制系统，包括：控制壳体，包括多个托架，所述托架的形状和尺寸适于放置一个或多个分立的硬件控制器设备，每个托架配备有插入式网络接口；主控制器，位于所述控制壳体中并包括第一处理器和第一存储器，所述第一存储器用于存储指示植物生长操作的第一指令集和指示多个分配控制功能的第二指令集；及硬件控制器设备，在放入所述控制壳体的托架时经由所述插入式网络接口可通信且可移除地耦合到所述主控制器，其中硬件控制器设备包括第二处理器和用于存储指示所述多个分配控制功能的所选控制功能的第三指令集的第二存储器；其中，在连接到插入式网络接口时，所述主控制器识别所述硬件控制器设备的地址，并将定义与所选控制功能有关的多个任务的一组参数发送到所述硬件控制器设备。2.如权利要求1所述的分配控制系统，其中：所述硬件控制器设备利用所述第二处理器执行所述第三指令集，并通过控制与所选控制功能相关联的一个或多个组件来执行与所选控制功能有关的所述多个任务。3.根据权利要求1所述的分配控制系统，其中所述硬件控制器设备包括耦合到多个剂量控制组件的剂量控制器，并且所述第三指令集在由所述第二处理器执行时，执行操作包括：确定特定类型植物的剂量信息，其中所述剂量信息包括剂量、流体含量、所述剂量控制组件的设置和流体供应位置；基于所述剂量信息选择供应所述流体的剂量控制组件中的一个或多个组件；基于所述剂量信息确定所选组件的设置；基于根据所述生长舱流水线中所述特定类型植物的位置确定供应所述流体的位置；及通过控制所选剂量控制组件的设置，将所述确定量的流体剂量提供给所述流体供应位置。4.根据权利要求3所述的分配控制系统，其中所述剂量控制器经由I/O端口与阀、泵和流体分配歧管中的一个或多个连通，以向所述流体供应位置提供所述确定量的流体剂量。5.根据权利要求1所述的分配控制系统，其中所述硬件控制器设备进一步包括机器人控制器设备，并且所选控制功能进一步包括控制在所述生长舱流水线中运行的一个或多个浇水机器人。6.如权利要求1所述的分配控制系统，其中所述硬件控制器设备进一步包括光控制器设备，并且所选控制功能进一步包括控制多个LED灯设备以产生所述第一指令集所指示的不同的光波长颜色的光。7.根据权利要求1所述的分配控制系统，其中，所述硬件控制器设备进一步包括推车和轨道控制器，并且所选控制功能进一步包括控制在轨道上运载植物的车的运动。8.如权利要求1所述的分配控制系统，其中，所述第二指令集在由所述第一处理器执行时，使所述第一处理器执行操作包括：识别在所述生长舱流水线中运行的多个资产，所述资产包括植物、种子、LED照明装置、流体储存箱、浇水机器人、泵、阀及推车；基于所识别的资产和由所述第一处理器执行所述第一指令集而产生的事件来填充任务列表；通过将一个或多个任务、所识别的资产和事件分组为分配控制功能来确定所述多个分配控制功能；及在所述第一存储器中存储所述多个分配控制功能。9.一种用于生长舱流水线的分配控制系统，包括：主控制器，包括第一处理器和第一存储器，所述第一存储器用于存储指示植物生长操作的第一命令集；第一硬件控制器设备，包括第二处理器和第二存储器，所述第二存储器用于存储控制第一组件的操作的第二命令集；第二硬件控制器设备，包括第三处理器和第三存储器，所述第三存储器用于存储控制第二组件的操作的第三命令集；其中第一组件和第二组件执行由所述第一命令集指示的所述植物生长操作的一部分的操作；及即插即用网络接口，适于使用公共通信协议将所述主控制器与所述第一硬件控制器设备和所述第二硬件控制器设备通信且可移除地连接。10.如权利要求9所述的分配控制系统，进一步包括：所述第一硬件控制器设备包括机...

【专利技术属性】
技术研发人员：格雷·布雷特·米勒，马克·杰拉尔德·斯托得，米克·斯蒂芬·赫斯特，凯文·赫斯特，
申请(专利权)人：成长方案技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US