植物生长控制系统技术方案

一种用于控制水培生长系统中的植物生长条件的系统(10、11)，该用于控制植物生长条件的系统包括：至少一个检测器(7、22、1101)，其用于测量植物生长基质或环境条件的至少一种特性；第一数据处理装置(9、1103)和第二数据处理装置(9、12、1107)；数据存储装置(1120)；并且该检测器或每个检测器(7、1101)布置成测量植物生长基质或环境条件的一种或多种特性，并且通过通信链路将检测器标识符和所测量的一种或多种特性传输到第一数据处理装置；第一数据处理装置(9、1103)布置成：在存储器中保存预定义的生长数据，所述预定义的生长数据包括灌溉数据、环境数据、植物数据、收割数据、作物数据和/或气候数据，并限定以下两者之间的关系：基质的温度、pH水平、水含量、养分含量、氧含量、空气温度、湿度和光照水平、气候条件、植物参数、收割和作物条件中的一个或多个的多个值；和多个期望的灌溉参数和环境参数；处理从每个检测器接收的所测量的特性以获得基质的经处理的特性；基于经处理的特性和预定义的生长数据，提供指示生长基质的期望生长输入的输出，并且将经处理的数据发送到数据存储装置(1120)，数据存储装置布置成将所发送的数据存储为记录数据；第二数据处理装置(9、12、1107)布置成：从数据存储装置(1120)接收数据；基于记录数据计算基质的预测特性；确定基质的经处理的特性与基质的预测特性之间的差异；接收用于基于差异输出消息的消息条件输入；以及当该差异满足消息条件时输出消息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】植物生长控制系统
本专利技术涉及在包括人工基质的水培生长系统中的植物的生长，该系统包括控制植物生长条件(诸如用于植物生长的矿棉基质中的植物生长条件)以及环境条件。
技术介绍
水培生长系统在本领域中是已知的，该系统用于使用矿物营养溶液在没有土壤的情况下生长植物(即无土培养)。水培生长系统中的植物可以在各种类型的基质中生长，这些基质诸如为矿棉、玻璃棉、椰糠(椰壳纤维)或泥炭板。已知植物可以在矿棉生长基质中生长。这种生长基质通常以粘结的塞、块、板或垫/毡的形式提供，并且通常包括粘合剂(通常为有机粘合剂)，以便为产品提供结构完整性。通常，植物的生长过程分为两个阶段进行管理：由“培育者”管理的第一阶段，在第一阶段植物从种子开始生长；以及由“种植者”管理的第二阶段，在该阶段期间植物被维持并且进行任何收割。例如，在番茄植物的情况下，培育者可以在具有大约25mm至30mm厚度和大约20mm至30mm半径的圆筒形塞中种植单个的番茄种子。在种子发芽之后，培育者将塞放置在长方体块内，以允许根系和植物的进一步生长。然后，照料块内的单个植物，直到该单个植物可以从培育者转移到种植者的阶段。尽管通常在每个块中仅提供单个植物，但是也可以在单个块中提供多个植物。在一些示例中，在生长的早期阶段，通过分裂茎将块中的单个植物分裂成两个植物，导致两个植物共享单个根系。在另一个替代方案中，多个植物可以被嫁接在一起并且在单个块内生长。培育者使用单独的塞和块不是对所有植物都必需的，但是已经在例如欧洲专利申请EP2111746中描述了使用单独的塞和块提供了许多优点。特别地，塞的小尺寸允许在初始阶段更规则地对植物浇水而不会使其基质浸透。在从培育者接收植物之后，种植者将许多块放置在矿棉的单个板上以形成植物生长系统。矿棉板通常被包在箔或其他防渗层中，除了上表面上的用于接收具有植物的块的开口和设置在底表面上的排水孔不被包住。在植物随后的生长期间，使用滴头提供水和养分，该滴头将包含水和养分的液体直接输送到系统或输送到块或板。块和板中的水和养分被植物的根吸收，从而植物生长。未被植物吸收的水和养分或者保留在基质系统中，或者通过排水孔排出。期望在生长过程中尽可能有效地使用水和养分。这是出于成本和环境两者的原因。特别是，获得养分是昂贵的，而含有这些养分的废水由于环境法规而难以处理。这些压力将随着原料(特别是肥料，如磷酸盐)变得日益缺乏而增加。避免这种浪费的期望与改善植物生长条件的期望相匹配，从而以这种方式增加从植物获得果实的产量和质量。水培生长系统(例如温室)的环境可以由气候控制计算机控制，该气候控制计算机例如配置成调节诸如日照时间、温度、湿度、风速或风向等因素。气候控制计算机也可以监测基质中的植物生长、植物健康、水和养分含量。测量植物生长基质内的水和/或养分含量是已知的。尽管已知的系统和装置可以提供关于农业土壤成分的有用信息，并且可以帮助土壤灌溉的自动化，但是它们不能提供用于有效管理水培生长系统(诸如矿棉基质)中的水和水/养分分布的解决方案。出于与上述相同的原因，还期望在生长过程中尽可能有效地使用气候控制计算机所使用的资源，诸如任何电力、水和热。欧洲专利申请EP3016492提供了一种用于有效管理水培生长系统中的水和养分分布的解决方案。当使用这种系统时，种植者采用灌溉策略(其表示要提供给系统的养分和水的量)，监测该系统，然后基于例如水含量或养分的测量结果来调节灌溉水平。然而，这种方法的问题在于，不能及时调节灌溉策略，并且得太早或太晚达到目标水平(例如，水或养分)。对用户可用的用于在水培生长系统中的植物生长期间管理植物灌溉的系统的改进存在持续的需求。特别地，期望响应于快速变化的因素(诸如环境因素或系统中使用的植物、基质或其他材料的变化)来改善生长条件的控制。
技术实现思路
为了解决现有技术的缺点，提供了一种用于控制水培生长系统中的植物生长条件的系统，所述用于控制植物生长条件的系统包括：至少一个检测器，其用于测量植物生长基质或环境条件的至少一种特性；第一数据处理装置和第二数据处理装置；数据存储装置；并且所述检测器或每个检测器布置成测量植物生长基质或环境条件的一种或多种特性，并且通过通信链路将检测器标识符和所测量的一种或多种特性传输到所述第一数据处理装置；所述第一数据处理装置布置成：在存储器中保存预定义的生长数据，该预定义的生长数据包括灌溉数据、环境数据、植物数据、收割数据、作物数据和/或气候数据，并且限定以下两者之间的关系：基质的温度、基质的pH水平、基质的水含量、基质的养分含量、基质的氧含量、空气温度、湿度和光照水平、气候条件、植物参数、收割和作物条件中的一者或多者的多个值；和多个期望的灌溉参数和环境参数；处理从每个检测器接收的所测量的特性以获得所述基质的经处理的特性；基于经处理的特性和预定义的生长数据，提供指示生长基质的期望生长输入、所述基质的环境的输出，其中，所述经处理的特性和所述输出形成经处理的数据；并且基于所述经处理的数据计算所述基质的预测特性；确定所述基质的所述经处理的特性与所述基质的所述预测特性之间的差异；第二数据处理装置布置成：从所述第一数据处理装置接收所述差异；接收用于基于所述差异输出消息的消息条件输入；并且当所述差异满足所述消息条件时，输出消息。应当理解，该系统适于如上所述的繁殖以及生长阶段中的水培系统；换言之，该系统可以由培育者以及种植者使用。有利地，控制系统为用户(例如，培育者或种植者)提供在栽培期间的关键时刻对他们的作物进行最佳控制的能力。这是通过在必须改变生长策略时向用户输出消息以确保可以及时地达到基质的预测特性来实现的。通过具有其中第一数据处理装置能够充当缓冲器以从一个或多个检测器收集数据并处理数据的系统，可以容易地向第二数据处理装置提供经处理的数据和其他通知(诸如警报)。当然，第一数据处理装置可以将所述差异发送到第二数据处理装置。在一些实施例中，测量的特性、经处理的特性、预测特性、所述输出、预定义的生长数据、保存在存储器中的关系和/或经处理的数据也可以由第二数据处理装置从第一数据处理装置接收。从部署在现场的检测器获得数据，并将数据发送到第一数据处理装置。在优选实施例中，检测器是无线传感器。另外，可以从存储气候信息(诸如关于当地气候条件的信息)的气候计算机、从与植物生长信息以及收割和/或作物信息相关的输入获得数据。然后，可以将数据从第一数据处理装置发送到诸如云或数据库等数据存储装置，并且随时间推移将数据存储为记录数据。或者，该系统还可以包括数据存储装置，诸如云或数据库等。第一数据处理装置还可以布置成将经处理的数据发送到数据存储装置，并且数据存储装置可以布置成将随时间推移发送的数据存储为记录数据。在一些实施例中，数据存储装置和第一数据处理装置可以是可以被称为“智能盒”的单个单元或设备的一部分。在其他实施例中，数据存储装置和第一数据处理装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制水培生长系统中的植物生长条件的系统(13)，用于控制植物生长条件的所述系统包括：/n至少一个检测器(1301)，其用于测量植物生长基质或环境条件的至少一种特性；/n第一数据处理装置(1303)和第二数据处理装置；并且/n所述检测器(1301)或每个检测器(1301)布置成测量植物生长基质或环境条件的一种或多种特性，并且通过通信链路将检测器标识符和所测量的一种或多种特性传输到所述第一数据处理装置；/n所述第一数据处理装置(1303)布置成：/n在存储器中保存预定义的生长数据，所述预定义的生长数据包括灌溉数据、环境数据、植物数据、收割数据、作物数据和/或气候数据，并限定以下两者之间的关系：/n所述基质的温度、所述基质的pH水平、所述基质的水含量、所述基质的养分含量、所述基质的氧含量、空气温度、湿度和光照水平、气候条件、植物参数、收割和作物条件中的一者或多者的多个值；和/n多个期望的灌溉参数和环境参数；/n处理从每个检测器接收的所测量的特性以获得所述基质的经处理的特性；/n基于所述经处理的特性和所述预定义的生长数据，提供指示所述生长基质的期望生长输入的输出，其中，所述经处理的特性和所述输出形成经处理的数据；并且/n基于所述经处理的数据计算所述基质的预测特性；/n确定所述基质的所述经处理的特性与所述基质的所述预测特性之间的差异；/n所述第二数据处理装置布置成：/n从所述第一数据处理装置(1303)接收所述差异；/n接收用于基于所述差异输出消息的消息条件输入；并且/n当所述差异满足所述消息条件时，输出消息。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180928 EP 18197457.7;20181217 EP 18213149.01.一种用于控制水培生长系统中的植物生长条件的系统(13)，用于控制植物生长条件的所述系统包括：
至少一个检测器(1301)，其用于测量植物生长基质或环境条件的至少一种特性；
第一数据处理装置(1303)和第二数据处理装置；并且
所述检测器(1301)或每个检测器(1301)布置成测量植物生长基质或环境条件的一种或多种特性，并且通过通信链路将检测器标识符和所测量的一种或多种特性传输到所述第一数据处理装置；
所述第一数据处理装置(1303)布置成：
在存储器中保存预定义的生长数据，所述预定义的生长数据包括灌溉数据、环境数据、植物数据、收割数据、作物数据和/或气候数据，并限定以下两者之间的关系：
所述基质的温度、所述基质的pH水平、所述基质的水含量、所述基质的养分含量、所述基质的氧含量、空气温度、湿度和光照水平、气候条件、植物参数、收割和作物条件中的一者或多者的多个值；和
多个期望的灌溉参数和环境参数；
处理从每个检测器接收的所测量的特性以获得所述基质的经处理的特性；
基于所述经处理的特性和所述预定义的生长数据，提供指示所述生长基质的期望生长输入的输出，其中，所述经处理的特性和所述输出形成经处理的数据；并且
基于所述经处理的数据计算所述基质的预测特性；
确定所述基质的所述经处理的特性与所述基质的所述预测特性之间的差异；
所述第二数据处理装置布置成：
从所述第一数据处理装置(1303)接收所述差异；
接收用于基于所述差异输出消息的消息条件输入；并且
当所述差异满足所述消息条件时，输出消息。


2.根据权利要求1所述的系统(13)，还包括数据存储装置(1320)，并且所述第一数据处理装置(1303)还布置成将经处理的数据发送到所述数据存储装置(1320)，所述数据存储装置布置成将所发送的数据存储为记录数据。


3.根据权利要求1或2所述的系统(13)，还包括便携式通信设备(12)。


4.根据权利要求3所述的系统(13)，其中，所述便携式通信设备(12)包括所述第二数据处理装置。


5.根据权利要求3所述的系统(13)，其中，所述便携式通信设备(12)布置成从所述数据存储装置(1320)接收经处理的数据。


6.根据权利要求5所述的系统(13)，其中，所述便携式通信设备(12)与所述数据存储装置(1320)通信，并且所述便携式通信设备(12)配置成从所述至少一个无线检测器(1301)接收数据，并将所接收的数据发送到所述数据存储装置(1320)。


7.根据权利要求3至6中任一项所述的系统(13)，其中，所述便携式通信设备(12)还布置成基于由所述系统的所述第一检测器数据处理装置提供的用于所述生长基质的生长输入参数来控制对植物生长基质的生长输入和/或对所述基质所处的环境的生长输入。


8.根据前述权利要求中任一项所述的系统(13)，其中，所述检测器或每个检测器(1301)还布置成以小于10分钟、优选地小于5分钟、更优选地小于3分钟的时间间隔通过通信链路将检测器标识符和所测量的一种或多种特性传输到所述第一检测器数据处理装置。


9.根据前述权利要求中任一项所述的系统(13)，其中，所述检测器或每个检测器(1301)还布置成以...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗·J·L·H·布旺，安德鲁·弗雷瑟尔·李，彼得·本杰明·斯波尔，
申请(专利权)人：洛科威国际有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK