植物生长系统的制作方法_2

文档序号:9601541阅读:来源:国知局
水分吸收是不定的,但在此范围内的差异可确定植物中干物质分布的差异。与此相反,在耕种土壤中,正常pF的范围介于pF 2至pF 4.2之间(由植物施加的吸入压力介于100至16000atm之间)。在该范围内,我们更侧重于植物的水分可用率,而非对于干重分布的作用。
[0035]所述系统还可以包括便携式检测器通信设备,该设备被构造为:处理接收自所述系统检测器的属性测量值,以确定所述基质的属性计算值;以及向用户显示所述属性计算值。该系统还包括便携式检测器通信设备,从而允许对待实施的系统的各个部件进行检查和测试。而且,由于用户可以将检测器放置在种植区域之外、并且不需要返回中央计算机或处理设备以检查或更新系统的配置和性能就可以检查输出,因而更容易建立这样的系统。
[0036]所述便携式检测器通信设备还可以被配置为:接收来自所述系统检测器的检测器数据;以及向所述中央检测器数据处理装置传输检测器数据。这可以允许用户检查与种植区域内检测器的输出或状态相关的检测器数据,并进一步将接收的数据发送至中央检测器数据处理装置,从而存储数据以供日后分析、或者在对系统的组件进行校正、更新、安装或配置之后更新系统的输入或配置数据。
[0037]中央检测器数据处理装置可以被进一步配置为:处理接收自每个检测器的属性测量值,以确定与每个检测器相关的基质的营养物含量;以及基于所述基质的营养物含量的计算值提供输出,所述输出表征用于所述生长基质所需的灌溉输入。基于营养物含量指导灌溉输入是未知的,因为通常使用其它输入,诸如检测出的辐射或检测出的水含量水平。使用营养物水平指导灌溉反映出这样的认识,至少在有些时候,如果水含量在处于特定值时对营养物水平有不利影响,则不应将水含量水平维持在该特定值。例如,当刻意努力降低基质中的水含量水平时,则存在导致营养物水平升高的风险。因此认识到,当对水含量水平进行控制时,无视营养物水平是不适当的。在优选的实施方案中,表示营养物含量的属性为生长基质中流体的电导率。
[0038]所述便携式检测器通信设备可以进一步配置为:接收来自所述系统检测器的检测器识别符;接收与所述检测器有关的检测器数据;以及向所述中央检测器数据处理装置传输所述检测器识别符和所述检测器数据。这允许灵活地向系统的中央处理装置输入检测器数据,而不需要到达中央检测器数据处理器装置,因而可以更有效地在生长区域内远程进行配置。
[0039]所述便携式检测器通信设备可以进一步配置为:通过用户输入接收用户定义的检测器数据;将所述用户定义的检测器数据与所述检测器识别符结合;以及向所述中央检测器数据处理装置传输所述检测器识别符和所述用户定义的检测器数据。输入用户数据允许用户定义用于检测器的数据并且将数据传输至中央检测器数据处理装置以用于远程区域,从而能够在生长区域更有效地进行配置。
[0040]与检测器识别符相关的数据可以包括以下数据中的任何一个数据或所有数据:检测器的位置数据;检测器的电源状态;介于所述检测器和所述中央检测器数据处理装置之间的通信线路的状态;表明通过所述检测器测量的所述生长基质的类型和/或尺寸的信息;和/或通过所述检测器测量的所述生长基质的一个或多个属性。上述数据中的一些或全部数据可通过检测器传输,或者由用户输入至便携式检测器通信设备。
[0041]便携式检测器通信设备还可以被配置成:接收来自所述检测器的属性测量值;使所述属性测量值与所述检测器的所述检测器识别符相结合;以及向所述系统的所述中央检测器数据处理装置传输所述检测器识别符和所结合的属性测量值。这可以允许用户检查种植区域内检测器的输出,并进一步将其发送至中央处理装置,从而存储数据以供日后分析、或者在对系统的组件进行校正、更新、安装或配置之后更新系统的输入或配置数据。
[0042]便携式检测器通信设备还可以包括定位装置,用于确定所述设备或检测器的位置数据,并且还被构造为:使所述检测器的识别符与所确定的位置数据相结合;以及向所述系统的所述中央检测器数据处理装置传输所述检测器识别符和所结合的位置数据。这样允许将系统中一个或多个检测器的位置发送至中央检测器数据处理装置,而不需要返回中央检测器数据处理装置。
[0043]本发明进一步提供了一种控制植物生长条件的方法,其包含:提供根据本发明的系统;以及基于所述系统的所述中央检测器数据处理装置所提供的用于表征所述生长基质所需的灌溉输入的输出,对植物生长基质的灌溉输入进行控制。
[0044]该方法可以进一步包括:将检测器配置数据输入所述系统的所述便携式检测器通信设备,并且使所述便携式检测器通信设备将所述检测器配置信息传输至所述中央检测器数据处理装置。
[0045]还提供了一种用于根据本发明的系统的便携式检测器通信设备,其中所述设备被构造为:处理接收自所述系统检测器的属性测量值,以确定所述基质的属性计算值;以及向用户显示所述属性计算值。当用户不在种植区域内时,这进一步允许当检测器的输出到达中央检测器处理装置时对其进行处理,从而可以检查配置,以及在需要时比较因素按不同转换模式的输出,所述因素可被存储在便携式检测器通信装置中。
[0046]本发明进一步提供了一种计算机程序产品,其可加载至电子通信设备的存储器中,并且其包含这样的指令,当在所述电子通信设备中执行该指令时,将之构造为所要求保护的便携式检测器通信设备。
[0047]还提供了用于本发明系统的检测器,其中所述检测器被配置为:
[0048]测量表征植物生长基质的温度、水含量和营养物含量的至少一个属性;
[0049]通过通信线路将一个或多个属性测量值传输至所述中央检测器数据处理装置,用于转换为植物生长基质的温度、水含量和营养物含量的值。
[0050]所述检测器可以进一步被配置为:将以下信息传输至所述便携式检测器通信设备:检测器识别符,和/或一个或多个下列信息:表征植物生长基质的温度、水含量和营养物含量中至少一者的属性测量值;功率电平状态;通信线路状态。响应于来自便携式检测器通信设备的询问信号,可以进行这些步骤。
[0051]可以提供用于本发明系统的中央检测器数据处理装置,并可以将其配置为:
[0052]通过通信线路接收来自一个或多个所述检测器的一个或多个属性测量值;
[0053]存储预定义的灌溉数据,其定义以下二者之间的关系:
[0054]用于表征所述植物生长基质的温度、水含量和营养物含量的多个值;以及
[0055]多个所需的灌溉输出值;
[0056]处理来自每个检测器的属性测量值以确定所述基质的属性计算值;以及
[0057]基于接收自一个或多个所述检测器的属性测量值和所述预定义的灌溉数据提供输出,所述输出表示所述生长基质所需的灌溉输入。
[0058]中央检测器数据处理装置可进一步配置为:从便携式检测器通信设备接收与所述系统的一个或多个检测器相关的检测器信息,并且将配置信息存储在数据存储装置中。
[0059]由该系统的检测器监测的若干因素可以单独或者与营养物水平组合而产生影响,并且这些因素在大的植物生长系统可能会变化。本发明的系统使用户能够实现低成本的系统,以及快速、容易地在温室或其它生长区域的不同区域重新部署设备或检测器,从而可以快速、方便地监测多个区域的条件,而无需为每个区域购买新设备。
[0060]本发明可提供这样的反馈系统,该反馈系统可用于密切且可靠地监测板中的营养物水平,并依据该营养物水平来控制水的施加。对一个或多个基质中的营养物水平进行了直接监测。例如,直接在基质中进行测量,而不是间接地测量由基质中排出的水或者一些其他技术。这提供了这样的系统,在该系统中,可控制各植物的环境,从而利用给定的水和/或营养物供给从而获得最大化的产出结果。
[0061]与常规系统中依靠入射光照射水平不同的是,本发明利用基质中的营养物水平和/或温度,并且还可利用基质中的水含量或pH值作为做出灌溉决定中的关键设定点。在常规情况中,更多的入射光自动地会造成更多的灌溉。相反,本发明所做出的是否进行灌溉的决定并不取决于光照水平,或者至少不仅仅取决于光照水平,而是基于对基质的直接测量。
[0062]基质优选为MMVF基质,不过也可使用其他基质。在优选实施方案中,各基质均包括板和一个块体(优选为MMVF板和一个MMVF块体)。即,在各个板上设置一个且仅仅一个容纳植物的块体,这意味着与植物被置于多个块体(这些块体会竞争板中的资源)中的系统相比,能够以更为准确的方式管理各个板中的水和/或营养物含量的控制。认识到通过使用单个块体可得到这样的反馈系统,该系统能够更为准确地测量相关的营养物水平,因此可通过依据这些特征从而更准确地控制水和营养物的施加。
[0063]优选地,所述一个或多个检测器还设置为用于监测至少一个植物生长基质的水含量水平,并且根据所监测到的水含量水平,从而控制至少一个灌溉设备的水供给。通过这种方式,基于在基质中所准确观测到的营养物水平和水含量水平,从而准确地控制水供给。
[0064]控制装置除了控制至少一个灌溉设备的水供给之外,其还可控制至少一个灌溉设备的营养物供给。可根据所测量的水含量和/或营养物含量来实现这种控制。当控制灌溉速度和周期时,温度也可以作为控制器需要考虑的因素。
[0065]在优选实施方案中,所述一个或多个检测器还设置为用于监测至少一个植物生长基质中的水和/或营养物中的至少一者的分布。优选的是,对水和/或营养物的供给进行控制,从而提高所监测的水、营养物和/或氧分布的均匀性。由此,不仅得知了这些物质的量,而且还得知了关于这些物质在给定系统的块体和/或板的内部和/或之间的分布情况的信息。这样提供了可供利用的额外层面的详细信息以确保提供适当的水和营养物。
[0066]在将容纳植物的块体刚刚置于板上的初期阶段中,水和/或营养物的改善的分布的优点是尤其显著的。此时,第一层含有足量的水和营养物以确保在板内进行良好的生根是非常重要的。这能够进行有利的根发育,从而确保最理想且健康的植物生长。其好处是,不仅能够向本发明的板供给充足的水和营养物,而且还能够密切控制根附近的水和营养物水平。这有助于避免不利于果实和/或蔬菜生长的植物的过度给养。
[0067]本发明的人造玻璃质纤维(MMVF)可为纤维玻璃、矿物棉或耐火陶瓷纤维。在优选实施方案中,MMVF为矿物棉,所述矿物棉例如为石棉。
[0068]可以将一个或多个检测器或传感器用于单个板或基质。此外,可将一个或多个检测器分布在多个板或基质内。使用单个检测器或传感器时,该系统也是有效的。
[0069]可将一个或多个检测器固定于基质上。即,一个或多个检测器的位置是恒定的,因此每次监测水或营养物水平时无需进行再次安装。在每个板上放置有一个块体的情况中,可以理解的是可建立起对于控制系统的这种位置恒定。尤其是,可利用对植物和/或营养物的自动控制以向系统内的各植物提供理想的水平。
[0070]营养物水平可反映基质中所有营养物的总体水平、某些特定营养物的水平、或者单一营养物的水平。在这一方面中,本发明
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