用于自动水培的方法和装置与流程

相关申请的交叉引用

本公开要求于2017年6月7日提交的美国临时申请no.62/516,232的优先权，该美国临时申请通过引用以其全部内容合并于此。

本公开涉及用于自动水培的方法和装置，尤其涉及自动水培系统和用于控制水培生长的方法。

背景技术：

离最终消费者尽可能近地培养可食用植物对于可持续性至关重要。如此，可以大大降低食品成本。同时，消费者种植的植物是新鲜的，并且其营养价值不会在输送过程中劣化。尽管消费者希望获得一致的产率，但他不想担心害虫、特定的生长条件或特定植物的营养。消费者只是想知道何时收获新鲜种植的可食用植物。

技术实现要素：

根据一个方面，本主题涉及一种用于使至少一种植物生长的自动水培系统，该水培系统包括：

至少一个耗材，所述至少一个耗材用于保持所述至少一种植物和生长培养基，所述至少一个耗材具有至少一个存储芯片；

至少一个封闭的生长环境单元，所述至少一个封闭的生长环境单元可操作以可移除地容纳所述至少一个耗材，每个封闭的生长环境单元独立于周围环境，所述至少一个封闭的生长环境单元各自包括：

天线，所述天线可操作以与所述至少一个耗材中的至少一个存储芯片进行通信，

至少一个传感器，所述至少一个传感器可操作以测量生长环境条件，以及

至少一个致动器，所述至少一个致动器可操作以更改所述封闭的生长环境单元中的所述生长环境条件；

至少一个识别系统，所述至少一个识别系统可操作以与所述至少一个封闭的生长环境单元中的每个的所述天线进行无线通信，并从所述至少一个存储芯片接收耗材生长程序识别信息；和

至少一个微控制器，所述至少一个微控制器可操作以从所述至少一个识别系统和所述至少一个传感器接收耗材生长程序识别信息，并通过控制所述至少一个致动器来控制所述封闭的生长环境单元中的生长环境条件。

根据另一方面，本主题涉及一种用于自动控制至少一种植物的水培生长的方法，该方法包括：

确定至少一个耗材位于至少一个封闭的生长环境单元中；

从至少一个耗材接收生长程序信息；

根据所述生长程序信息确定新的单元生长条件；

调节所述至少一个封闭的生长环境单元的单元生长条件。

根据另一方面，本发明涉及一种植物生长装置，包括：

生长壳体；

生长培养基，所述生长培养基被配置在所述生长壳体内；

至少一个种子，所述至少一个种子被布置在所述生长培养基中；和

存储芯片，所述存储芯片插入所述壳体中或与所述壳体连接，所述存储芯片存储植物的生长程序。

根据一个方面，本主题涉及一种植物生长装置，包括：

生长壳体，所述生长壳体的尺寸被设定成用于容纳生长培养基和至少一个种子；和

存储芯片，所述存储芯片插入所述壳体中或与所述壳体连接，所述存储芯片存储植物的生长程序。

根据一个方面，本主题涉及一种植物生长装置，包括：

生长支撑部；

生长培养基，所述生长培养基被布置在所述生长支撑部上；

至少一个种子，所述至少一个种子被布置在所述生长培养基中；和

存储芯片，所述存储芯片插入所述支撑部中或与所述支撑部连接，所述存储芯片存储植物的生长程序。

附图说明

在以下附图中，仅以示例的方式表示本公开的各种实施方式：

图1示出了根据至少一个实施方式的用于种植至少一种植物的水培系统的示例性实施方式的示意图。

图2a是根据至少一个实施方式的耗材的示例性实施方式的示意图。

图2b是根据至少一个实施方式的耗材的示意图。

图3示出了根据至少一个实施方式的具有多个封闭的生长环境单元的水培系统的示例性实施方式的示意图；

图4示出了根据至少一个实施方式的具有多个封闭的生长环境单元的水培系统的另一示例性实施方式的示意图。

图5示出了根据至少一个实施方式的水培系统的另一示例性实施方式的示意图。

图6示出了根据至少一个实施方式的水培系统的另一示例性实施方式的示意图。

图7示出了在rfid标签上的数据编码的示意图。数据点代表生长条件(以温度表示)，该条件表示为数据点。在每个给定时间，都有一个不同的数据点与在该给定时间的最佳植物条件匹配。这些数据点然后被加密。

图8示出了根据至少一个实施方式的水培系统的水管理系统的示意图。

图9示出了根据一个实施方式的植物生长装置。

图10示出了根据一个实施方式的植物生长装置。

具体实施方式

从以下仅通过示例而以非限制方式示出的各种实施方式的描述中，其他特征和优点将变得更加显而易见。

术语“实施方式”，“该实施方式”、“一个或多个实施方式”、“一些实施方式”和“一个实施方式”是指“本发明的一个或多个(但不是全部)实施方式”，除非另有明确说明。

术语“包含”、“包括”及其变型表示“包括但不限于”，除非另有明确说明。项目列表并不意味着任何或所有项目都是互斥的，除非另有明确说明。术语不带数量的指称物表示“一个或多个”，除非另有明确说明。

另外，如本文中所使用的，措词“和/或”旨在表示包含性的或。即，“x和/或y”例如旨在表示x或y或两者。作为另一示例，“x、y和/或z”旨在表示x或y或z或其任何组合。

应当注意，本文所用的术语“植物”包括不同生长阶段的植物，并且可以包括种子(即种子阶段的植物)、发芽阶段的植物或任何其他生长阶段的植物。

在一个实施方式中，至少一个传感器和至少一个致动器位于至少一个封闭的生长环境单元的双壁腔中。

在另一个实施方式中，至少一个封闭的生长环境单元还包括至少一个适于容纳至少一个耗材的生长托盘。

在另一个实施方式中，至少一个生长托盘是平面的且倾斜的。

在一个实施方式中，至少一个生长托盘位于抽屉内部。

在另一个实施方式中，水培系统还包括与微控制器可操作地连接的水管理系统。

在另一个实施方式中，水管理系统包括用于存储营养液混合物的主储箱，该营养液混合物包括营养物、微量营养物、大量营养物、微生物和ph平衡水中的至少一种。

在一个实施方式中，水管理系统还包括至少一个副储箱，用于容纳营养物、微生物溶液、酸、碱性溶液中的至少一种，该副储箱具有至少一个副储箱致动器。

在另一个实施方式中，至少一个致动器是泵、温度控制装置、led光系统和气体扩散器中的至少一个。

在另一个实施方式中，水培系统还包括至少一个风扇，该风扇可操作以产生从植物环境到传感器中的至少一个以及从至少一个致动器到植物环境的空气循环。

在一个实施方式中，至少一个风扇是循环风扇和排气风扇中的至少一个。

在另一个实施方式中，生长环境条件包括温度、湿度和气体浓度中的至少一个。

在另一个实施方式中，至少一个传感器是湿度传感器、温度传感器和气体传感器中的至少一个。

在一个实施方式中，至少一个耗材包括存储芯片。

在另一个实施方式中，存储芯片是射频识别标签。

在另一个实施方式中，至少一个耗材包括用于保持至少一种植物和生长培养基的无机垫。

在一个实施方式中，至少一个耗材包括用于保持至少一种植物和生长培养基的吊舱。

在另一个实施方式中，至少一个存储芯片包括用于存储和记录信息的集成电路。

在另一个实施方式中，至少一个存储芯片可操作以存储生长程序识别信息和生长程序。

在一个实施方式中，天线可操作以在至少一个存储芯片上读取和写入信息。

在另一个实施方式中，天线可操作以从至少一个存储芯片接收信息并向至少一个存储芯片发送信息。

在另一个实施方式中，至少一个微控制器可操作以确定封闭的生长环境中的生长条件。

在一个实施方式中，至少一个微控制器可操作以控制至少一个致动器。

在另一个实施方式中，微控制器可操作以分析由至少一个传感器和至少一个识别系统收集的信息，以确定生长环境条件。

在另一个实施方式中，射频识别标签是超高频射频识别标签。

在一个实施方式中，水培系统还包括天线选择器和多个天线，复用器可操作以控制与多个天线中的每个天线的通信。

在另一个实施方式中，系统可操作以周期性地更新在至少一个存储芯片上的生长信息。

在另一个实施方式中，水培系统还包括泵，该泵可操作以将水从水箱输送到至少一个耗材。

在一个实施方式中，至少一个微控制器被埋设在印刷电路板上。

在另一个实施方式中，至少一个存储芯片被埋设在印刷电路板上。

在另一个实施方式中，至少一个封闭的生长环境单元还包括至少一个通风坞。

在一个实施方式中，至少一个通风坞位于封闭的生长环境单元的双壁腔中。

在另一个实施方式中，系统可操作以在选自垫、吊舱和盒的多个存储芯片上进行读取和写入。

在另一个实施方式中，系统可操作以识别和读取包含在至少一个耗材中的生长程序识别信息和生长程序。

在一个实施方式中，方法还包括：从至少一个传感器接收当前单元生长条件；以及基于生长程序信息和当前单元生长条件确定新的单元生长条件。

在另一个实施方式中，方法还包括验证至少一个耗材与位于至少一个封闭的生长环境单元中的其他耗材的兼容性。

在另一个实施方式中，方法还包括：如果至少一个耗材不兼容，则警告用户该至少一个耗材不兼容。

在一个实施方式中，方法还包括在至少一个耗材上写入关于该至少一个耗材的生长阶段的信息。

在一个实施方式中，方法还包括在至少一个耗材上更新关于该耗材的生长阶段的信息。

在另一个实施方式中，该方法还包括警告用户至少一个耗材的植物是否准备好收获。

在一个实施方式中，方法还包括控制对至少一种植物的浇灌。

在一个实施方式中，壳体被穿孔以允许营养液从中穿过。

在一个实施方式中，生长程序包括关于种子的生长阶段和生长环境条件的信息。

在另一个实施方式中，植物生长装置还包括用于感测生长床内的电导率和矿物质的传感器。

例如，存储芯片是射频识别标签。

例如，射频识别标签是超高频射频识别标签。

例如，生长支撑部包括用于保持植物和生长培养基的无机垫。

例如，生长支撑部包括用于保持植物和生长培养基的吊舱。

例如，存储芯片包括用于存储和记录信息的集成电路。

例如，至少一个存储芯片可操作以存储生长程序标识信息和生长程序。

参考图1，其中示出了根据本发明主题的至少一个实施方式的用于使至少一种植物80(图1中未示出)生长的水培系统100的示意图。水培系统100可以包括至少一个耗材102、至少一个封闭的生长环境单元110、至少一个识别系统105以及至少一个微控制器112。

应该理解，植物80可以从种子开始生长。例如，可以将一个种子80或多个种子80预插入到耗材102中。例如，可以将处于任何其他生长阶段的植物80预插入到耗材102中。

封闭的生长环境单元110可以容纳一个或多个耗材102。

在一个实施方式中，耗材可以是植物生长装置，其具有生长壳体和生长培养基。生长装置可以是容器。生长培养基被配置在生长壳体内。生长培养基可以是基质。基质可以具有复杂的根系，其有助于植物或种子吸收必需的营养物，所述营养物可以包括铁、镁、钾、氮和许多其他营养物。这些营养物对生长壳体中的植物或种子的着色、健康和生长速度起关键作用。生长壳体可以被穿孔以允许营养液通过在生长壳体内部。例如，生长壳体可以是被穿孔的容器，以使营养液进入并且使根系扩展到容器之外。

可以将一个或多个种子置于生长培养基中。可以将存储芯片插入生长壳体中。存储芯片可以包括射频识别(rfid)标签或芯片。存储芯片可以位于生长壳体的底部。存储芯片可以位于生长壳体的腔室内。存储芯片可以位于所述生长壳体的腔室内，所述腔室用作所述存储芯片与所述生长壳体内部的生长培养基之间的屏障。存储芯片可以连接到生长壳体。存储芯片可以位于生长壳体外部。植物生长装置可以具有用于感测生长床内的电导率和矿物质的传感器。

存储芯片存储用于植物的生长程序。存储芯片还可存储用于布置在生长培养基内的种子的生长程序。存储芯片还可以存储关于生长装置、生长壳体和生长培养基的信息。生长程序可以包括关于种子或植物的生长阶段和生长环境条件的信息。存储芯片可以存储完整的种子或植物指南，其描述了使种子或植物在水培系统中生长的具体技术；关于种子或植物的详细信息，例如包括其植物学分类、授粉的结构和方式、所需种群大小、隔离距离、笼养或人工授粉的技术；以及用于收获、干燥、清洁和存储植物和种子的适当方法。

在一个实施方式中，耗材可以是植物生长装置，其包括尺寸被设定为适合于容纳生长培养基和至少一种种子或植物的生长壳体。可以将存储芯片插入壳体中或与其连接。存储芯片存储有用于植物或种子的生长程序。生长壳体可以被穿孔以允许营养液从中穿过。植物生长装置可以具有用于感测生长床内的电导率和矿物质的传感器。

在一个实施方式中，耗材可以是具有生长支撑部的植物生长装置。可将生长培养基置于生长支撑部上。可以将至少一个种子置于生长培养基内。可以将存储芯片插入生长支撑部中或与其连接。存储芯片可以存储植物或种子的生长程序。植物生长装置可以具有用于感测生长床内的电导率和矿物质的传感器。

参考图9，示出了植物生长装置903，其具有生长壳体905和生长培养基907。种子909被布置在生长培养基内。存储芯片例如rfid标签被布置在生长的壳体内部。

参考图10，示出了具有生长支撑部190的植物生长装置。生长支撑部190可以是垫。生长培养基191被布置在生长支撑部190上。种子192被布置在生长培养基上。存储芯片193被插入支撑部中，该存储芯片存储用于植物的生长程序。存储芯片可以是rfid标签。

返回图1，封闭的生长环境单元110可以是植物80可以在其中生长的物理环境。该封闭的生长环境单元110可以被设计为独立于外部周围环境。例如，在这种封闭的生长环境单元110内，可以控制、自动调节和改善生长环境条件。例如，可以针对特定类型的植物优化这种生长环境条件。例如，封闭的生长环境单元110的封闭的生长环境可以提供改善的一致的产率和改善的生长性能，这可以导致收获周期减少和食品质量增加。封闭的生长环境单元110还可将生长环境与害虫隔离。

在至少一个实施方式中，封闭的生长环境单元110可以是具有生长托盘114的盒子，其上可以放置一个或多个耗材102。

例如，封闭的生长环境单元110可具有可操作以打开和关闭的门(未示出)。这样的门例如可以由玻璃制成。例如，在打开门之后，用户可以放置新的耗材102或收获生长的植物。

例如，封闭的生长环境单元110还可以具有至少一个抽屉(未示出)，在该抽屉中可以放置至少一个生长托盘114。例如，生长托盘114可以放置在抽屉的底部。例如，生长托盘114可以是平面的和/或倾斜的。

在至少一个实施方式中，封闭的生长环境单元110可具有内壁116和外壁118，从而形成双壁腔120。

封闭的生长环境单元110中的生长环境条件可以由微控制器112控制。例如，生长环境条件可以是温度、湿度和/或气体浓度(例如，co2浓度)。

在至少一个实施方式中，微控制器112可以从至少一个传感器140接收关于生长环境条件的信息。例如，多个传感器140可以形成传感器阵列141。例如，传感器140可以是湿度传感器、温度传感器和/或气体传感器(例如co2传感器)。例如，传感器140可以将关于生长环境条件的信息(例如，无线地)发送到微控制器112。

例如，一个或多个传感器140可以位于封闭的生长环境单元110内部。一个或多个传感器140可以位于双壁腔120内部。

在至少一个实施方式中，微控制器112可以使用一个或多个致动器142来控制生长环境条件。例如，致动器142可以更改生长环境条件。例如，一个或多个致动器142可以是泵、通风系统、加热器、温度控制器件(例如，热电器件或任何其他用于控制温度的器件)、led光系统和/或气体扩散器(例如co2气体扩散器)。例如，致动器142可形成致动器143的阵列。例如，可存在一个致动器142，用于控制多种生长环境条件。

例如，一个或多个致动器142可位于封闭的生长环境单元110内部。一个或多个致动器142也可至少部分地位于双壁腔120内部。

在至少一个实施方式中，微控制器112还可以控制风扇145。例如，风扇145可以产生从植物环境108(靠近耗材102的环境)到传感器140和从至少一个致动器142到植物环境108的空气流通。例如，风扇145可以是循环风扇和/或排气风扇。

在至少一个实施方式中，由传感器140收集的信息可以被(例如，无线地)发送至微控制器112，或者微控制器112可以请求并获得来自传感器140的信息。微控制器112还可以请求并接收来自识别系统105的信息。

基于所接收的信息，微控制器112可以确定生长在每种耗材102中并且位于生长环境单元110中的植物80(和/或植物种类)的生长环境条件。

例如，位于不同耗材102中的不同植物80可能处于不同的生长阶段。例如，位于耗材102中的植物可以处于种子阶段、发芽阶段、幼苗阶段、营养生长阶段、蕾阶段、开花阶段或任何其他生长阶段。

在至少一个实施方式中，如图1所示，识别系统105和微控制器112可以至少部分地位于封闭的生长环境单元110的双壁腔120内。

参考图2a和图2b，其中示出了耗材202a和202b的示例性实施方式。例如，耗材202a可以包括吊舱201a。例如，耗材202b可包括无机垫201b。

吊舱201a和/或无机垫201b可以保持生长培养基206和至少一种植物80。例如，生长培养基206可以是土壤、种植土壤、种植混合物、用于生长的无土混合物、堆肥或本领域已知的且适合于生长植物80的任何其他生长培养基。吊舱的几何形状可不同于垫。与垫相比，吊舱可以寄养的植物在成熟时会长到更大的尺寸。

在至少一个实施方式中，耗材102(202a，202b)可以具有存储芯片103(203a，203b)(例如，rfid标签)。例如，存储芯片203a和/或存储芯片203b可以分别放置在吊舱202a的下方或无机垫202b的下方。存储芯片103(203a，203b)可以具有用于记录和存储信息的集成电路(ic)。例如，可以对存储和/记录在存储芯片103(203a，203b)上的信息进行加密。例如，加密的数据只能由水培系统100解密(例如，只有微控制器112或id系统105可以解密数据)。加密可以确保仅批准的耗材102可以与本文所述的水培系统100一起使用。

例如，存储芯片103可以将信息发送到天线104和/或天线104可以读取(请求和接收)存储在存储芯片103上的信息。

在至少一个实施方式中，存储芯片103可以存储生长程序识别信息和生长程序。例如，天线104可以在存储芯片103上读取和写入。例如，由天线104接收的信息可以被进一步发送到识别系统105，识别系统105进而可以将信息发送到微控制器112。

生长程序可意味着芯片本身包含生长程序作为标识(id)。该芯片包含代码，该代码引用程序，该程序被保存在机器内部存储器中，例如，保存在微控制器上。芯片可包含唯一的id和生长程序。生长程序使机器知道一段时间内一个或多个植物所需的条件以及唯一的id。

识别系统105可以与天线104无线通信。识别系统105可以从天线104接收数据，例如生长程序识别信息和生长程序。

识别系统在垫和吊舱上的芯片与读取器之间进行通信，该读取器又与微控制器进行通信。天线是该系统的一部分，因为rfid需要天线以在芯片(rfid标签)和读取器之间进行通信。

例如，天线104可以识别耗材的存储芯片(例如，射频识别(rfid)标签)并从其读取信息，并将该信息记录在存储芯片103上。例如，rfid标签可以是超高频(uhf)、可操作的从而以更大的距离读取多个芯片。根据标签和读取器的设计，读数范围可以在从0m到25m的任何地方。这项技术可以在小的和非常大的成长环境中使用。

例如，识别系统105可以帮助减少或甚至消除用户输入的数据。例如，水培系统100可以不具有电源开关。例如，水培系统100可以处于“睡眠”模式，直到识别系统105识别出耗材102。当水培系统100处于“睡眠”模式时，仅识别系统105可以扫描环境搜索耗材102。因此，可以不需要用户的干预。

在至少一个实施方式中，用户仅需要干预的可以是将至少一个耗材102放置在封闭的生长环境110中、收获植物80。此外，如果水培系统未配备有任何水管理系统，用户可以自己向水箱130中添加水，并向水中添加营养液。

具有存储芯片103来存储耗材102的植物的生长条件可以消除微控制器112用于存储可以随时与封闭的生长环境单元110一起使用的每种植物80的生长信息的需要。当随着新植物种类的新耗材102被引入市场时，这还可以帮助减少甚至消除对软件更新的需求。

识别系统105可以周期性地在存储芯片103上写入，以跟踪耗材102在封闭的生长环境单元110中所耗费的时间。

在至少一个实施方式中，耗材102可以从一个封闭的生长环境单元110移动到另一个封闭的生长环境单元，或者从一个水培系统100移动到另一个水培系统。在这种情况下，例如，存储芯片103可以具有关于耗材102所处的生长阶段的信息。当在短时期内将耗材102从其生长环境中移出例如为了部分收获位于耗材102中的植物时，或者在断电的情况下，该存储芯片还可以防止数据丢失。

微控制器112可以基于接收到的信息来控制封闭的生长环境单元110中的生长环境条件。

例如，可以基于记录在每个耗材102上并由微控制器112通过识别系统105接收的生长程序识别信息来确定改善的生长环境条件。例如，可以通过微控制器112通过分析由至少一个传感器和识别系统105收集的信息来确定改善的生长环境条件。例如，可以由微控制器112基于生长程序识别信息、特定于耗材102中的每个的生长程序以及从传感器140接收的信息(环境状态数据)确定改善的生长环境条件。

例如，即使位于封闭的生长环境单元110中的不同植物可能处于不同的生长阶段，微控制器112也可以确定有利的生长环境条件。

现在参考图3，其中示出了根据至少一个实施方式的具有多个封闭的生长环境单元310a、310b和310c的水培系统300。封闭的生长环境单元310a、310b和310c中的每个类似于本文所述的封闭的生长环境单元110，并且每个具有天线304a、304b和304c。天线304a、304b和304c中的每个可操作以分别搜索耗材302a、302b和302c的存储芯片(例如，rfig标签)。

应该理解，每个封闭的生长环境单元310a、310b和310c可以具有多于一个耗材302a、302b，302c。然后，可以将由天线304a、304b和304c接收的信息(例如，无线地)发送到天线选择器326。天线选择器326可以改善识别系统305与天线304a、304b和304c的通信。

在这种水培系统300中，天线304a、304b和304c还可以与封闭的生长环境单元310a、310b和310c中的每个的传感器340a、340b、340c以及致动器342a、342b和342c通信。应当理解，每个封闭的生长环境单元310a、310b和310c可具有多个传感器和/或多个致动器。在这种情况下，天线选择器326可以帮助位于封闭的生长环境310a、310b和310c外部的微控制器312从传感器340a、340b、340c接收信息(环境状态数据)并将控制命令发送到致动器342a、342b和342c。

现在回到图1，水培系统100可以不具有水管理系统。例如，当使用不具有任何水管理系统的水培系统100时，用户可能需要手动将水添加到水箱130中，用户可能还需要混合营养液以将其添加到水中。这样的水培系统100可能需要很少的安装，并且可以安装在用户厨房的台面上。

在图4所示的另一示例性实施方式中，水培系统400可以具有一个水管理系统450和一个微控制器312。每个封闭的生长环境单元410a、410b、410c可以具有其适当的传感器(440a、440b、440c)，致动器(442a、442b、442c)和识别系统(405a、405b、405c)。

在至少一个实施方式中，每个封闭的生长环境单元110可以具有其自身的微控制器112和/或其自身的水管理系统。

在至少一个实施方式中，水管理系统450可以可操作地连接到微控制器312。在至少一个实施方式中，水管理系统450可以具有用于储存营养液混合物的主储箱。例如，营养液混合物可以具有营养物、微量营养物、大量营养物、微生物和ph平衡水中的至少一种。

水管理系统还可以具有至少一个副储箱。例如，副储箱可以具有至少一个副储箱致动器。例如，副储箱致动器可以是电动阀或泵，其可以帮助将溶液输送到主储箱。例如，副储箱可以容纳溶液，该溶液可以包括营养物、微生物或酸/碱。水管理系统可以连接到微控制器，该微控制器可以基于由可以监测副储箱内的水的水传感器收集的信息来激活致动器。

例如，营养液可以具有用于增强植物发育的微生物溶液，并且微生物溶液可以具有水。例如，水溶液可以是水培的主要部分，因为它是可以将营养物通过植物80根部输送到植物80的介质。

例如，主水箱可以连接至进水口(类似于使用电动阀的洗碗机或洗衣机)。水培系统可以自动将用过的水回收为淡水，然后使溶液与营养物、酸/碱溶液和微生物溶液平衡。待平衡溶液可以位于副储箱中。例如，微控制器可以基于由识别系统收集的信息和/或基于由封闭的生长环境单元中的传感器所测量的实际生长条件，来确定主储箱中水的不同浓度和ph。

例如，当许多封闭的生长环境单元连接到一个水管理系统时，微控制器可以确定主储箱中的最佳溶液，该溶液可以满足每个封闭的生长环境单元的要求。

如果水管理系统连接到多于一个生长环境或在单个环境中提供不同的灌溉溶液，则该水管理系统可以具有多于一个主储箱。

参考图8，示出了水培系统的一个实施方式的水管理系统。如图8所示，水培系统具有主储箱711，该主储箱711包含平衡水培溶液。主储箱具有用于将水排放到主储箱外部的出水口715。通过打开出水口上的排水阀，出水口715可用于从储箱中排出所有水。出水口715可以连接到用于将水排放到储箱外部的排水管。

主储箱711具有用于将水引入储箱内的进水口717。进水口717可以连接到电动阀和/或泵。进水口717连接到用于向主水箱711提供水的供水部。

出水口715和进水口717可以由微控制器控制。例如，微控制器可以自动打开以打开出水口715以将水排放到主储箱711的外部。微控制器还可以自动开启以打开进水口717以将水引入主储箱711。主储箱711具有电导率(ec)传感器719和ph传感器721。ec传感器719和ph传感器721可以位于主储箱711内的任何位置。ec传感器719用于测量主储箱711内水溶液中的总营养物水平。ec传感器719还可以确定溶解在水溶液中的营养盐的总量。微控制器可以读取ec传感器以确定水溶液中的营养物水平。通过定期读取ec传感器的读数，微控制器被构造为将主储箱内的水溶液保持在所需范围内。微控制器可以被构造为根据需要自动调节水溶液中的营养物水平。

ph传感器721可用于测量水溶液中的氢离子浓度(或ph)，指示其酸度或碱度。

主储箱711具有风扇713。风扇713被构造为排空氯。

主储箱711连接到副储箱701、703、705、707。每个副储箱可以通过泵709连接到主储箱711。副储箱可以包含溶液，该溶液可以包括营养物、微生物或酸/碱。例如，副储箱701可以包含ph+溶液。副储箱703可以包含ph-溶液。副储箱705和707可以包含营养液。

现参考图5，其中示出了水培系统500的另一示例性实施方式，其仅具有一个识别系统505和一个用于许多生长环境单元510a、510b的微控制器512。每个生长环境单元可以具有其自身的天线504a、504b，其可以通过天线选择器526与识别系统505通信。如图5所示，水培系统500可以被集成为使得可以将先前列出的所有主要部件一起分组在一个模块中。

现参考图6，其中示出了根据至少一个实施方式的水培系统600的另一个示例性实施方式。水培系统600可以由许多封闭的生长环境单元610a、610b组成，它们可以连接到一个水管理系统650、一个识别系统605和一个微控制器612。每个生长环境单元可以具有天线604a、604b，一个或多个传感器640和一个或多个致动器642，如本文所讨论的。为了实现微控制器612与天线604a、604b之间的通信，可以将天线选择器626(例如，多路复用器)添加到识别系统605。

例如，这种水培系统600可以不被分组为一个模块。相反，封闭的生长环境单元610a、610b可以相距一定距离，但是全部都连接到相同的中央水管理系统650、识别系统605和微控制器612。例如，这种布置可以为将水培系统600集成到厨房或其他空间中提供更大的自由度。例如，水箱、微控制器612和识别系统605可以位于水槽下方，一个用于使草药生长的封闭的生长环境单元610a可以挂在香料柜旁边，而另一个用于使生菜生长的封闭的生长环境单元610b可以位于台面下方。

例如，至少一个通风坞(未示出)可以至少部分地位于双壁腔120的内部。

图7示出了在rfid标签上的数据编码的示意图。数据点代表生长条件，例如水、营养物、空气、光、温度、空间和时间。这些条件可以表示为数据点。在每个给定时间，存在与在该给定时间的最佳植物条件匹配的不同的数据点。这些数据点被加密。

在至少一个实施方式中，水培系统可以是房间。例如，房间内的空间可以是封闭的生长环境。该系统可以类似于本文所讨论的实施方式，但是在尺寸上进行调整，尤其是致动器，因为它们将以大得多的比例更改生长条件。

本文所述的水培系统可以被设计为用户友好的。本文所述的水培系统可以具有基于放置在耗材102中的种子和/或植物品种来自动调节生长条件的能力。

为了操作水培系统，用户可以打开门并将耗材102放置在封闭的生长环境单元110中的生长托盘114上。然后用户可以关闭门。

如果封闭的生长环境单元110不包含耗材，则水培系统可以唤醒并读取耗材102上的生长程序。然后，水培系统可以相应地调整封闭的生长环境单元110的生长条件。

如果封闭的生长环境单元110已经包含另一个耗材102，则水培系统可以确保新的耗材102与水培系统和/或封闭的生长环境单元110兼容。如果耗材102不兼容，则水培系统可以例如将其通告给用户。如果新的耗材102是兼容的，则水培系统可以确定此时在封闭的生长环境单元110内的所有耗材102的最佳生长条件。

例如，用户可以具有许多独立的水培系统，并且可以决定将一个耗材102从一个水培系统移到另一水培系统。如果第一个水培系统正在将信息写入耗材的存储芯片103上，则第二个水培系统可以稍后从存储芯片103读取此信息。

例如，水培系统还能够在耗材102准备好收获时通知用户，因为可以在每个耗材102的增长程序中指示该信息。该过程可以使得水培系统知道可以能够生长的植物种类。这可以减少甚至消除用户输入或与水培系统进行进一步交互的需求。因此，水培系统可以形成完全自控制的系统。

用于控制水培生长的方法包括读取耗材102上的生长程序并调节封闭的生长环境单元110的生长条件。该方法还包括确定位于封闭的生长环境单元中的至少一个耗材的最佳生长条件。

该方法还可以包括：验证是否已经存在耗材；验证该耗材是否与水培系统兼容。

例如，如果耗材不兼容，则该方法可以包括向用户通告耗材不兼容。

该方法还可以包括在耗材102的存储芯片103上写入(记录)关于耗材的生长阶段的信息。写在耗材的存储芯片上的关于耗材的生长阶段的信息可以被更新。

还可以通知用户耗材102是否可以准备收获和/或何时可以准备收获。

尽管特别参考了特定实施方式进行了描述，但是应该理解，对于本领域技术人员而言，可以对其进行许多修改。权利要求的范围不应该由本公开和附图中提供的特定实施方式和示例来限制，而应该被给予与本公开整体一致的最宽泛的解释。