用于对接至少一个照明系统的园艺照明接口的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于对接至少一个照明系统的园艺照明接口。
【背景技术】
[0002] 园艺照明在本领域中是已知的。例如，US2010031562描述了一种用在温室养殖 中的用于对温室中的作物进行照明的照明设施，包括设置在要照明的作物上方的多个光源 (比如灯）和用于这些光源的多个调光装置，其特征在于，调光装置具有用于按照预先确定 的图案与调光装置协同地周期地、自动地改变光源的光强度的控制构件。US2010031562的 目标在于提供一种分别用于温室养殖的方法和照明设施。特别地，光源被分成多个组，该照 明设施被设计成使得在使用时，每个组的功率按照预定的图案变化，而不同组的图案相对 于彼此被相移，从而使得联合组消耗的电功率的变化小于单独的组的功率变化之和，更加 特别地，使得联合组消耗的电功率的变化小于单个组的功率变化，再更加特别地，使得联合 组消耗的电功率的变化达到可能的最小的程度，或者至少几乎不变化。特别地，所有图案都 是相同的，只是彼此之间有相移。
【发明内容】
[0003] 植物使用光合作用过程将光、0)2和H 20转化为碳水化合物(糖)。这些糖用于为代 谢过程供给燃料。过量的糖被用于生物量形成。该生物量形成包括茎干伸长、叶面积增大、 开花、果实形成等等。负责光合作用的受光体是叶绿素，并且在较高的植物中，还有作为天 线色素的一部分的类胡萝卜素。除光合作用外，还有光周期性、趋光性和光形态建成是与光 或者波长介于300nm和SOOnm之间的电磁辐射与植物之间的相互作用有关的代表性生理过 程： -光周期性指的是植物所拥有的感知和测量光的周期性(例如，诱发开花）的能力， -趋光性指的是植物朝向和背离光的生长运动，和 -光形态建成指的是响应于光的质量和光量在形态上的改变。
[0004] 叶绿素 a和b的两个重要吸收峰值分别位于从625到675nm和从425到475nm的 红和蓝区域内。另外，在近UV( 300-400nm)处以及在远红区域（700- 800nm)中还有其它 的局域峰值。主要的光合活动似乎发生在400-700nm的波长范围内。该范围内的辐射被称 为光合成有效辐射（PAR)。
[0005] 光敏色素光系统包括两种形式的光敏色素，Pr和Pfr，它们分别具有位于660nm处 的红和730nm处远红中的它们的感光度峰值。光敏色素活动掌控不同的响应，比如叶子扩 展、相邻感知、避荫、茎干伸长、种子萌芽和开花诱发。
[0006] 在园艺学中，光通常是以PAR (光合成有效辐射）光子的数量（nr)来量化的（400 到700nm之间的所有光子对光合作用的贡献被认为都是相等的)，并且可以用每单位面积每 秒的光子数目来测量和表达（以Mmol/sec/m2为单位；一摩尔对应于6*10 23个光子)。替代 性地，光可以依据光功率(毫）瓦特来测量和表达。
[0007] 植物生长不仅取决于光的量或光强度，而且还取决于植物上的光的光谱组成、持 续时间和时机。强度、光谱组成、持续时间和时机方面的、并且在这些参数方面针对植物发 育取决于具体的植物的最佳的光组合被称为"光配方〃。
[0008] 传统上，对于植物生长只有阳光是可用的。人工照明和例如温室的发展带来了 针对该用途的特殊照明装置。首先使用的是灯泡、基于电热丝的照明装置，接着是高压钠 (HPS)灯。HPS和金属卤化物灯二者都是气体放电灯(原理是基于在充气管内的2个电极之 间造成放电电弧，该电弧使气体电离并且呈现金属卤化物或者在HPS的情况下产生钠汞合 金)。只有白炽灯泡(真空的或填充有卤素)是基于电热丝的原理，电热丝大多数是钨。经常 使用的第三种原理是荧光灯管，荧光灯管也是气体放电灯(填充有汞蒸汽)，由电离的汞产 生的紫外光被置于玻璃管内部的磷光体转化为可见光。所有的这三种类型的灯都用于园艺 照明。HPS灯在温室中通常用作同化照明，产生高的光水平；白炽灯泡在温室中还用作催花 灯(用于开花诱发)，并且荧光灯管用在没有日光的组织培养生长和植物生长室内。原则上， LED照明能够并且终将代替用于园艺的常规光源，并且很可能将能够实现全新的并且目前 还不能预见的植物栽培方法。利用LED，现在已经使创造比大多数常规的源更加有效率的来 自于300nm-800nm的任何光谱成为可能，而且控制基于LED的光源的光谱组成也是可能的。 LED可以在园艺照明中发挥各种作用，比如： 补充照明：使用补充自然日光的照明以便增加(例如番茄的）产量、例如在作物价格可 能较高的秋、冬、以及春季延续作物生产，或者作为调节作物形态的控制方法。
[0009] 光周期照明：光的每日持续时间对许多植物而言是重要的。24小时周期内有光和 无光时段的比例会影响很多植物的开花响应。借助补充照明来操控该比例能够实现开花时 间的调整。
[0010] 在〃植物工厂〃中的无日光栽培以及用于组织培养应用。
[0011] 在不久的将来，常规的光源可能继续发挥作用。在一些情况下，它们可能经证明是 更加经济合算的和/或证明是用于植物生长的人工光源。可能与自然的和/或其它人工光 源组合。
[0012] 照明装置的各种生产者提供在光谱输出和/或强度二者方面具有不同特性的照 明装置。在引入LED光源的情况下，光源甚至更加多样化。此外，种植者可以在他的温室中 使用和组合不同类型的照明装置。在温室中组合所有这些不同的照明装置并且在植物生长 的合适阶段提供最佳类型的照明经证明是挑战。实际上，LED照明使得光谱组成随时间变 化是可控的。不仅光的量至关重要，而且尤其要关注光的质量并且需要对光的质量加以定 义。
[0013] 因此，本发明的一个方面是提供一种用于园艺应用的照明控制和/或用于园艺应 用的替代性的照明方法，其优选地进一步至少部分地消除以上描述的缺陷中的一个或多 个。
[0014] 本发明因此提供一种用于将期望的生理学植物响应转换为用于具有至少可调照 明属性的至少一个照明系统的控制指令的接口，所述接口包括： 用于接收期望的生理学植物响应的接收器； 在功能上耦合至所述接收器、用于将所述期望的生理学植物响应转换为所述控制指令 的处理器，和 在功能上耦合至所述处理器、用于将所述控制指令发送到所述至少一个照明系统的发 送器， 其中所述期望的生理学植物响应被定义为多维园艺行为空间中的设定点，所述多维园 艺行为空间由至少两个维度表示，所述至少两个维度选自于代表期望的光合作用行为的第 一维度、代表期望的向光性行为的第二维度、代表期望的光敏色素 Pr行为的第三维度和代 表期望的光敏色素 Pfr行为的第四维度。
[0015] 其中所述处理器在功能上耦合至存储器，该存储器包括表示多维园艺行为空间中 的可被转换为可由所述至少一个照明系统执行的控制指令的点的多维园艺行为空间的子 空间的描述，并且 其中所述处理器被适配成将所述设定点映射到所述子空间中的目标点并且为所述至 少一个照明系统确定对应的控制指令。
[0016] 在实施例中，本发明提供一种用于将期望的生理学植物响应转换为用于具有至少 可调照明属性的至少一个照明系统的控制指令的接口，所述接口包括： 用于接收期望的生理学植物响应的接收器； 在功能上耦合至所述接收器、用于将所述期望的生理学植物响应转换为所述控制指令 的处理器，和 在功能上耦合至所述处理器、用于将所述控制指令发送到所述至少一个照明系统的发 送器。
[0017] 所述期望的生理学植物响应在实施例中被定义为多维园艺行为空间中的设定点， 所述多维园艺行为空间由下列之一表示 (i) 第一坐标系，至少包括代表期望的光合作用行为的第一维度和代表期望的向光性 行为的第二维度； (ii) 第二坐标系，至少包括代表期望的光合作用行为的第一维度、代表期望的光敏色 素 Pr行为的第二维度和代表期望的光敏色素 Pfr行为的第三维度；和 (iii) 第三坐标系，至少包括代表期望的向光性行为的第一维度、代表期望的光敏色素 Pr行为的第二维度和代表期望的光敏色素 Pfr行为的第三维度。
[0018] 所述处理器在功能上耦合至存储器，该存储器包括表示多维园艺行为空间中的可 被转换为可由所述至少一个照明系统执行的控制指令的点的多维园艺行为空间的子空间 的描述，并且所述处理器被适配用于将所述设定点映射到所述子空间中的目标点并且为所 述至少一个照明系统确定对应的控制指令。
[0019] 园艺行为空间坐标可以例如用于温室控制。在温室中，存在支持作物及其它植物 方生长的许多不同的系统。实际上，在这方面，'园艺'甚至可以延展到种植藻类和类似的 有机物。
[0020] 将固定的照明装置与可调光照明装置源以及与全色可控光源组合于一个照明系 统中并且通过使用园艺行为空间允许容易的光谱控制的思想是新颖的，并且对于终端用户 安装者、气候计算机建立者(程序员）和灯具制造商二者都是有益的。
[0021] 园艺行为空间可以用于更多用途： 1.预测植物对光的响应并且为不同的作物定义光配方。
[0022] 2.使得灯具制造商能够表征与植物种植者有关的灯光的