用于在受控耕作環(huán)境中優(yōu)化資源的有效使用的系統(tǒng)、方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】公開(kāi)了一種用于在受控耕作環(huán)境中優(yōu)化資源的有效使用的系統(tǒng)、方法和設(shè)備?；诙喾N植物的養(yǎng)分信息來(lái)控制對(duì)受控耕作環(huán)境的各種輸入，其中，受控耕作環(huán)境包括多種植物。諸如來(lái)自電力公司的電費(fèi)率信息的第三方信息可被系統(tǒng)訪問(wèn)，并且也可用來(lái)控制對(duì)耕作環(huán)境的輸入。例如，如果電力公司提供激勵(lì)或減少的費(fèi)率以在某些時(shí)間段期間不使用電，則本發(fā)明的系統(tǒng)將發(fā)送信號(hào)到電氣接口，以僅在除了某些時(shí)間段以外的時(shí)間對(duì)受控環(huán)境的光源供電，從而利用激勵(lì)或減少的費(fèi)率。
【專利說(shuō)明】用于在受控耕作環(huán)境中優(yōu)化資源的有效使用的系統(tǒng)、方法 和設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的實(shí)施例總體上涉及耕作技術(shù)，更具體地涉及用于在受控耕作環(huán)境中優(yōu)化 資源的有效使用的系統(tǒng)、方法和設(shè)備，受控耕作環(huán)境包括但不限于水栽培系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 在過(guò)去的年代，農(nóng)場(chǎng)主完全依賴大自然供給其農(nóng)作物的需求。任何植物的主要需 求是水和陽(yáng)光。植物還需要某些養(yǎng)分，可經(jīng)由植物根從土壤接收所述養(yǎng)分。農(nóng)場(chǎng)主依賴雨 水提供水，依賴太陽(yáng)提供光，并且依賴土壤中的養(yǎng)分滿足農(nóng)作物的養(yǎng)分需求。盡管指望大自 然提供這些資源的農(nóng)場(chǎng)主節(jié)省了人工提供這些資源的成本，但這些農(nóng)場(chǎng)主由于大自然的不 可預(yù)測(cè)的稟性而每年面對(duì)巨大的不確定性。
[0003] 隨著耕作的進(jìn)步，農(nóng)場(chǎng)主已變得較少依賴大自然滿足所有這些生物需求。隨著人 工灌溉的出現(xiàn)，農(nóng)場(chǎng)主開(kāi)始控制由其農(nóng)作物接收的水的量，而非完全依賴雨水。利用肥料， 農(nóng)場(chǎng)主可以增加土壤中的養(yǎng)分的量。利用諸如植物生長(zhǎng)燈的人工光，農(nóng)場(chǎng)主可以提供光合 作用所需的光的量，而不管太陽(yáng)的位置如何。
[0004] 因此，當(dāng)耕作繼續(xù)朝著完全人工環(huán)境前進(jìn)時(shí)，在本領(lǐng)域需要一種在這些受控耕作 環(huán)境中優(yōu)化資源的使用的系統(tǒng)、方法和設(shè)備。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 因此，為了解決上述需要和缺點(diǎn)，本發(fā)明的各種實(shí)施例提供一種用于在受控耕作 環(huán)境中優(yōu)化資源的有效使用的系統(tǒng)、方法和設(shè)備，受控耕作環(huán)境包括但不限于水栽培系統(tǒng)。
[0006] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)了一種用于在受控環(huán)境中優(yōu)化植物生長(zhǎng)的系統(tǒng)， 該系統(tǒng)包括：控制器，其中，所述控制器具有與因特網(wǎng)的雙向通信鏈路；閥，其中，所述閥被 遠(yuǎn)程地激活并與水源耦接；閥接口，提供從閥到控制器的通信鏈路；電源，其中，電源與一 個(gè)或多個(gè)光源耦接；以及電氣接口，提供與電源和控制器的通信鏈路?？刂破鞅慌渲脼榻?jīng)由 雙向通信鏈路從電力公司網(wǎng)站接收電力費(fèi)率信息，或者經(jīng)由雙向通信鏈路從水務(wù)公司網(wǎng)站 接收水費(fèi)率信息。閥接口可以包括從閥到控制器的無(wú)線或有線的通信鏈路。
[0007] 在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)了一種在受控環(huán)境中優(yōu)化多種植物的植物生長(zhǎng) 的方法。所述方法包括如下步驟：確定一種或多種植物的養(yǎng)分信息；確定受控環(huán)境中的輸 入的當(dāng)前水平；以及基于養(yǎng)分信息和輸入的當(dāng)前水平來(lái)調(diào)整對(duì)受控環(huán)境的輸入。所述方法 還可以包括經(jīng)由與諸如電力公司網(wǎng)站的第三方網(wǎng)站的雙向通信鏈路來(lái)訪問(wèn)第三方輸入信 息的步驟，其中，第三方輸入信息可以包括電費(fèi)率信息。
[0008] 確定養(yǎng)分信息可以包括：經(jīng)由通信鏈路訪問(wèn)養(yǎng)分信息數(shù)據(jù)庫(kù)，接收需光量，或接收 多種植物的需水量。調(diào)整步驟可以包括調(diào)度光源在一天的某些時(shí)間期間不工作。調(diào)整步驟 還可以包括改變水閥以在預(yù)定的時(shí)間或時(shí)間量期間給多種植物提供預(yù)定量的水。
[0009] 在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)一種用于在受控環(huán)境中優(yōu)化植物生長(zhǎng)的設(shè)備。 所述設(shè)備包括：至少一個(gè)處理器；以及至少一個(gè)存儲(chǔ)器，包括計(jì)算機(jī)程序代碼，所述至少一 個(gè)存儲(chǔ)器和所述計(jì)算機(jī)程序代碼被配置為，利用所述至少一個(gè)處理器使得所述設(shè)備至少： 確定一種或多種植物的養(yǎng)分信息；確定受控環(huán)境中的輸入的當(dāng)前水平；以及基于養(yǎng)分信息 和輸入的當(dāng)前水平來(lái)調(diào)整對(duì)受控環(huán)境的輸入。
[0010] 本發(fā)明的其它實(shí)施例在對(duì)由光源提供給多種植物的光照進(jìn)行調(diào)整時(shí)考慮C02的 價(jià)格。通過(guò)增加 C02,可以每天將光照水平從17摩爾降低到12摩爾。因此，降低光照量是 節(jié)省電力的價(jià)格，但是也呈現(xiàn)C02的成本的增加。所以，本發(fā)明的各種實(shí)施例基于電力和 C02的價(jià)格來(lái)動(dòng)態(tài)地改變對(duì)環(huán)境的輸入，以確定最佳的成本策略。
[0011] 在另一些實(shí)施例中，本發(fā)明可以包括可再生能量作為輸入。由于各種可再生能量 的輸出是可變的、因此是不可預(yù)測(cè)的，所以本發(fā)明的各種實(shí)施例可以被應(yīng)用來(lái)調(diào)整對(duì)受控 環(huán)境的輸入以解決這些可再生能源的變化。
[0012] 所述至少一個(gè)存儲(chǔ)器和計(jì)算機(jī)程序代碼還可以被配置為：利用所述至少一個(gè)處理 器使得所述設(shè)備經(jīng)由與第三方網(wǎng)站的雙向通信鏈路訪問(wèn)第三方輸入信息。例如，響應(yīng)于來(lái) 自電力公司網(wǎng)站的費(fèi)率信息，所述設(shè)備在調(diào)整步驟中可以發(fā)送信號(hào)到電氣接口，以調(diào)度光 源在一天的某些時(shí)間期間不工作，從而利用電力公司提供的激勵(lì)或者僅僅在較低費(fèi)率時(shí)間 段期間用電。此外，所述設(shè)備可以發(fā)送信號(hào)到閥接口，以調(diào)度受控環(huán)境在某些時(shí)間內(nèi)用水。 本實(shí)施例和其它實(shí)施例中的設(shè)備可以包括能夠控制受控耕作環(huán)境中的一個(gè)或多個(gè)輸入的 控制器或任何其它裝置。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013] 如此已在一般方面描述了本發(fā)明的實(shí)施例，現(xiàn)在將參照附圖，附圖未必按照比例 繪制，并且其中：
[0014] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的系統(tǒng)。
[0015] 圖2進(jìn)一步示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的系統(tǒng)。
[0016] 圖3示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的控制器。
[0017] 圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的方法的步驟的流程圖。
[0018] 圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施例的與受控耕作環(huán)境中的用電有關(guān)的方法的 步驟的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 現(xiàn)在將在以下參照附圖更充分地描述本發(fā)明，其中示出本發(fā)明的一些實(shí)施例，而 非本發(fā)明的所有實(shí)施例。實(shí)際上，這些發(fā)明可被實(shí)現(xiàn)為許多不同形式，并且不應(yīng)該被解釋為 局限于這里闡述的實(shí)施例；相反地，提供這些實(shí)施例以使得本公開(kāi)內(nèi)容將滿足可適用的法 律要求。相同的標(biāo)號(hào)始終表示相同的元件。
[0020] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的用于在受控耕作環(huán)境中優(yōu)化資源的系統(tǒng)。系 統(tǒng)100包括下面在圖3中詳細(xì)地描述的控制器102?？刂破?02通信地耦合到與諸如因特 網(wǎng)104的局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)的雙向或單向的通信鏈路。經(jīng)由與因特網(wǎng)104的雙向通信鏈路， 控制器102可以訪問(wèn)一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)位置，以獲得用于本發(fā)明的各種實(shí)施例的養(yǎng)分信息和 費(fèi)率信息，如在圖2中更詳細(xì)地描述的。
[0021] 系統(tǒng)100還包括閥接口 106和電氣接口 110。閥接口 106與水閥108連接，并且在 一個(gè)實(shí)施例中，閥接口 106被配置為接收來(lái)自控制器102的信號(hào)，以操作用來(lái)打開(kāi)水流或停 止水流到受控耕作環(huán)境100中的一種或多種植物。電氣接口 110可以包括用于接收來(lái)自控 制器102的信號(hào)的任何類型的接口，或者在其他實(shí)施例中，電氣接口 110可以包括用于接收 來(lái)自用戶的輸入進(jìn)而控制光源112的用戶接口。光源112可以包括用于在受控耕作環(huán)境中 提供光的任何裝置或部件，其包括但不限于發(fā)光二極管或發(fā)光二極管的集合。
[0022] 控制器102可以與一個(gè)或多個(gè)傳感器109通信地耦合，一個(gè)或多個(gè)傳感器109可 以被配置為獲得本發(fā)明的各種實(shí)施例所要求或所需的任何類型的信息。例如，非限制性地， 傳感器109可以包括用來(lái)獲得受控耕作環(huán)境中的C02水平的C02傳感器，或者用來(lái)獲得在 某一時(shí)間段期間由受控耕作環(huán)境中的一種或多種植物接收到的光或水的量的光傳感器。這 些傳感器還被配置為在從受控耕作環(huán)境獲得信息之后將該信息存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器306或任何 其他計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中。在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，這些傳感器還可以被配置為將 該信息發(fā)送到計(jì)算機(jī)終端或智能電話裝置，以經(jīng)由用戶接口引起來(lái)自用戶的輸入。
[0023] 圖2還示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的系統(tǒng)的涉及可包括用于受控環(huán)境100中的植 物的費(fèi)率或養(yǎng)分信息的網(wǎng)絡(luò)位置的部分。如系統(tǒng)200所示，控制器102可以經(jīng)由與因特網(wǎng) 104的雙向（或單向）連接訪問(wèn)一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)位置。如圖2所示，這些網(wǎng)絡(luò)位置可以包 括電力公司網(wǎng)站202,該電力公司網(wǎng)站202可以提前一天發(fā)布用電的費(fèi)率信息。作為另一 個(gè)示例，網(wǎng)絡(luò)位置可以包括水務(wù)公司網(wǎng)站204,該水務(wù)公司網(wǎng)站204可以預(yù)先發(fā)布水費(fèi)率信 息。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，除了電力公司網(wǎng)站202或水 務(wù)公司網(wǎng)站204以外，或者替代電力公司網(wǎng)站202或水務(wù)公司網(wǎng)站204,控制器102可以訪 問(wèn)多個(gè)其他網(wǎng)絡(luò)位置以獲得費(fèi)率信息或養(yǎng)分信息。
[0024] 圖3示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的控制器。如圖3所示，控制器102可以包括處理 電路302或者以其它方式與處理電路302通信，該處理電路302可被配置為執(zhí)行根據(jù)本文 中描述的示例實(shí)施例的動(dòng)作。根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例，處理電路302可以被配置為將信 號(hào)傳送到閥接口 106或電氣接口 110,執(zhí)行數(shù)據(jù)處理、應(yīng)用執(zhí)行和/或其它處理和管理服務(wù)。 數(shù)據(jù)處理功能可以包括分析多種植物的養(yǎng)分信息、以及當(dāng)前輸入水平和費(fèi)率信息，以確定 對(duì)受控環(huán)境的調(diào)整決定，例如，到電氣接口 110的信號(hào)，以僅僅在某些時(shí)間段期間但以足夠 的量對(duì)光源112進(jìn)行供電，以滿足多種植物的養(yǎng)分需要。
[0025] 在一些實(shí)施例中，控制器102或處理電路302可以被實(shí)施為芯片或芯片組。換句 話說(shuō)，控制器102或處理電路302可以包括一個(gè)或多個(gè)物理封裝（例如，芯片），一個(gè)或多個(gè) 物理封裝包括位于結(jié)構(gòu)組件（例如，基板）上的材料、部件和/或?qū)Ь€。結(jié)構(gòu)組件可為它上 面所包括的部件電路提供物理強(qiáng)度、尺寸的節(jié)約和/或電氣相互作用的限制。因此，在一些 情況下，控制器102或處理電路302可以被配置為在單個(gè)芯片上實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例，或者 將本發(fā)明的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)為單個(gè)"片上系統(tǒng)"。如此，在一些情況下，芯片或芯片集可構(gòu)成用于 執(zhí)行用于提供這里描述的功能的一個(gè)或多個(gè)操作的設(shè)備。
[0026] 在示例實(shí)施例中，處理電路302可以包括處理器304和存儲(chǔ)器306,處理器304和 存儲(chǔ)器306可以與控制器接口 308通信，或以其它方式控制控制器接口 308。如此，處理電 路302可被實(shí)現(xiàn)為電路芯片（例如，集成電路芯片），該電路芯片被配置（例如，利用硬件、 軟件或硬件和軟件的組合）為執(zhí)行這里描述的與受控耕作環(huán)境有關(guān)的操作?？刂破鹘涌?308可以包括用于能夠與諸如閥接口 106、傳感器109、電氣接口 108和/或網(wǎng)絡(luò)（例如，因 特網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)104)的其它裝置通信的一個(gè)或多個(gè)接口機(jī)構(gòu)。在一些情況下，這些接口機(jī)構(gòu)可以 是被配置為從網(wǎng)絡(luò)和/或與處理電路22通信的任何其它裝置或模塊接收數(shù)據(jù)和/或?qū)?shù) 據(jù)發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)和/或與處理電路22通信的任何其它裝置或模塊的任何設(shè)備，例如以硬件、 或硬件和軟件的組合實(shí)現(xiàn)的裝置或電路。在這個(gè)方面，控制器接口可包括例如天線（或多 個(gè)天線）和支持硬件和/或軟件以便能夠?qū)崿F(xiàn)與無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的通信。
[0027] 在示例實(shí)施例中，存儲(chǔ)器306可包括一個(gè)或多個(gè)非暫態(tài)存儲(chǔ)裝置（諸如，例如易失 性和/或非易失性存儲(chǔ)器），一個(gè)或多個(gè)非暫態(tài)存儲(chǔ)裝置可以是固定的或可移動(dòng)的（非限制 性地包括閃速EEPR0M存儲(chǔ)器）。存儲(chǔ)器306可被配置為存儲(chǔ)信息（例如，非限制性地，根 據(jù)本發(fā)明的幾個(gè)示例實(shí)施例的多種植物的光需求信息）、數(shù)據(jù)、應(yīng)用、指令等，以便使得控制 器102能夠執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例的各種功能。例如，存儲(chǔ)器可被配置為緩沖用于 由處理器304執(zhí)行的處理的輸入數(shù)據(jù)。另外或者替代地，存儲(chǔ)器可被配置為存儲(chǔ)由處理器 執(zhí)行的指令。在存儲(chǔ)器的內(nèi)容之中，應(yīng)用可被存儲(chǔ)以由處理器執(zhí)行，以便執(zhí)行與每個(gè)相應(yīng)的 應(yīng)用關(guān)聯(lián)的功能。在一些情況下，存儲(chǔ)器可經(jīng)由用于在設(shè)備的部件之間傳送信息的總線與 處理器通信。
[0028] 處理器304可被以許多不同方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，處理器可被實(shí)現(xiàn)為各種處理設(shè)備， 例如下面的設(shè)備中的一個(gè)或多個(gè)：微處理器或其它處理元件、協(xié)處理器、控制器或各種其它 計(jì)算或處理裝置（包括集成電路，諸如例如ASIC (專用集成電路）、FPGA (現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣 列）等）。在示例實(shí)施例中，處理器可被配置為執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器306中的指令或處理器 可按照其它方式訪問(wèn)的指令。如此，無(wú)論是由硬件配置還是由硬件和軟件的組合配置，處理 器可代表能夠在被相應(yīng)地配置的同時(shí)執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的操作的實(shí)體（例如，以物 理方式實(shí)現(xiàn)于電路-具有處理電路22的形式）。因此，例如，當(dāng)處理器被實(shí)現(xiàn)為ASIC、FPGA 等時(shí)，處理器可以是用于執(zhí)行這里描述的操作的特定地配置的硬件。替代地，作為另一個(gè)例 子，當(dāng)處理器被實(shí)現(xiàn)為軟件指令的執(zhí)行器時(shí)，指令可特定地配置處理器以執(zhí)行這里描述的 操作。
[0029] 盡管以上結(jié)合圖1-3描述了本發(fā)明的示例實(shí)施例，但現(xiàn)在參照?qǐng)D4-5提供從用戶 的角度執(zhí)行的操作的流程圖。將會(huì)理解，流程圖的每個(gè)塊和流程圖中的各個(gè)塊的組合可由 包括各種設(shè)備（例如，硬件、固件、處理器、電路和/或與包括一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序指令的 軟件的執(zhí)行關(guān)聯(lián)的其它裝置）的用戶來(lái)執(zhí)行。例如，由流程圖示出的過(guò)程中的一個(gè)或多個(gè) 可由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)。在這個(gè)方面，實(shí)現(xiàn)由流程圖描述的過(guò)程的計(jì)算機(jī)程序指令可由 采用本發(fā)明的實(shí)施例的設(shè)備的存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)并且由該設(shè)備中的處理器執(zhí)行。
[0030] 將會(huì)理解，任何這種計(jì)算機(jī)程序指令可被加載到計(jì)算機(jī)或其它可編程設(shè)備（例 如，硬件）上以產(chǎn)生一臺(tái)機(jī)器，以使得所獲得的計(jì)算機(jī)或其它可編程設(shè)備提供在流程圖塊 中指定的功能的實(shí)現(xiàn)方式。這些計(jì)算機(jī)程序指令還可被存儲(chǔ)在非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器 中，非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器可指示計(jì)算機(jī)或其它可編程設(shè)備以特定方式工作，使得存儲(chǔ) 在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中的指令產(chǎn)生一件制品，該制品的執(zhí)行實(shí)現(xiàn)在流程圖塊中指定的功 能。計(jì)算機(jī)程序指令還可被加載到計(jì)算機(jī)或其它可編程設(shè)備上，使得在計(jì)算機(jī)或其它可編 程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理，從而在計(jì)算機(jī)或其它可編程設(shè)備上執(zhí) 行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在流程圖塊中指定的功能的操作。
[0031] 因此，流程圖的塊支持用于執(zhí)行指定的功能的設(shè)備的組合和用于執(zhí)行指定的功能 的操作的組合。還將會(huì)理解，流程圖的一個(gè)或多個(gè)塊和流程圖中的各個(gè)塊的組合可以由執(zhí) 行指定的功能的基于專用硬件的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、或?qū)Ｓ糜布陀?jì)算機(jī)指令的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0032] 圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的方法的步驟的流程圖。方法400開(kāi)始于步驟 402,并且前進(jìn)以在步驟404確定一種或多種植物的養(yǎng)分信息。確定養(yǎng)分信息可以包括任 何數(shù)量的方法或處理以獲得關(guān)于多種植物的需求的數(shù)據(jù)。例如并且非限制性地，確定養(yǎng)分 信息可以包括經(jīng)由雙向或單向通信鏈路訪問(wèn)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)算機(jī)文件（例如，Microsoft Excel文件）或因特網(wǎng)位置，以訪問(wèn)存儲(chǔ)的養(yǎng)分信息。作為另一個(gè)例子，可經(jīng)由用戶接口預(yù) 先或?qū)崟r(shí)地從用戶輸入養(yǎng)分信息。
[0033] 在任何示例中，該養(yǎng)分信息包括多種植物所需的數(shù)值或數(shù)量。這些數(shù)值之一可以 包括多種植物為了最佳生長(zhǎng)所需的光量。例如，萵苣為了最佳生長(zhǎng)每天需要17摩爾的光。 在24小時(shí)時(shí)間段內(nèi)的任何更少的或更多的光將會(huì)導(dǎo)致減緩的生長(zhǎng)或不適當(dāng)?shù)丶涌斓纳?長(zhǎng)。因此，養(yǎng)分信息可以包括以摩爾為單位的所需的光量，其將會(huì)對(duì)應(yīng)于植物為了最佳生長(zhǎng) 每天所需的一定量的小時(shí)的光。
[0034] 在步驟406,方法400確定對(duì)受控環(huán)境的一種或多種輸入的費(fèi)率。如前所述，對(duì)受 控環(huán)境的這些輸入可以包括在生長(zhǎng)過(guò)程中植物所需的任何數(shù)量的輸入。例如并且非限制性 地，這些輸入可以包括光、C02水平、需水量或其它養(yǎng)分需求量。為了確定這些一個(gè)或多個(gè) 輸入的費(fèi)率，本發(fā)明的各種實(shí)施例可以訪問(wèn)網(wǎng)站、數(shù)據(jù)庫(kù)、表或任何其它信息源，以獲得一 種或多種輸入的費(fèi)率信息或激勵(lì)信息。例如并且如圖5中更詳細(xì)地討論的，步驟406可以 包括訪問(wèn)電力公司網(wǎng)站并且從電力公司網(wǎng)站獲得關(guān)于一天中的最便宜的用電時(shí)間或在一 天或一年中的某些時(shí)間期間停止用電的可用激勵(lì)的信息。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)理解，在 本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，該費(fèi)率信息可包括任何數(shù)量的輸入，并且還可以存儲(chǔ)在任何數(shù)量 的位置中。
[0035] 在步驟408,方法400確定受控環(huán)境中的一個(gè)或多個(gè)輸入的當(dāng)前水平。為了確定當(dāng) 前水平，本發(fā)明的各種實(shí)施例可以采用任何數(shù)量的傳感器或其它信息采集裝置，以獲得關(guān) 于受控環(huán)境中的輸入的當(dāng)前水平的信息。這些傳感器可以包括C02傳感器、水傳感器、光傳 感器、包括關(guān)于各個(gè)輸入的歷史數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)裝置、或者可用來(lái)獲得或訪問(wèn)關(guān)于受控 環(huán)境中的各種輸入的信息的任何其它信息采集裝置或系統(tǒng)。
[0036] 在步驟410,方法400基于養(yǎng)分信息和輸入的當(dāng)前水平來(lái)調(diào)整對(duì)受控環(huán)境的輸入。 該調(diào)整步驟包括：本發(fā)明分析從步驟408接收到的數(shù)據(jù)，以及考慮當(dāng)前水平和費(fèi)率信息，從 而做出將會(huì)優(yōu)化植物生長(zhǎng)和在操作受控環(huán)境時(shí)引起的成本的任何調(diào)整。例如，如果多種植 物包括萵苣，并且在步驟406中，方法400確定存在從一天的上午8:00到下午1:00關(guān)斷 電力的費(fèi)率激勵(lì)，則本發(fā)明可以通過(guò)控制器將信號(hào)發(fā)送到電氣接口以從上午8:00到下午 1: 〇〇關(guān)斷光源來(lái)調(diào)整對(duì)受控環(huán)境的輸入，以利用該激勵(lì)。因此，為了提供17摩爾給萵苣，本 發(fā)明可以經(jīng)由控制器指示電氣接口在除了上午8:00到下午1:00以外的任何時(shí)間對(duì)光源供 電，以在提供所需光給萵苣的同時(shí)利用該激勵(lì)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，該調(diào)整步驟可以 包括任何數(shù)量的動(dòng)作，但是這些動(dòng)作將確定如何在利用這些輸入的最廉價(jià)的成本或與這些 輸入有關(guān)的任何可用激勵(lì)的同時(shí)提供所需的輸入給多種植物。方法400在步驟412結(jié)束。
[0037] 如上所述，圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施例的與受控耕作環(huán)境中的用電有關(guān) 的方法的步驟的流程圖。方法500開(kāi)始于步驟502,并且前進(jìn)以在步驟504訪問(wèn)電力公司網(wǎng) 站上的費(fèi)率信息。該費(fèi)率信息不僅可以包括用于在一天的某些時(shí)間期間用電的成本，而且 可以包括用于在一天的某些時(shí)間期間避免用電的激勵(lì)信息。
[0038] 在步驟506,方法500確定為在預(yù)定的停電時(shí)間段期間使電源不工作而提供的激 勵(lì)，例如，可以在前一天將該激勵(lì)發(fā)布在電力公司網(wǎng)站上。在步驟508,方法500將信號(hào)發(fā)送 到電氣接口，以在預(yù)定的時(shí)間段期間使光源不工作來(lái)利用該激勵(lì)。為了確保多種植物仍接 收其每天的需光量，本發(fā)明可以經(jīng)由控制器與電氣接口通信以調(diào)度光源，從而使得光源僅 僅在激勵(lì)的停電時(shí)間段之外的時(shí)間期間工作。只要在根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的受控耕作 環(huán)境中種植植物，方法500就繼續(xù)進(jìn)行，并且方法500結(jié)束于步驟510。
[0039] 本發(fā)明的各種實(shí)施例提供許多優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)之一包括農(nóng)場(chǎng)主的成本節(jié)省。通過(guò) 為農(nóng)場(chǎng)主提供可實(shí)時(shí)地確定為其農(nóng)作物的需求提供最廉價(jià)的時(shí)間的系統(tǒng)，采用本發(fā)明的農(nóng) 場(chǎng)主將體驗(yàn)顯著的成本節(jié)省，這不僅由于在資源最廉價(jià)時(shí)使用資源，而且由于在諸如電力 公司的資源提供者將確實(shí)補(bǔ)償農(nóng)場(chǎng)主不使用這些資源時(shí)的時(shí)間段期間使用資源。因此，本 發(fā)明提供這樣的系統(tǒng)、方法和設(shè)備，通過(guò)該系統(tǒng)、方法和或設(shè)備，這些農(nóng)場(chǎng)主在諸如水栽培 系統(tǒng)的受控環(huán)境中種植植物，將會(huì)看到他們的賬本底線的直接增加。通過(guò)增加用于種植植 物的這種綠色技術(shù)的利潤(rùn)率，更多農(nóng)場(chǎng)主將會(huì)被吸引到該產(chǎn)業(yè)，這又將會(huì)具有這樣的效果： 更多的本地社區(qū)享受到可以從在其貨架上具有本地產(chǎn)品而非從遠(yuǎn)距離運(yùn)來(lái)的產(chǎn)品獲得的 益處。
[0040] 本發(fā)明所屬領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)想到具有在前面的描述和關(guān)聯(lián)附圖中提供的教導(dǎo) 的益處的這里闡述的本發(fā)明的許多變型和其它實(shí)施例。因此，應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于公開(kāi) 的具體實(shí)施例，并且變型和其它實(shí)施例旨在被包括在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。雖然這里采 用了特定術(shù)語(yǔ)，但僅在一般的描述性意義上而不是為了限制的目的使用這些術(shù)語(yǔ)。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于在受控環(huán)境中優(yōu)化植物生長(zhǎng)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括： 控制器，其中，所述控制器具有與因特網(wǎng)的雙向通信鏈路； 閥，其中，所述閥被遠(yuǎn)程地激活并且與水源耦接； 閥接口，提供從閥到控制器的通信鏈路； 電源，其中，電源與一個(gè)或多個(gè)光源耦接；以及 電氣接口，提供與電源和控制器的通信鏈路。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，控制器被配置為經(jīng)由雙向通信鏈路從電力公司 網(wǎng)站接收電力費(fèi)率信息。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，控制器被配置為經(jīng)由雙向通信鏈路從水務(wù)公司 網(wǎng)站接收水費(fèi)率信息。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，閥接口可包括從閥到控制器的無(wú)線通信鏈路。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，受控環(huán)境包括水栽培耕作系統(tǒng)。
6. -種用于在受控環(huán)境中優(yōu)化多種植物的植物生長(zhǎng)的方法，所述方法包括： 確定一種或多種植物的養(yǎng)分信息； 確定受控環(huán)境中的一種或多種輸入的費(fèi)率信息； 確定受控環(huán)境中的輸入的當(dāng)前水平；以及 基于養(yǎng)分信息和輸入的當(dāng)前水平來(lái)調(diào)整對(duì)受控環(huán)境的輸入。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，確定費(fèi)率信息還包括經(jīng)由與第三方網(wǎng)站的雙向 通信鏈路訪問(wèn)第三方輸入信息。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，第三方輸入信息包括電費(fèi)率信息。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，第三方網(wǎng)站包括電力公司網(wǎng)站。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，確定養(yǎng)分信息包括經(jīng)由通信鏈路訪問(wèn)養(yǎng)分信息 數(shù)據(jù)庫(kù)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，確定養(yǎng)分信息包括接收需光量。
12. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，確定養(yǎng)分信息包括接收多種植物的需水量。
13. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，調(diào)整包括調(diào)度光源在一天的某些時(shí)間期間不工 作。
14. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，調(diào)整包括改變水閥以在預(yù)定的時(shí)間期間給所述 多種植物提供預(yù)定量的水。
15. -種用于在受控環(huán)境中優(yōu)化植物生長(zhǎng)的設(shè)備，所述設(shè)備包括： 至少一個(gè)處理器；以及 至少一個(gè)存儲(chǔ)器，包括計(jì)算機(jī)程序代碼，所述至少一個(gè)存儲(chǔ)器和計(jì)算機(jī)程序代碼被配 置為利用所述至少一個(gè)處理器使得所述設(shè)備至少： 確定一種或多種植物的養(yǎng)分信息； 確定受控環(huán)境中的輸入的當(dāng)前水平；以及 基于養(yǎng)分信息和輸入的當(dāng)前水平來(lái)調(diào)整對(duì)受控環(huán)境的輸入。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)存儲(chǔ)器和計(jì)算機(jī)程序代碼還被 配置為：利用所述至少一個(gè)處理器，使得所述設(shè)備經(jīng)由與第三方網(wǎng)站的雙向通信鏈路訪問(wèn) 第三方輸入信息。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)存儲(chǔ)器和計(jì)算機(jī)程序代碼還被 配置為：利用至少一個(gè)處理器，使得所述設(shè)備在調(diào)整步驟中發(fā)送信號(hào)到電氣接口，以調(diào)度光 源在一天的某些時(shí)間期間不工作。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)存儲(chǔ)器和計(jì)算機(jī)程序代碼還被 配置為：利用至少一個(gè)處理器，使得所述設(shè)備在調(diào)整步驟中發(fā)送信號(hào)到閥接口，以調(diào)度水閥 在一天的某些時(shí)間期間不工作。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括控制器。
20. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中，輸入的當(dāng)前水平可包括一個(gè)或多個(gè)可再生能 源的水平。
【文檔編號(hào)】A01G31/02GK104066318SQ201280067922
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2012年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月13日
【發(fā)明者】M·利奧塔 申請(qǐng)人:波德波尼克斯有限責(zé)任公司