BR102018070812B1

BR102018070812B1 - intelligent control system for indoor agricultural production

Info

Publication number: BR102018070812B1
Application number: BR102018070812-0A
Authority: BR
Inventors: Bruno Guilherme Martini; José Henrique Martini
Original assignee: Bgm Sistemas Ltda
Priority date: 2018-10-09
Filing date: 2018-10-09
Publication date: 2021-01-12
Also published as: BR102018070812A2

Abstract

sistema de controle inteligente para produção agrícola indoor. trata a presente solicitação de patente de invenção de um sistema de controle inteligente para produção agrícola, intitulado cipai, cujo campo de aplicação é voltado à agricultura, mais precisamente ao campo da agricultura indoor. a invenção compreende uma placa principal (p) conectada a uma bomba principal, bem como uma série de sensores e como eles trocam informações com a mencionada placa principal, sendo previstas ainda saídas atuadas pela referida placa principal (p), que se comunica com outros periféricos (p1) que fazem parte do sistema; são previstos meios de leitura de todos os indicadores importantes para o sistema e quais as atitudes que o sistema toma em relação às variáveis que o mesmo obtém durante seu controle em outras situações; também inclui meios para funcionamento do sistema de potência. a invenção compreende um recipiente (1) com água e nutrientes (insumos): enxofre, manganês, boro, zinco, cobre, carbono, hidrogênio e oxigênio, proporcionalmente às substâncias que fazem parte da nutrição da espécie ? hortaliças, legumes, flores e frutos ? e insumos de correção de ph ? ácido fosfórico e solução a base de cal -, cada insumo com seu medidor de vazão e válvula solenóide independentes, denominada solução nutritiva.intelligent control system for indoor agricultural production. addresses the present patent application for the invention of an intelligent control system for agricultural production, called cipai, whose field of application is aimed at agriculture, more precisely in the field of indoor agriculture. the invention comprises a main board (p) connected to a main pump, as well as a series of sensors and how they exchange information with the aforementioned main board, with outputs provided by said main board (p) communicating with others peripherals (p1) that are part of the system; means are provided for reading all the important indicators for the system and what attitudes the system takes in relation to the variables it obtains during its control in other situations; it also includes means for operating the power system. Does the invention include a container (1) with water and nutrients (inputs): sulfur, manganese, boron, zinc, copper, carbon, hydrogen and oxygen, in proportion to the substances that are part of the species' nutrition? vegetables, flowers and fruits? and ph correction inputs? phosphoric acid and lime-based solution - each input with its independent flow meter and solenoid valve, called nutrient solution.

Description

INTELLIGENT CONTROL SYSTEM FOR INDOOR AGRICULTURAL PRODUCTION

APPLICATION FIELD

[001] Trata a presente solicitação de patente de invenção de um sistema de controle inteligente para produção agrícola, intitulado CIPAI, cujo campo de aplicação é voltado à agricultura, mais precisamente ao campo da agricultura indoor.[001] This patent application deals with the invention of an intelligent control system for agricultural production, called CIPAI, whose field of application is aimed at agriculture, more precisely in the field of indoor agriculture.

BRIEF SUMMARY

[002] Mais particularmente, dentro da agricultura indoor, o sistema da invenção atua na hidroponia, semi-hidroponia, fertirrigação, gotejamento e plantação no solo, desde que ocorra dentro de locais fechados como estufas e/ou pavilhões.[002] More particularly, within indoor agriculture, the system of the invention acts in hydroponics, semi-hydroponics, fertigation, dripping and planting in the soil, as long as it occurs within closed places such as greenhouses and / or pavilions.

[003] O sistema da invenção atua de forma automática no controle do microclima criado dentro da estufa, controlando inúmeros fatores para manter o clima mais favorável para o maior desenvolvimento da cultura plantada. Mesmo atuando de forma autônoma, o sistema notifica o responsável da situação da produção sobre problemas encontrados e notificações relativas às atitudes tomadas pelo sistema, em função destes problemas.[003] The system of the invention acts automatically in controlling the microclimate created inside the greenhouse, controlling numerous factors to maintain the most favorable climate for the further development of the planted culture. Even acting autonomously, the system notifies the person in charge of the production situation about problems encountered and notifications regarding the actions taken by the system, due to these problems.

TECHNICAL STATUS

[004] Pesquisas realizadas apontaram o documento BR102016005460-5, intitulado “MÉTODO E PROCESSO PARA ADMINISTRAR UMA CULTURA HIDROPÔNICA”, dotado de um processador de dados ou controlador lógico programável, que está interrelacionado por meio de um barramento de dados com: sensores de umidade, temperatura, condutividade elétrica e nível. Com isso, é possível obter os parâmetros transladados para cada um dos sensores e processá-los por algum algoritmo.[004] Research carried out pointed to the document BR102016005460-5, entitled “METHOD AND PROCESS TO MANAGE A HYDROPONIC CULTURE”, equipped with a data processor or programmable logic controller, which is interrelated by means of a data bus with: humidity sensors , temperature, electrical conductivity and level. With this, it is possible to obtain the translated parameters for each of the sensors and process them by some algorithm.

[005] O invento deste documento anterior atua verificando o nível da solução no tanque de circulação, medindo a condutividade da solução e, caso a solução esteja com baixa condutividade, libera mais solução com nutrientes para o tanque de circulação. A invenção também atua ligando aspersores, caso a umidade e temperatura estejam em níveis ajustados na criação do sistema. Inclui também o aviso de interface para o envio de informações através de display ou mediante um meio de dados remotos, como módulo GSM.[005] The invention of this previous document acts by checking the level of the solution in the circulation tank, measuring the conductivity of the solution and, if the solution is of low conductivity, it releases more nutrient solution into the circulation tank. The invention also works by connecting sprinklers, if the humidity and temperature are at adjusted levels in the creation of the system. It also includes the interface notice for sending information via display or using a remote data medium, such as a GSM module.

THE INVENTION

[006] O documento anterior BR102016005460-5 enche o tanque de circulação da hidroponia com o acionamento de relé, que libera a passagem da solução concentrada já previamente pronta pelo responsável. Com isso, os problemas de erro humano para elaborar a solução concentrada continuam existindo, pois na solução concentrada são colocados diversos insumos (fertilizantes) e pode ocorrer da pessoa se enganar e colocar algum insumo a mais ou a menos do que o necessário. Desta forma, a produção é afetada e o motivo para a baixa produção ou até perda dela não será conhecido, já que, de acordo com o responsável pela solução nutritiva da hidroponia, ele colocou as medidas corretas.[006] The previous document BR102016005460-5 fills the hydroponics circulation tank with the relay drive, which releases the passage of the concentrated solution already prepared by the person in charge. With this, the problems of human error to elaborate the concentrated solution continue to exist, because in the concentrated solution various inputs (fertilizers) are placed and it can happen that the person is mistaken and puts some input more or less than necessary. In this way, production is affected and the reason for the low production or even loss of it will not be known, since, according to the person responsible for the hydroponics nutrient solution, he put the correct measures.

[007] Do mesmo modo que a solução nutritiva não sofre nenhuma alteração, caso o responsável pela sua execução não a modifique, deve-se considerar que existem épocas em que as plantas podem necessitar de maior quantidade de um fertilizante em detrimento de outro; com esse procedimento, a solução somente será modificada caso o responsável pela sua elaboração troque a porcentagem de cada insumo.[007] In the same way that the nutrient solution does not change, if the person responsible for its execution does not modify it, it must be considered that there are times when the plants may need a greater quantity of one fertilizer in detriment of another; with this procedure, the solution will only be modified if the person responsible for its preparation changes the percentage of each input.

[008] Esse documento anterior também não leva em consideração a temperatura da água que está alojada no tanque principal de circulação, o que também influencia no desenvolvimento das plantas na hidroponia; ou seja, este documento anterior leva em consideração apenas a temperatura do ambiente para ligar os aspersores e desligá-los caso comece a chover, desta forma, este documento anterior atua somente em hidroponias que não sejam alojadas em estufas completamente fechadas e sim basicamente “telhados”, conforme mostra o próprio pedido de patente na Figura 3.[008] This previous document also does not take into account the temperature of the water that is housed in the main circulation tank, which also influences the development of plants in hydroponics; that is, this previous document takes into account only the ambient temperature to turn on the sprinklers and turn them off if it starts to rain, so this previous document only works in hydroponies that are not housed in completely closed greenhouses, but basically “roofs ”, As shown in the patent application itself in Figure 3.

[009] O documento anterior também não suporta modificações remotas, onde o produto consegue alterar parâmetros pelo celular ou qualquer outro computador longe da produção, nem mesmo consegue mudar parâmetros no local da própria hidroponia, caso alguma cultura necessite que os valores sejam diferentes dos utilizados anteriormente.[009] The previous document also does not support remote modifications, where the product is able to change parameters by cell phone or any other computer away from production, nor is it even able to change parameters at the site of the hydroponics itself, in case any crop needs different values from those used previously.

[010] Outro aspecto importante para a hidroponia, é que o invento do documento anterior não leva em conta o pH da solução dentro do tanque de circulação.[010] Another important aspect for hydroponics, is that the invention of the previous document does not take into account the pH of the solution inside the circulation tank.

[011] Todos os produtores hidropônicos que hoje atuam de forma manual em sua produção, sempre medem e corrigem o pH para que a planta tenha um melhor crescimento e um sistema mais favorável.[011] All hydroponic producers who currently operate manually in their production, always measure and correct the pH so that the plant has better growth and a more favorable system.

[012] O documento PI9806451-7 depositado em 20/11/1998 e publicado em 13/06/2000, intitulado “SISTEMA AUTOMÁTICO PARA O CONTROLE DO CULTIVO HIDROPÔNICO NFT", executa o monitoramento da radiação luminosa, temperatura ambiente, temperatura da solução nutritiva, volume da solução do tonel, condutividade elétrica e pH da solução nutritiva. Estas leituras servem para a avaliação do efeito do ambiente sobre a produção, e tornam possível o controle automático da qualidade da solução nutritiva pelo computador. O equipamento é composto por duas fontes de alimentação, um circuito sensor do nível da solução, um circuito para a leitura da luminosidade, dois circuitos para a leitura das temperaturas, dois circuitos para a leitura do pH, dois circuitos para a leitura da condutividade elétrica, sete circuitos para a conversão tensão frequência dos sinais dos circuitos sensores, um circuito que faz o acoplamento dos conversores tensão frequência ao computador, um circuito que faz o acoplamento do computador com o circuito atuador e um circuito atuador que promove o controle do pH e condutividade elétrica, ativando ou desativando válvulas solenoides fixas em recipientes plásticos de 20 litros, contendo base (NaOH), ácido (HNO3) e solução nutritiva concentrada, respectivamente. O programa gerenciador apresenta na tela do computador as leituras vindas dos circuitos sensores, e as grava em disco, no arquivo PGUARDI no formato TXT. Neste formato, os arquivos gravados podem ser usados por todos os processadores de texto e planilhas eletrônicas existentes no mercado. O programa gerenciador, também é responsável pelo controle da qualidade da solução nutritiva das plantas, ativando o controle de pH e condutividade elétrica, sempre que houver mudanças críticas nos valores destas leituras. Com o monitoramento dos fatores ambientais, o computador pode, por meio de valores pré-estabelecidos em sua programação, efetuar o controle em tempo real do pH e condutividade elétrica da solução nutritiva, durante o ciclo da planta ou durante um tempo qualquer determinado pelo usuário. Todo o equipamento está sendo desenvolvido, procurando-se maior simplicidade de projeto, para um baixo custo de manutenção. Estas vantagens possibilitam o uso desta invenção dentro da realidade social, agrícola, e econômica, existentes no Brasil. Com pequenas modificações, o equipamento poderá também ter utilidade em estudos nas áreas de zootecnia, veterinária, biologia ou quaisquer outras áreas que necessitem de aquisição de dados e controle de fatores ambientais, em tempo real. Os únicos parâmetros controlados são o pH e a condutividade elétrica.[012] The document PI9806451-7 deposited on 11/20/1998 and published on 6/13/2000, entitled “AUTOMATIC SYSTEM FOR THE CONTROL OF HYDROPONIC CULTIVATION NFT", performs the monitoring of light radiation, room temperature, solution temperature nutrient, volume of the vat solution, electrical conductivity and pH of the nutrient solution. These readings are used to evaluate the effect of the environment on production, and make it possible for the nutrient solution to be automatically controlled by the computer. The equipment consists of two power supplies, a solution level sensor circuit, a circuit for reading luminosity, two circuits for reading temperatures, two circuits for reading pH, two circuits for reading electrical conductivity, seven circuits for converting voltage frequency of the signals of the sensor circuits, a circuit that makes the coupling of the frequency converters voltage to the computer, a circuit that makes the coupling of the comp user with the actuator circuit and an actuator circuit that promotes the control of pH and electrical conductivity, activating or deactivating fixed solenoid valves in 20 liter plastic containers, containing base (NaOH), acid (HNO3) and concentrated nutrient solution, respectively. The manager program displays the readings from the sensor circuits on the computer screen and records them on disk in the PGUARDI file in TXT format. In this format, the recorded files can be used by all word processors and spreadsheets on the market. The management program is also responsible for the quality control of the nutrient solution of the plants, activating the pH control and electrical conductivity, whenever there are critical changes in the values of these readings. With the monitoring of environmental factors, the computer can, through pre-established values in its programming, perform real-time control of the pH and electrical conductivity of the nutrient solution, during the plant cycle or during any time determined by the user . All the equipment is being developed, seeking greater simplicity of design, for a low maintenance cost. These advantages enable the use of this invention within the social, agricultural, and economic reality, existing in Brazil. With minor modifications, the equipment may also be useful in studies in the areas of zootechnics, veterinary, biology or any other areas that require data acquisition and control of environmental factors, in real time. The only controlled parameters are pH and electrical conductivity.

[013] O documento PI9806451-7 não possui aplicação específica para produção agrícola indoor e, embora possibilite alguns monitoramentos, não possibilita a alteração remota das porcentagens constantes no tanque da solução nutritiva, além de outros ajustes in loco ou remotos, conforme se pode verificar o sistema da presente invenção.[013] The document PI9806451-7 has no specific application for indoor agricultural production and, although it allows some monitoring, it does not allow the remote alteration of the percentages constant in the nutrient solution tank, in addition to other adjustments in loco or remote, as can be seen the system of the present invention.

[014] O documento PI0204244-4 depositado em 16/10/2002 e publicado em 01/06/2004, descreve uma "ESTUFA AUTOMÁTICA E MODULAR PARA O CULTIVO DE VEGETAIS", particularmente descreve um artefato, modular e compacto, capaz de reproduzir automaticamente o ambiente climático favorável para o cultivo de diferentes espécies de vegetais, monitorando e corrigindo automaticamente as condições do ambiente, com a mínima intervenção humana. Através de circuitos de aquecimento e refrigeração, monitorados por sensores de temperatura, circuitos de aspersão, sensores de umidade, sistema de ventilação, detectores de gás carbônico, emissor e receptor laser e indicador de colheita, o módulo faz a automática administração dos principais fatores de cultivo e colheita. A invenção é constituída ainda de um módulo de controle, composto por um controlador micro processado que armazena um programa para controlar o ambiente de cada tipo de vegetal a ser cultivado, comandando o acionamento da fonte térmica, da bomba de circulação da água do circuito de aquecimento, do refrigerador da bomba de circulação da água do circuito de refrigeração, da bomba da água do circuito de aspersão, do terminal de comutação e da interface de comunicação.[014] The document PI0204244-4 deposited on 10/16/2002 and published on 01/06/2004, describes an "AUTOMATIC AND MODULAR GREENHOUSE FOR GROWING VEGETABLES", particularly describes an artifact, modular and compact, capable of reproducing automatically the favorable climatic environment for the cultivation of different species of vegetables, automatically monitoring and correcting the conditions of the environment, with minimal human intervention. Through heating and cooling circuits, monitored by temperature sensors, sprinkler circuits, humidity sensors, ventilation system, carbon dioxide detectors, laser emitter and receiver and harvest indicator, the module automatically manages the main factors of cultivation and harvest. The invention also consists of a control module, composed of a microprocessed controller that stores a program to control the environment of each type of vegetable to be cultivated, commanding the activation of the thermal source, the water circulation pump of the water circuit. heating, the water circulation pump cooler of the cooling circuit, the sprinkler water pump, the switching terminal and the communication interface.

[015] O documento acima, embora realize a monitoração de uma série de parâmetros, em um ambiente de estufa modular, o faz particularmente no que tange aos parâmetros de controle (temperatura, sensores de umidade, ventilação, refrigeração etc.). Todavia, não externa a possibilidade, como ocorre na presente solicitação de patente, de alterar fatores operacionais, quer a distância ou in loco, a mistura da solução nutritiva da hidroponia; não obstante, no documento anterior não é mencionado o controle do pH dentro do tanque de circulação.[015] The document above, although monitoring a series of parameters, in a modular greenhouse environment, does so particularly with regard to the control parameters (temperature, humidity sensors, ventilation, cooling, etc.). However, the possibility, as occurs in the present patent application, of altering operational factors, whether at a distance or in loco, the mixture of the hydroponic nutrient solution, does not external; however, the previous document does not mention the pH control inside the circulation tank.

OBJECTIVES OF THE INVENTION

[016] A invenção tem como objetivo monitorar, controlar e atuar em todos os fatores da agricultura indoor, dentro de estufas e/ou pavilhões. A invenção possui a característica de atuar em toda a estufa, desde a climatização da referida estufa como manter a mesma em certa temperatura e umidade, controlar a solução que serve de alimento para as plantas, sabendo quanto de cada insumo foi colocado para as plantas, e saber a condição da água, como condutividade, pH e temperatura, abrir e fechar sombrites para não queimar as plantas com o sol muito forte, além da quantidade de CO2 dentro da estufa, entre outros.[016] The purpose of the invention is to monitor, control and act on all factors of indoor agriculture, inside greenhouses and / or pavilions. The invention has the characteristic of acting in the entire greenhouse, since the climatization of the said greenhouse, how to maintain it at a certain temperature and humidity, control the solution that serves as food for the plants, knowing how much of each input was placed for the plants, and knowing the condition of the water, such as conductivity, pH and temperature, opening and closing shades to avoid burning the plants under very strong sunlight, in addition to the amount of CO2 inside the greenhouse, among others.

[017] Desta forma, o produtor não tem mais a necessidade de ter funcionários somente para controlar a solução da hidroponia, quer seja em dias úteis ou finais de semana. Com isso, o custo de produção é menor, a qualidade dos produtos aumenta, haja vista estarem sempre dentro dos padrões estabelecidos pelos produtores, o que gera aspectos altamente positivos para o produtor e o consumidor que se beneficiam de produtos sempre com a mesma qualidade e características.[017] In this way, the producer no longer has the need to have employees just to control the hydroponics solution, whether on working days or on weekends. With this, the production cost is lower, the quality of the products increases, since they are always within the standards established by the producers, which generates highly positive aspects for the producer and the consumer who benefit from products with the same quality and characteristics.

[018] Outro aspecto positivo inerente à presente invenção consiste no uso da inteligência artificial que atua em associação ao sistema, particularmente para melhor entendimento das informações e imagens obtidas da produção como um todo. Através da inteligência artificial inerente ao sistema da invenção, este pode atuar de forma autônoma no controle de pragas, aumento ou diminuição no volume utilizado de algum insumo, mudança de algum parâmetro dentro do microclima criado no interior da estufa, dentre outros.[018] Another positive aspect inherent to the present invention is the use of artificial intelligence that acts in association with the system, particularly to better understand the information and images obtained from the production as a whole. Through the artificial intelligence inherent to the system of the invention, it can act autonomously in the control of pests, increase or decrease in the volume used of some input, change of some parameter within the microclimate created inside the greenhouse, among others.

GENERAL DESCRIPTION OF THE INVENTION

[019] O “SISTEMA DE CONTROLE INTELIGENTE PARA PRODUÇÃO AGRÍCOLA INDOOR” traz em seu conteúdo um sistema para gerenciar e auxiliar o produtor rural em qualquer uma das técnicas de plantio indoor (dentro de estufas ou pavilhões) que são: hidroponias, semi-hidroponias, fertirrigações, gotejamento e plantações no solo.[019] The “INTELLIGENT CONTROL SYSTEM FOR AGRICULTURAL PRODUCTION INDOOR” brings in its content a system to manage and assist the rural producer in any of the indoor planting techniques (inside greenhouses or pavilions) which are: hydroponies, semi-hydroponies , fertigation, dripping and plantations in the soil.

[020] Para poder controlar e auxiliar o produtor, o sistema de invenção utiliza inúmeros sensores que monitoram o plantio da maneira mais completa e, além disso, possui câmeras para acompanhar o desenvolvimento da produção e também a detecção de pragas e insetos. Outro fator a ser lembrado é que o sistema da invenção usufrui da utilização da inteligência artificial no seu monitoramento, em que o mesmo utiliza as informações obtidas para gerar o melhor clima dentro dos ambientes fechados (estufas ou pavilhões) para o crescimento das plantas cultivadas.[020] In order to be able to control and assist the producer, the invention system uses numerous sensors that monitor planting in the most complete way and, in addition, has cameras to monitor the development of production and also the detection of pests and insects. Another factor to be remembered is that the system of the invention benefits from the use of artificial intelligence in its monitoring, in which it uses the information obtained to generate the best climate inside closed environments (greenhouses or pavilions) for the growth of cultivated plants.

DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[021] A invenção será, a seguir, descrita em uma forma de realização, sendo que, para melhor entendimento, referências serão feitas aos desenhos anexos, nos quais estão representadas:
FIGURA 1: Ilustra o fluxograma de comunicação, segundo a invenção;
FIGURA 2: Ilustra o fluxograma de indicadores, segundo a invenção;
FIGURA 3: Ilustra o fluxograma do sistema de potência, segundo a invenção;
FIGURA 4: Mostra, de forma ilustrativa, a título de exemplo, uma cisterna com água e nutrientes em área de agricultura indoor, particularmente hidroponia;
FIGURA 5: Mostra, de forma ilustrativa, uma cisterna com água e nutrientes em área de agricultura indoor, particularmente hidroponia, representando outros componentes, a título de exemplo;
FIGURA 6: Mostra, de forma esquemática, a caixa de mistura onde é feita a solução nutritiva que repõe o nível do tanque de circulação, bem como as caixas de nutrientes das plantas.[021] The invention will be described below in an embodiment, and for better understanding, references will be made to the attached drawings, in which they are represented:
FIGURE 1: Illustrates the communication flowchart, according to the invention;
FIGURE 2: Illustrates the flowchart of indicators, according to the invention;
FIGURE 3: Illustrates the flow chart of the power system, according to the invention;
FIGURE 4: Illustrates, by way of example, a cistern with water and nutrients in an indoor agriculture area, particularly hydroponics;
FIGURE 5: Shows, illustratively, a cistern with water and nutrients in an indoor agriculture area, particularly hydroponics, representing other components, as an example;
FIGURE 6: Shows, schematically, the mixing box where the nutrient solution is made that restores the level of the circulation tank, as well as the nutrient boxes of the plants.

DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[022] O “SISTEMA DE CONTROLE INTELIGENTE PARA PRODUÇÃO AGRÍCOLA INDOOR”, objeto desta solicitação de patente de invenção, compreende, de acordo com a Figura 1, fluxograma de comunicação (F1), uma placa principal (P), bem como uma série de sensores e como eles trocam informações com a mencionada placa principal, sendo previstas ainda “saídas” atuadas pela referida placa principal (P), como, por exemplo, iluminação, bomba principal, entre outros. Por fim, não menos importante, a placa principal também se comunica com outros periféricos que fazem parte do sistema, entre eles, servidor, módulo GPRS/GSM e outros.[022] The “INTELLIGENT CONTROL SYSTEM FOR AGRICULTURAL PRODUCTION INDOOR”, object of this patent application, comprises, according to Figure 1, communication flow chart (F1), a main board (P), as well as a series sensors and how they exchange information with the aforementioned main board, with “exits” actuated by said main board (P), such as, for example, lighting, main pump, among others. Finally, not least, the main board also communicates with other peripherals that are part of the system, including a server, GPRS / GSM module and others.

[023] A Figura 2 mostra o Fluxograma de indicadores (F2) que determina como ocorre a leitura de todos os indicadores importantes para o sistema, quais as atitudes que o sistema toma em relação às variáveis que o mesmo obtém durante seu controle em outras situações. Nesse fluxograma também é possível ver a existência da obtenção de imagens por câmeras, mas não se tem quais atitudes o sistema pode tomar, o que se deve ao vasto número de atitudes que o sistema pode ter em relação às imagens obtidas.[023] Figure 2 shows the Flowchart of indicators (F2) that determines how the reading of all important indicators for the system occurs, what attitudes the system takes in relation to the variables that it obtains during its control in other situations . In this flowchart, it is also possible to see the existence of images obtained by cameras, but there is no indication of what attitudes the system can take, which is due to the vast number of attitudes that the system can have in relation to the images obtained.

[024] Assim, por meio de câmeras pode-se visualizar pragas e pestes, ver se o formato da folha da planta está se desenvolvendo erroneamente, se está faltando algum nutriente para a planta e determinar se a mesma está ficando com uma coloração diferente da desejada e assim por diante.[024] Thus, by means of cameras, pests and pests can be seen, see if the shape of the plant's leaf is developing erroneously, if any nutrient is missing for the plant and determine if it is getting a different color from the desired and so on.

[025] A Figura 3 mostra o Fluxograma do sistema de potência (F3), onde é demonstrado como ocorre o funcionamento do sistema de potência e quais atitudes o sistema toma.[025] Figure 3 shows the flow chart of the power system (F3), where it is demonstrated how the power system works and what actions the system takes.

[026] Fica claro que o sistema de potência necessita de energia elétrica para funcionar, pois sem energia não conseguirá acionar a bomba ou qualquer outra saída que lhe interesse.[026] It is clear that the power system needs electricity to function, because without power it will not be able to start the pump or any other output that interests you.

[027] Na Figura 1 a invenção, mediante seu sistema, está representada em suas características essenciais, onde a placa principal (P) possui saídas (S) para iluminação, solenoide de entrada da caixa de mistura, bomba principal, bomba principal reserva, motores do sombrite, solenoides dos insumos, exaustores, aspersores e refrigeração da solução nutritiva, display e ainda comunicação com botões de configuração.[027] In Figure 1, the invention, through its system, is represented in its essential characteristics, where the main plate (P) has outlets (S) for lighting, mixing box inlet solenoid, main pump, reserve main pump, sombrite motors, solenoids of inputs, exhaust fans, sprinklers and cooling of the nutrient solution, display and communication with configuration buttons.

[028] A placa principal (P) também se comunica com uma série de sensores (S1), como: sensor de nível do tanque, sensor de CO2, sensor de vazão de insumos e água de entrada, sensor da condutividade da solução nutritiva, sensor de pH da solução nutritiva, sensor de luminosidade da estufa, sensor de temperatura da solução nutritiva, sensor de umidade solo estufa, sensor de umidade do ar da estufa, sensor de temperatura da estufa e, ainda, pressostato de vazão na irrigação.[028] The main board (P) also communicates with a series of sensors (S1), such as: tank level sensor, CO2 sensor, input flow and input water sensor, nutrient solution conductivity sensor, nutrient solution pH sensor, greenhouse light sensor, nutrient solution temperature sensor, greenhouse soil humidity sensor, greenhouse air humidity sensor, greenhouse temperature sensor and, also, irrigation flow switch.

[029] A placa principal (P) se comunica com outros periféricos (P1) do sistema, como: servidor, câmeras, módulo Wi-Fi ou via cabo, Módulo GSM/GPRS.[029] The main board (P) communicates with other peripherals (P1) of the system, such as: server, cameras, Wi-Fi module or via cable, GSM / GPRS module.

[030] A Figura 2 determina como ocorre a leitura de todos os indicadores importantes para o sistema e quais as atitudes que o sistema toma em relação às variáveis que o mesmo obtém durante seu controle em outras situações. Obedece a seguinte sequência: “energiza o painel”, “inicia leitura dos indicadores”, “verifica se o sistema de potência possui energia elétrica”, “envia para o servidor”, o “servidor processa dados”: sendo “sem energia” o sistema “envia aviso de alerta”, sendo “com energia” passa à etapa que “mede temperatura da solução nutritiva” e “envia para servidor”, o “servidor processa dados”; no caso de “temp. baixa” – “liga aquecimento”; no caso de “temp. alta” – “liga refrigeração”.[030] Figure 2 determines how all the important indicators for the system are read and what attitudes the system takes in relation to the variables it obtains during its control in other situations. It obeys the following sequence: “energizes the panel”, “starts reading the indicators”, “checks if the power system has electrical energy”, “sends it to the server”, the “server processes data”: being “without energy” the the system “sends alert notice”, being “with energy” goes to the step that “measures the temperature of the nutrient solution” and “sends to the server”, the “server processes data”; in the case of “temp. low ”-“ heating alloy ”; in the case of “temp. high ”-“ cooling alloy ”.

[031] Na próxima etapa o sistema “Mede a temperatura do ar da estufa” e “envia para servidor”, o “servidor processa dados”; no caso de “temp. baixa” o sistema “desliga exaustores e abre sombrites”; em “temp. alta” o sistema “liga aspersores/liga exaustores”. Então, o sistema “mede a umidade da estufa” e “envia para o servidor”, o “servidor processa dados”, com “umidade baixa” o sistema “liga aspersores”, estando a “umidade alta”, o sistema “liga exaustores”.[031] In the next step, the system “Measures the temperature of the greenhouse air” and “sends it to a server”, the “server processes data”; in the case of “temp. low ”the system“ turns off exhaust fans and opens sombrites ”; in “temp. high ”the system“ connects sprinklers / exhaust fans ”. Then, the system "measures the humidity of the greenhouse" and "sends it to the server", the "server processes data", with "low humidity" the system "turns on sprinklers", with "high humidity", the system "turns on exhaust fans" ”.

[032] Na sequência, o sistema “mede a luminosidade da estufa” e “envia para o servidor”, estando a “luminosidade baixa”, o sistema “liga a iluminação”, “luminosidade alta” o sistema “fecha o sombrite”.[032] Then, the system "measures the greenhouse's brightness" and "sends it to the server", with "low light", the system "turns on the lighting", "high brightness" and the system "closes the shade".

[033] Feito isso, o sistema “mede a porcentagem de CO2 na estufa” e “envia para o servidor”, o “servidor processa dados”, existindo “pouco CO2” o sistema “libera CO2”, existindo “muito CO2” o sistema “liga exaustores”; o sistema então “obtém imagens da estufa”, “envia para servidor” e daí volta para “iniciar a leitura dos indicadores”.[033] That done, the system “measures the percentage of CO2 in the greenhouse” and “sends it to the server”, the “server processes data”, with “little CO2” the system “releases CO2”, there is “a lot of CO2” o system "connects exhaust fans"; the system then “obtains images from the greenhouse”, “sends it to the server” and then returns to “start reading the indicators”.

[034] A Figura 3 mostra como ocorre o funcionamento do sistema de potência e quais atitudes o sistema toma; inicialmente “energiza o painel”, em seguida “verifica se o sistema de potência possui energia elétrica” e “envia para o servidor”; a partir daí, o “servidor processa dados”; estando “com energia”, o sistema “mede o nível de solução”; estando “sem energia”, o sistema “envia aviso de alerta” e “conta o tempo de espera” para novamente ir ao módulo “verifica se o sistema de potência possui energia elétrica”.[034] Figure 3 shows how the power system works and what actions the system takes; initially "energizes the panel", then "verifies that the power system has electricity" and "sends it to the server"; from there, the “server processes data”; being “energized”, the system “measures the level of solution”; being “without power”, the system “sends alert notice” and “counts the waiting time” to again go to the module “check if the power system has electricity”.

[035] Estando “com energia”, a “placa principal (P) processa dados”, estando “nível OK” o sistema “aciona bomba principal de circulação”; estando com o “nível muito baixo”, se reporta e “envia aviso de alerta”, após o que “produz solução nutritiva padrão” e se retorna ao módulo “verifica se o sistema de potência possui energia elétrica”.[035] Being "energized", the "main board (P) processes data", with "level OK" the system "drives main circulation pump"; being with the “very low level”, it reports and “sends alert notice”, after which “it produces standard nutrient solution” and returns to the module “checks if the power system has electricity”.

[036] Caso seja apresentado “nível baixo”, o sistema “aciona medição de pH e condutividade”, em seguida “envia ao servidor”, que possui duas situações: “valores ok” e “valores baixos”. No primeiro caso, o sistema “produz solução nutritiva padrão” e, no segundo caso, “produz solução nutritiva modificada”. Em qualquer dos dois casos, o próximo bloco é o: “aciona bomba principal de circulação”; na sequência “verifica acionamento pressostato”, “envia para o servidor” e este “processa dados”.[036] If “low level” is displayed, the system “triggers pH and conductivity measurement”, then “sends to the server”, which has two situations: “ok values” and “low values”. In the first case, the system "produces standard nutrient solution" and in the second case, "produces modified nutrient solution". In either case, the next block is: “drives main circulation pump”; in the sequence “checks pressure switch activation”, “sends it to the server” and it “processes data”.

[037] Estando “com pressão”, o sistema “conta tempo de funcionamento” e se reporta ao bloco “conta tempo de descanso”, de onde retorna a “verifica se o sistema de potência possui energia elétrica”. Estando “sem pressão”, o sistema “envia o aviso de alerta” e “aciona a bomba secundária de circulação”, em seguida “verifica acionamento pressostato” e “envia para o servidor”, o “servidor processa dados”, estando “sem pressão” se “envia aviso de alerta” e “conta tempo de espera” para retornar a “verifica se o sistema de potência possui energia elétrica”.[037] Being "under pressure", the system "counts running time" and reports to the block "counts downtime", from where it returns the "check if the power system has electricity". Being “without pressure”, the system “sends the alert warning” and “activates the secondary circulation pump”, then “checks the pressure switch” and “sends to the server”, the “server processes data”, being “without pressure ”if“ sends alert notice ”and“ counts waiting time ”to return to“ check if the power system has electricity ”.

[038] Estando “com pressão”, o sistema “conta tempo de funcionamento”, depois “desaciona bomba de circulação” e “conta tempo de descanso”, retornando a “verifica se o sistema de potência possui energia elétrica”.[038] Being “under pressure”, the system “counts running time”, then “deactivates circulation pump” and “counts downtime”, returning to “check if the power system has electrical energy”.

[039] A invenção, conforme dito anteriormente contempla um controle de inteligência artificial, de modo que, levando-se em conta eventos anteriores armazenados, pode-se antecipar alterações nos parâmetros, prevenindo situações que possam levar a perdas na produção ou atraso na colheita, mantendo o ambiente o mais próximo possível da situação ideal para cultivo de cada espécie. Como grande área de atuação do sistema da invenção se volta à agricultura indoor, mas ainda como áreas específicas de atuação temos: hidroponia, semi-hidroponia, fertirrigação e gotejamento.[039] The invention, as previously stated, includes artificial intelligence control, so that, taking into account previous stored events, changes in parameters can be anticipated, preventing situations that may lead to losses in production or delay in harvesting , keeping the environment as close as possible to the ideal situation for cultivation of each species. As a great area of activity of the system of the invention is turned to indoor agriculture, but still as specific areas of activity we have: hydroponics, semi-hydroponics, fertigation and dripping.

[040] Para a realização do sistema da invenção, segundo os componentes apresentados, enche-se um recipiente (1), aqui apresentado como uma cisterna, com água e nutrientes (insumos): enxofre, manganês, boro, zinco, cobre, carbono, hidrogênio e oxigênio, proporcionalmente às substâncias que fazem parte da nutrição da espécie – hortaliças, legumes, flores e frutos – e insumos de correção de pH – ácido fosfórico e solução a base de cal -, escolhida conforme necessidade em cada fase, cada insumo com seu medidor de vazão e válvula solenoide independentes, denominada solução nutritiva.[040] For the realization of the system of the invention, according to the components presented, a container (1), here presented as a cistern, is filled with water and nutrients (inputs): sulfur, manganese, boron, zinc, copper, carbon , hydrogen and oxygen, proportionally to the substances that are part of the species' nutrition - vegetables, legumes, flowers and fruits - and pH correction inputs - phosphoric acid and lime based solution -, chosen as needed in each phase, each input with its independent flow meter and solenoid valve, called nutrient solution.

[041] Para fins de exemplificação, o recipiente (1) está conectado ao suporte (2) com as plantas (M), sendo integrados ainda meios de aplicação de fertirrigação (3); o sombrite (3’) pode estar associado ou não a um elemento (4) para ventilação e meios de iluminação (5), estes controlados por uma central de computador (6). Ou seja, o recipiente (1) atua como caixa de mistura onde é feita a solução nutritiva que repõe o nível do tanque de circulação, sendo os nutrientes acondicionados em recipientes individuais (1’), os quais são inseridos conforme necessidade determinada pelo sistema (Figura 6), utilizando a lógica eletrônica e de tecnologia da informação.[041] For purposes of example, the container (1) is connected to the support (2) with the plants (M), and fertigation application means (3) are also integrated; the sombrite (3 ') can be associated or not with an element (4) for ventilation and lighting means (5), these controlled by a central computer (6). That is, the container (1) acts as a mixing box where the nutrient solution is made that restores the level of the circulation tank, with the nutrients stored in individual containers (1 '), which are inserted as required by the system ( Figure 6), using electronic logic and information technology.

[042] Feito isso, energiza-se a bomba principal em períodos e horários que serão determinados pelos usuários e alterados no painel automaticamente ou manualmente conforme a necessidade de cada espécie, que envia esta solução até as plantas e retornam (hidroponia e semi-hidroponia) ou não retornam (fertirrigação e gotejamento) até o recipiente (1), ou cisterna, dependendo do modelo de cultivo. Cada vez que é ligada a bomba principal, uma parte desta solução é absorvida, baixando o nível da solução (hidroponia e semi-hidroponia) ou esvaziando o recipiente (1), ou cisterna (fertirrigação e gotejamento)[042] Once this is done, the main pump is energized in periods and times that will be determined by users and changed on the panel automatically or manually according to the needs of each species, which sends this solution to the plants and returns (hydroponics and semi-hydroponics) ) or do not return (fertigation and drip) to the container (1), or cistern, depending on the cultivation model. Each time the main pump is switched on, part of this solution is absorbed, lowering the level of the solution (hydroponics and semi-hydroponics) or emptying the container (1), or cistern (fertigation and dripping)

[043] Quando o sensor de nível instalado no recipiente (1), ou cisterna, acusa necessidade de reposição de solução, no caso da hidroponia e semi-hidroponia, são medidas automaticamente pelo sistema a condutividade e pH da solução do recipiente (1), ou cisterna. Usa-se quantos depósitos de insumos diferentes, dentre aqueles citados, forem necessários para correção, onde cada um passa por um medidor de vazão e válvula solenoide para serem misturados proporcionalmente em uma caixa d’água, denominada caixa de mistura, e então misturados à solução existente. Esta mistura irá variar automaticamente conforme os índices de pH, condutividade, estágio de crescimento da planta e necessidades da mesma.[043] When the level sensor installed in the container (1), or cistern, indicates the need for solution replacement, in the case of hydroponics and semi-hydroponics, the conductivity and pH of the container solution are automatically measured by the system (1) , or cistern. It is used as many deposits of different inputs, among those mentioned, as necessary for correction, where each one passes through a flow meter and solenoid valve to be proportionally mixed in a water tank, called mixing box, and then mixed with existing solution. This mixture will vary automatically according to the pH, conductivity, plant growth stage and needs.

[044] Os sensores de temperatura da solução nutritiva, luminosidade, dióxido de carbono, temperatura ambiente e umidade ambiente da estufa, estão sempre obtendo informações do microclima criado pelo sistema da invenção dentro da estufa. Caso esses parâmetros cheguem em níveis que venham a prejudicar o crescimento das plantas, poderão abrir ou fechar o sombrite, ligar ou desligar os exaustores, acionar a bomba d’água dos aspersores, acionar a refrigeração para diminuir a temperatura da solução nutritiva da caixa de mistura e com isso tornar mais propício o clima dentro da estufa para o desenvolvimento das plantas, entre outras ações que o sistema pode tomar.[044] The temperature sensors of the nutrient solution, luminosity, carbon dioxide, ambient temperature and ambient humidity of the greenhouse, are always obtaining information about the microclimate created by the system of the invention inside the greenhouse. If these parameters reach levels that may hinder the growth of the plants, they can open or close the shade, turn on or off the hoods, activate the sprinkler water pump, activate the refrigeration to lower the temperature of the nutrient solution in the box. mix and thereby make the climate inside the greenhouse more conducive to plant development, among other actions that the system can take.

[045] Com as câmeras será analisado o desenvolvimento da espécie – coloração da solução nutritiva, tamanho das plantas, coloração das plantas, formato das folhas e frutos, pragas entre outras informações – e ações serão tomadas automaticamente pelo sistema, aumentando ou diminuindo nutrientes específicos, tempo da bomba de circulação ligada, luminosidade e outras. As câmeras sempre atuarão obtendo imagens da produção e a análise das imagens será feita mediante um sistema analítico próprio.[045] With the cameras, the development of the species will be analyzed - color of the nutrient solution, size of plants, color of plants, shape of leaves and fruits, pests among other information - and actions will be taken automatically by the system, increasing or decreasing specific nutrients , circulation pump time on, light and others. The cameras will always act to obtain images of the production and the analysis of the images will be done through a specific analytical system.

[046] Com ele é possível informar quais são e onde estão as pragas, problemas de produção, falta de algum insumo específico para a planta, o que ativará um alarme para correção. Através desse aprendizado, o sistema conseguirá atuar de forma autônoma na produção, modificando os parâmetros para o melhor desenvolvimento da produção.[046] It is possible to inform what the pests are and where they are, production problems, lack of any specific input for the plant, which will activate an alarm for correction. Through this learning, the system will be able to act autonomously in production, changing the parameters for the best development of production.

[047] Caso a bomba principal seja energizada e o sensor de pressão na sua saída não mude de estado, ou os índices de pH e condutividade elétrica continuem fora do especificado, ou forem ligados exaustores, aspersores e sombrite e a temperatura não diminuir, o sistema da invenção enviará um alerta aos interessados cadastrados, avisando que este ou aqueles parâmetros estão fora do índice determinado previamente.[047] If the main pump is energized and the pressure sensor at its outlet does not change state, or the pH and electrical conductivity indices remain out of specification, or hoods, sprinklers and sombrite are connected and the temperature does not decrease, The invention's system will send an alert to registered interested parties, warning that this or those parameters are outside the previously determined index.

[048] Recebendo este aviso, o encarregado poderá, de onde estiver, acionar a bomba principal reserva dos aspersores ou alterar percentuais dos produtos na solução do recipiente (1), ou cisterna, provisoriamente, até que se possa verificar no local, evitando situações que possa causar prejuízo.[048] Receiving this warning, the person in charge will be able to, wherever he is, activate the main sprinkler reserve pump or change percentages of the products in the container solution (1), or cistern, provisionally, until it can be verified on the spot, avoiding situations that may cause injury.

[049] Além de avisar ao responsável que a produção está com algum problema, o sistema da invenção também avisa sobre o funcionamento de todo o sistema operacional, informando que a produção está se desenvolvendo dentro da expectativa, da não ocorrência de nenhum evento no dia e que os sistemas estão atuando de forma correta. Com isso, o responsável não precisa ficar indo até a produção a cada 2 ou 3 horas para saber se realmente tudo está dentro dos conformes, se não acabou nenhum insumo, se nenhuma bomba de circulação está estragada e assim por diante.[049] In addition to notifying the person in charge that the production has a problem, the invention system also warns about the functioning of the entire operating system, informing that the production is developing within the expectation, that no event will occur on the day and that the systems are working correctly. With this, the person in charge does not need to go to production every 2 or 3 hours to know if everything is really in compliance, if no input is finished, if no circulation pump is damaged and so on.

[050] O envio de informações também pode informar quanto de cada insumo foi utilizado no dia a dia, desta forma o responsável consegue ter um controle maior do seu estoque e não terá problemas com relação à falta de algum insumo durante a produção.[050] The sending of information can also inform how much of each input was used on a daily basis, this way the person in charge can have a greater control of his stock and will have no problems regarding the lack of any input during production.

Claims

“INTELLIGENT CONTROL SYSTEM FOR AGRICULTURAL PRODUCTION INDOOR” for hydroponics, semi-hydroponics, fertigation, dripping and planting in the soil, comprising a main plate (P), a series of sensors acted on the main plate (P), with “outlets” ”Actuated by said plate (P) that communicates with other peripherals; means of reading indicators for the system from variables obtained by the system; means for operating the power system; a container (1) as a cistern with water and nutrients (inputs), each input with its independent flow meter and solenoid valve; the container (1) being coupled to containers (1 ') containing the nutrients of the mixture, in addition to the container (1) being optionally connected to the support (2) with the plants (M), and fertigation application means are also integrated ( 3); a sombrite (3 ') optionally associated with a ventilation element (4) and lighting means (5), these controlled by a computer center (6); the main board (P) has outputs (S) for lighting, mixer box solenoid, main pump, main reserve pump, sombrite motors (3 '), input solenoids, exhaust fans, sprinklers and nutrient solution cooling, display and communication with configuration buttons; said main board (P) communicates with other peripherals (P1) of the system, such as: server, cameras, Wi-Fi module or via cable, GSM / GPRS module, characterized by the server being connected to the main board (P) and the cameras, which are used to obtain images and analyze the development of the species: color of plants, shape of leaves and fruits, pests, in order to lead to automatic decision making by the system, increasing or decreasing specific nutrients, pump time circulation on, light, in addition to triggering alarms, if the parameters are unsatisfactory; the server receives the images and compares them with those already stored, identifying any abnormalities in relation to the format or coloring and suggests some action to be taken by the farmer, changing pre-established standards, and the cameras will always act to obtain images of the production and the analysis of the images will be done through a specific analytical system.