BR112019013941A2 - Sistemas de controle distribuído e métodos para uso em um conjunto de cultivo de linha de montagem - Google Patents

Sistemas de controle distribuído e métodos para uso em um conjunto de cultivo de linha de montagem Download PDF

Info

Publication number
BR112019013941A2
BR112019013941A2 BR112019013941-9A BR112019013941A BR112019013941A2 BR 112019013941 A2 BR112019013941 A2 BR 112019013941A2 BR 112019013941 A BR112019013941 A BR 112019013941A BR 112019013941 A2 BR112019013941 A2 BR 112019013941A2
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
control
assembly line
controller
master controller
hardware
Prior art date
Application number
BR112019013941-9A
Other languages
English (en)
Inventor
Bret Millar Gary
Gerald Stott Mark
Stephen Hurst Michael
Hurst Kevin
Original Assignee
Grow Solutions Tech Llc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Grow Solutions Tech Llc filed Critical Grow Solutions Tech Llc
Publication of BR112019013941A2 publication Critical patent/BR112019013941A2/pt

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01D—HARVESTING; MOWING
    • A01D91/00—Methods for harvesting agricultural products
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G31/00—Soilless cultivation, e.g. hydroponics
    • A01G31/02—Special apparatus therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G31/00—Soilless cultivation, e.g. hydroponics
    • A01G31/02—Special apparatus therefor
    • A01G31/04—Hydroponic culture on conveyors
    • A01G31/042—Hydroponic culture on conveyors with containers travelling on a belt or the like, or conveyed by chains
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/08—Devices for filling-up flower-pots or pots for seedlings; Devices for setting plants or seeds in pots
    • A01G9/088—Handling or transferring pots
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/14—Greenhouses
    • A01G9/143—Equipment for handling produce in greenhouses
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/041—Function-oriented details
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0421—Multiprocessor system
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0426—Programming the control sequence
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS], computer integrated manufacturing [CIM]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/40—Bus structure
    • G06F13/4063—Device-to-bus coupling
    • G06F13/4068—Electrical coupling
    • G06F13/4081—Live connection to bus, e.g. hot-plugging
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F9/00—Arrangements for program control, e.g. control units
    • G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
    • G06F9/46—Multiprogramming arrangements
    • G06F9/54—Interprogram communication
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1462—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack for programmable logic controllers [PLC] for automation or industrial process control
    • H05K7/1475—Bus assemblies for establishing communication between PLC modules
    • H05K7/1479—Bus assemblies for establishing communication between PLC modules including decentralized modules, e.g. connected to other modules using fieldbus
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N2021/8466—Investigation of vegetal material, e.g. leaves, plants, fruits
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/22—Pc multi processor system
    • G05B2219/2231—Master slave
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/26—Pc applications
    • G05B2219/2625—Sprinkler, irrigation, watering
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/26—Pc applications
    • G05B2219/2629—Assembly line
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/45—Nc applications
    • G05B2219/45017—Agriculture machine, tractor
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/45—Nc applications
    • G05B2219/45106—Used in agriculture, tree trimmer, pruner
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/20—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions in agriculture, e.g. CO2
    • Y02P60/21—Dinitrogen oxide [N2O], e.g. using aquaponics, hydroponics or efficiency measures

Abstract

sistema de controle distribuído para uso em um conjunto de cultivo de linha de montagem que inclui um controlador-mestre e um dispositivo controlador de hardware. o controlador-mestre inclui um primeiro processador e uma primeira memória para armazenar um primeiro conjunto de instruções que dita operações de cultivo de plantas e um segundo conjunto de instruções que dita uma pluralidade de funções de controle distribuídas. o dispositivo controlador de hardware é acoplado ao controlador-mestre por meio de uma interface de rede por encaixe. o dispositivo controlador de hardware inclui um segundo processador e uma segunda memória para armazenar um terceiro conjunto de instruções que dita uma função de controle selecionada dentre a pluralidade de funções de controle distribuídas. mediante a conexão por encaixe, o controlador-mestre identifica um endereço do dispositivo controlador de hardware e envia um conjunto de parâmetros que define uma pluralidade de tarefas relacionadas à função de controle selecionada.

Description

“SISTEMAS DE CONTROLE DISTRIBUÍDO E MÉTODOS PARA USO EM UM CONJUNTO DE CULTIVO DE LINHA DE MONTAGEM” REFERÊNCIA CRUZADA [001] Este pedido reivindica o benefício do Pedido Provisório com Número de Série U.S. 62/519.419, depositado em 14 de junho de 2017 e intitulado, “SYSTEMS AND METHODS FOR FORNECER A MODULAR CONTROL INTERFACE IN AN ASSEMBLY LINE GROW POD”, que está incorporado a título de referência em sua totalidade. Este pedido reivindica adicionalmente o benefício do Pedido Provisório N2 U.S. 62/519.420, depositado em 14 de junho de 2017 e intitulado, “SYSTEMS AND METHODS FOR FORNECER CROP CONTROL HARDWARE FOR A MODULAR CONTROL INTERFACE IN AN ASSEMBLY LINE GROW POD”; Pedidos Provisórios N22 U.S. 62/519.421, depositado em 14 de junho de 2017 e intitulados, “SYSTEMS AND METHODS FOR FORNECER HARDWARE DE CONTROLE DE DOSAGEM FOR A MODULAR CONTROL INTERFACE IN AN ASSEMBLY LINE GROW POD”; Pedido Provisório N2 U.S. 62/519.425, depositado em 14 de junho de 2017 e intitulado, “SYSTEMS AND METHODS FOR FORNECER VÁLVULA CONTROL HARDWARE FOR A MODULAR CONTROL INTERFACE IN AN ASSEMBLY LINE GROW POD”; Pedido Provisório N2 U.S. 62/519.428, depositado em 14 de junho de 2017 e intitulado, “SYSTEMS AND METHODS FOR FORNECER PUMP CONTROL HARDWARE FOR A MODULAR CONTROL INTERFACE IN AN ASSEMBLY LINE GROW POD”, e Pedido N2 U.S. 15/991.198, depositado em 29 de maio de 2018 e intitulado, “DISTRIBUTED CONTROL SYSTEMS AND METHODS FOR USE IN AN ASSEMBLY LINE GROW POD”, cujas revelações são incorporadas a título de referência em suas totalidades.
CAMPO DA TÉCNICA [002] Modalidades descritas no presente documento, de modo geral, referemse a sistemas de controle distribuído e métodos para uso em um conjunto de cultivo de linha de montagem e, mais especificamente, a sistemas de controle distribuído e métodos para fornecer um controlador-mestre e uma pluralidade de módulos de controle configurado para desempenhar funções distribuídas para controlar operações de componentes variados do conjunto de cultivo de linha de montagem para executar de modo contínuo e eficaz o conjunto de cultivo de linha de montagem.
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 20/94
2/48
ANTECEDENTES [003] Embora tecnologias de cultivo de cultura tenham avançado ao longo dos anos, ainda há muitos problemas na indústria de cultura e fazenda hoje. Como exemplo, embora avanços tecnológicos tenham aumentado a eficácia e produção de culturas variadas, muitos fatores podem afetar uma colheita, tais como clima, doença, infestação e semelhantes. Além disso, embora os Estados Unidos atualmente tenham terras agrícolas adequadas para fornecer adequadamente alimentos para a população dos E.U.A., outros países e populações futuras podem não ter terras agrícolas suficientes para fornecer a quantidade apropriada de alimentos.
[004] Um sistema de conjunto de cultivo de plantas organizado facilita uma solução de pouco trabalho, cultivo rápido, pé direito pequeno, isento de produtos químicos para cultivar vegetais frescos e outras plantas para colheita. O sistema de conjunto de cultivo de plantas organizado pode fornecer condições ambientais controladas e ideais (por exemplo, a temporização e o comprimento de onda de luz, pressão, temperatura, rega, nutrientes, atmosfera molecular, e/ou outras variáveis) a fim de maximizar a produção e o cultivo de plantas. No conjunto de cultivo de plantas organizado, é importante monitorar e verificar padrões de cultivo e estado de cultivo de plantas ou sementes a fim de fornecer cuidados individuais e personalizados para cada planta ou semente e tomar medidas apropriadas para plantas ou sementes que experimentam problemas de cultivo.
[005] O conjunto de cultivo de plantas organizado simultaneamente suporta um grande número de diversas plantas e sementes que exigem condições ambientais diversas e diferentes, tais como rega, iluminação, alimentações de nutrientes, pressão do ar, umidade, temperatura, atmosfera, nível de oxigênio, níveis de CO2, etc. Uma vez que plantas e sementes entram no conjunto de cultivo de plantas organizado, suprimento e controle contínuo das condições ambientais podem ser exigidos até a colheita de plantas. Tais controle e suprimento das condições ambientais foram automatizados com 0 uso de sistemas de computação.
[006] Os sistemas de computação controlam operações de componentes variados do conjunto de cultivo de plantas organizado. Os sistemas de computação para uso com 0 conjunto de cultivo de plantas organizado podem precisar determinar
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 21/94
3/48 condições ambientais personalizadas e controlar componentes variados para fornecer condições ambientais periódicas e precisas. Por exemplo, for possível ter diversas plantas diferentes que exigem quantidade e frequência de rega e alimentações de nutrientes diferentes juntamente com diferentes exigências de ciclo de cultivo e iluminação. Abordar necessidades diferentes por população de plantas diferentes e controlar com eficácia componentes relevantes tende a exigir enormes quantidades de recurso de processamento e carga de processamento. Na execução de tarefas numerosas e contínuas, os sistemas de computação podem experimentar alta sobrecarga de processamento. Além disso, mesmo um curto tempo de inatividade dos sistemas de computação pode significativamente afetar as condições de cultivo de diversas plantas e sementes e a manutenção, e as operações de todo o conjunto de cultivo de plantas organizado podem ser desfavoravelmente afetadas também. Por exemplo, quando um sistema operacional dos sistemas de computação pode ser atualizado e exigir uma redefinição completa dos sistemas de computação, tal operação de redefinição ou reinicialização dos sistemas de computação pode não ser aceitável para o ambiente do conjunto de cultivo de plantas organizado.
[007] Além disso, o ambiente do conjunto de cultivo de plantas organizado pode significativamente variar. Por exemplo, o conjunto de cultivo de plantas organizado pode ter algumas bandejas que suportam plantas, ou um grande número de bandejas que suportam plantas. O conjunto de cultivo de plantas organizado pode incluir vários ativos, tais como robôs de rega, dispositivos de iluminação de diodo de emissão de luz (LED), bombas de água, válvulas, linhas de água, caçambas, tanques de fluido, etc. Um conjunto de cultivo pequeno pode não utilizar todos os ativos disponíveis, enquanto um conjunto de cultivo grande exige a utilização de mais ativos. Se o conjunto de cultivo de plantas organizado puder ser automatizado com os sistemas de computação projetados e configurados para operar um conjunto de cultivo pequeno, é difícil utilizar tais sistemas de computação para um conjunto de cultivo que tem uma escala maior. Alguns dos ativos podem não ser colocados em uso, apesar de esses ativos estarem disponíveis. De modo semelhante, os sistemas de computação configurados para operar um conjunto de cultivo grande podem não manter de modo eficaz e eficiente um conjunto de cultivo pequeno. Ademais, embora o conjunto de cultivo organizado esteja em operação, alguns dos ativos podem estar
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 22/94
4/48 esgotados e exigir reparos ou substituição completa. Reprojetar e reconfigurar sistemas automatizados para acomodar cada conjunto de cultivo de plantas organizado diferente e alterações contínuas no inventário de ativos podem resultar em desperdício indesejado de recursos e ineficiência.
[008] Consequentemente, há uma necessidade de fornecer um sistema de controle para uso no conjunto de cultivo de plantas organizado que possa distribuir funções de controle para facilitar o uso mais eficiente de ativos disponíveis no conjunto de cultivo de plantas organizado e distribuição de carga de processamento de um controlador principal conforme necessário. Além disso, há uma necessidade de fornecer sistemas de controle confiáveis e compatíveis que possam facilitar o reparo, a reprogramação, reinstalação e expansão de sistemas de controle conforme necessário sem ocasionar tempo de inatividade de operações do conjunto de cultivo de plantas organizado.
SUMÁRIO [009] Sistemas e métodos para fornecer um sistema de controle distribuído são descritos. Em uma modalidade, um sistema de controle distribuído para uso em um conjunto de cultivo de linha de montagem inclui um alojamento de controle, um controlador-mestre, e um dispositivo controlador de hardware. O alojamento de controle inclui uma pluralidade de compartimentos conformados e dimensionados para a colocação de um ou mais dispositivos controladores de hardware distintos. Cada compartimento é equipado com uma interface de rede por encaixe. O controlador-mestre reside no alojamento de controle e inclui um primeiro processador e uma primeira memória. A primeira memória armazena um primeiro conjunto de instruções que dita operações de cultivo de plantas e um segundo conjunto de instruções que dita uma pluralidade de funções de controle distribuídas. O dispositivo controlador de hardware é acoplado de forma comunicativa e removível ao controlador-mestre por meio da interface de rede por encaixe no momento da colocação em um compartimento do alojamento de controle. O dispositivo controlador de hardware inclui um segundo processador e uma segunda memória para armazenar um terceiro conjunto de instruções que dita uma função de controle selecionada dentre a pluralidade de funções de controle distribuídas. Mediante a conexão na interface de rede por encaixe, o controlador-mestre identifica um
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 23/94
5/48 endereço do dispositivo controlador de hardware e envia um conjunto de parâmetros que definem uma pluralidade de tarefas relacionadas à função de controle selecionada ao dispositivo controlador de hardware.
[0010] Em outra modalidade, um sistema de controle distribuído para uso em um conjunto de cultivo de linha de montagem inclui um controlador-mestre, um primeiro dispositivo controlador de hardware, um segundo dispositivo controlador de hardware, e uma interface de rede do tipo conectar e executar (plug and play). O controlador-mestre inclui um primeiro processador e uma primeira memória para armazenar um primeiro conjunto de comandos que dita operações de cultivo de plantas. O primeiro dispositivo controlador de hardware inclui um segundo processador e uma segunda memória para armazenar um segundo conjunto de comandos que controla operações de um primeiro componente. O segundo dispositivo controlador de hardware inclui um terceiro processador e uma terceira memória para armazenar um terceiro conjunto de comandos que controla operações de um segundo componente. O primeiro componente e o segundo componente realizam operações que são uma parte das operações de cultivo de plantas ditadas pelo primeiro conjunto de comandos. A interface de rede do tipo conectar e executar é adaptada para conectar de forma comunicativa e removível o controlador-mestre com o primeiro dispositivo controlador de hardware e o segundo dispositivo controlador de hardware com o uso de um protocolo de comunicação comum.
[0011] Em ainda outra modalidade, um método para fornecer um sistema de controle distribuído para uso em um conjunto de cultivo de linha de montagem inclui as etapas de (i) dispor um alojamento de controle que compreende uma pluralidade de compartimentos conformados e dimensionados para a colocação de um ou mais dispositivos controladores de hardware distintos, sendo que cada compartimento é equipado com uma interface de rede por encaixe; (ii) dispor um controlador-mestre para residir no alojamento de controle, em que o controlador-mestre compreende um primeiro processador e uma primeira memória para armazenar um primeiro conjunto de instruções que dita operações de cultivo de plantas e um segundo conjunto de instruções que dita uma pluralidade de funções de controle distribuídas; (iii) conectar um dispositivo controlador de hardware com o controlador-mestre conectando-se o dispositivo controlador de hardware na interface de rede por encaixe de um
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 24/94
6/48 compartimento; (iv) identificar, com o controlador-mestre, um endereço do dispositivo controlador de hardware; (v) enviar, do controlador-mestre ao dispositivo controlador de hardware, um conjunto de parâmetros que define uma pluralidade de tarefas relacionadas à função de controle selecionada; e (vi) controlar, com o dispositivo controlador de hardware, operações de um ou mais componentes que operam em um conjunto de cultivo de linha de montagem para desempenhar a pluralidade de tarefas. O dispositivo controlador de hardware inclui um segundo processador e uma segunda memória para armazenar um terceiro conjunto de instruções que dita uma função de controle selecionada dentre a pluralidade de funções de controle distribuídas.
[0012] Essas e outras características fornecidas pelas modalidades da presente revelação serão mais inteiramente entendidas em vista da descrição detalhada a seguir, em conjunto com os desenhos.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0013] As modalidades definidas nos desenhos são ilustrativas e exemplificativas em sua natureza, e não se destinam a limitar a revelação. A descrição detalhada a seguir das modalidades ilustrativas pode ser entendida quando lida em conjunto com os desenhos a seguir, onde estruturas semelhantes são indicadas com referências numéricas semelhantes, e nos quais:
a Figura 1 retrata um conjunto de cultivo de linha de montagem ilustrativo de acordo com uma ou mais modalidades mostradas e descritas no presente documento;
a Figura 2 retrata um conjunto de cultivo de linha de montagem com faixas removidas de acordo com uma ou mais modalidades mostradas e descritas no presente documento;
a Figura 3 retrata um lado traseiro do conjunto de cultivo de linha de montagem de acordo com uma ou mais modalidades mostradas e descritas no presente documento;
a Figura 4 retrata um diagrama em bloco de um sistema de controle distribuído para uso em um conjunto de cultivo de linha de montagem de acordo com uma ou mais modalidades mostradas e descritas no presente documento;
a Figura 5 retrata operações ilustrativas de um controlador-mestre de um
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 25/94
7/48 sistema de controle distribuído para uso em um conjunto de cultivo de linha de montagem de acordo com uma ou mais modalidades mostradas e descritas no presente documento;
a Figura 6A retrata uma interface modular ilustrativa de um sistema de controle distribuído de acordo com uma ou mais modalidades mostradas e descritas no presente documento;
a Figura 6B retrata outra interface modular ilustrativa de um sistema de controle distribuído de acordo com uma ou mais modalidades mostradas e descritas no presente documento;
a Figura 6C retrata outra interface modular ilustrativa de um sistema de controle distribuído para receber um controlador de hardware de acordo com uma ou mais modalidades mostradas e descritas no presente documento;
a Figura 7A retrata uma vista em perspectiva de um controlador de hardware de acordo com uma ou mais modalidades mostradas e descritas no presente documento;
a Figura 7B retrata uma configuração interna do controlador de hardware conforme mostrado na Figura 7A;
a Figura 8 retrata um tanque de retenção de fluido ilustrativo para uso em um conjunto de cultivo de linha de montagem de acordo com uma ou mais modalidades mostradas e descritas no presente documento;
a Figura 9 retrata um diagrama de fluxo de um método ilustrativo de fornecer um sistema de controle distribuído de acordo com uma ou mais modalidades mostradas e descritas no presente documento.
a Figura 10 retrata um diagrama de fluxo de um método ilustrativo de fornecer um controlador de dosagem de acordo com uma ou mais modalidades mostradas e descritas no presente documento.
DESCRIÇÃO DETALHADA [0014] As modalidades reveladas no presente documento incluem sistemas e métodos para fornecer um sistema de controle distribuído para uso em um conjunto de cultivo de linha de montagem. Um controlador-mestre, como um controlador principal, controla operações de componentes variados do conjunto de cultivo de linha de montagem. O controlador-mestre opera com uma pluralidade de módulos
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 26/94
8/48 de controle que realiza funções específicas distribuídas. Os módulos de controle incluem controladores de hardware personalizados para controlar componentes variados do conjunto de cultivo de linha de montagem. A fim de facilitar comunicações com e controlar a pluralidade de módulos de controle, o controladormestre pode fornecer uma interface de controle modular, tal como uma interface de rede do tipo conectar e executar.
[0015] O sistema de controle distribuído é configurado e estruturado para acomodar ativos disponíveis e operar no conjunto de cultivo de linha de montagem. Em algumas modalidades, os ativos podem incluir plantas, caçambas, vários componentes de hardware, tais como válvulas, bombas, tanques de fluido, robôs de rega, linhas de água, canos de ar, dispositivos de iluminação de diodo de emissão de luz (LED), faixas, bandejas, etc. O sistema de controle distribuído identifica ativos disponíveis no conjunto de cultivo de linha de montagem e determina como distribuir funções de controle entre o controlador-mestre e módulos de controle distintos a fim de otimizar a utilização de ativos. O sistema de controle distribuído ainda leva em consideração eficiência, confiança e sustentabilidade do funcionamento do conjunto de cultivo de linha de montagem na implementação de distribuição de funções de controle com dispositivos de controle distintos.
[0016] Algumas modalidades são configuradas com uma linha de montagem de plantas que seguem uma pista que envolve um primeiro eixo geométrico em uma direção verticalmente para cima e envolve um segundo eixo geométrico em direção verticalmente para baixo. Essas modalidades podem utilizar componentes de diodo de emissão de luz (LED) para simular uma pluralidade de diferentes comprimentos de onda de luz para as plantas serem cultivadas. Modalidades podem também ser configuradas para semear individualmente uma ou mais seções de uma bandeja em uma caçamba, assim como fornecer água e nutrientes personalizados a células individuais que retêm essas sementes. O controle desses componentes variados pode ser completado em um dispositivo central que é conectado, por meio de uma interface de controle modular, com uma pluralidade de módulos de controle substituíveis em funcionamento, conforme será descrito em mais detalhes abaixo.
[0017] Em referência agora aos desenhos, a Figura 1 retrata um conjunto de cultivo de linha de montagem 100, de acordo com modalidades descritas no presente
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 27/94
9/48 documento. Conforme ilustrado, o conjunto de cultivo de linha de montagem 100 pode incluir uma pista 102 que retém uma ou mais caçambas 104, sendo que cada uma dentre a uma ou mais caçambas 104 suporta uma ou mais bandejas 105 nas mesmas. A pista 102 pode incluir uma porção ascendente 102a, uma porção descendente 102b, e uma porção de conexão 102c. A pista 102 pode envolver (em uma direção no sentido anti-horário na Figura 1, apesar do sentido horário ou outras configurações também serem contempladas) um primeiro eixo geométrico de modo que as caçambas 104 sigam para cima em uma direção vertical. A porção de conexão 102c pode ser relativamente alinhada (apesar de isso não ser uma exigência) e é utilizada para transferir caçambas 104 para a porção descendente 102b. A porção descendente 102b pode ser envolvida em torno de um segundo eixo geométrico (novamente, em uma direção no sentido anti-horário na Figura 1) que é substancialmente paralela ao primeiro eixo geométrico, de modo que as caçambas 104 possam ser retornadas para mais próximo do nível do solo.
[0018] Embora não explicitamente ilustrado na Figura 1, o conjunto de cultivo de linha de montagem 100 pode também incluir uma pluralidade de dispositivos de iluminação, tais como diodos de emissão de luz (LEDs). Os dispositivos de iluminação podem ser dispostos na pista 102 em oposição às caçambas 104, de modo que os dispositivos de iluminação direcionem ondas de luz para as caçambas 104 na porção da pista 102 diretamente abaixo. Em algumas modalidades, os dispositivos de iluminação são configurados para criar uma pluralidade de diferentes cores e/ou comprimentos de onda de luz, dependendo da aplicação, do tipo de planta a ser cultivada e/ou outros fatores. Embora, em algumas modalidades, LEDs sejam utilizados para esse propósito, isso não é uma exigência. Qualquer dispositivo de iluminação que produza pouco calor e forneça a funcionalidade desejada pode ser utilizado.
[0019] Também é descrito na Figura 1 um controlador-mestre 106. O controladormestre 106 pode incluir um dispositivo de computação e vários módulos de controle para controlar componentes variados do conjunto de cultivo de linha de montagem 100, tal como um módulo de controle de distribuição de água, um módulo de controle de distribuição de nutrientes, um módulo controlador de safra, um módulo de controle de válvula, um módulo de controle de bomba e/ou semelhantes. Em algumas
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 28/94
10/48 modalidades, os módulos de controle incluem controladores de hardware distintos. Como exemplo, módulos de controle para controlar um módulo de controle de distribuição de água, um módulo de controle de distribuição de nutrientes, um módulo de controle de distribuição de ar, etc. podem ser incluídos como parte do controladormestre 106 que podem fornecer uma interface de controle modular. A interface de controle modular do controlador-mestre 106 possibilita a remoção, substituição, atualização e a expansão de cada módulo de controle sem alterar ou afetar as operações de outros módulos de controle, ou desativar o controlador-mestre 106 ou outros componentes do conjunto de cultivo de linha de montagem 100. O controlador-mestre 106 pode ser disposto como a interface de controle modular que contém uma pluralidade de módulos de controle substituíveis em funcionamento. [0020] Em algumas modalidades, o controlador-mestre 106 pode armazenar uma receita-mestre para plantas que pode ditar a temporização e o comprimento de onda de luz, a pressão, temperatura, rega, os nutrientes, atmosfera molecular, e/ou outras variáveis que otimizam a produção e o cultivo de plantas, tais como a velocidade das caçambas, um período de tempo que fica no conjunto de cultivo de linha de montagem 100, etc. Por exemplo, a receita-mestre dita exigências de iluminação no terceiro dia de uma planta particular no conjunto de cultivo de linha de montagem 100, diferentes exigências de iluminação no quarto dia da planta, etc. Como outro exemplo, a receita-mestre dita necessidades de rega, alimentações de nutrientes, etc. dirigidos a plantas portadas nas caçambas em localizações particulares para um dia particular contado da data em que as plantas são introduzidas no conjunto de cultivo de linha de montagem 100. A receita-mestre é específica, extensiva e personalizada para cobrir plantas suportadas pelo conjunto de cultivo de linha de montagem 100. Por meio apenas de exemplo, a receita pode ter instruções para auxiliar 1500 as caçambas a operar simultaneamente no conjunto de cultivo de linha de montagem 100 e portar uma população diversa de plantas. Em algumas modalidades, o controlador-mestre 106 pode armazenar receitas específicas, tais como uma receita de rega, uma receita de nutrientes, uma receita de dosagem, uma receita de onda, uma receita de temperatura, uma receita de pressão, etc.
[0021 ] Em algumas modalidades, a receita-mestre pode assumir qualquer forma de um conjunto de dados estruturado, um banco de dados, etc., de modo que dados
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 29/94
11/48 sejam organizados em fileiras, colunas e tabela. Além disso, ou alternativamente, a receita-mestre pode ser estruturada para facilitar o armazenamento, a recuperação, a modificação, adição e deleção de dados através de operações de processamento de dados.
[0022] Em algumas modalidades, o controlador-mestre 106 lê informações da receita-mestre e ajusta as informações com base em localizações conhecidas de plantas no conjunto de cultivo de linha de montagem 100. Por exemplo, o controlador-mestre 106 pode identificar a localização das plantas com base em um identificador de caçamba que é indicativo do estágio de cultivo das plantas no conjunto de cultivo de linha de montagem 100. Uma vez que as plantas entram no conjunto de cultivo de linha de montagem 100, as plantas se movem ao longo das faixas em espiral do lado ascendente para o lado descendente até que as plantas cheguem no estágio de colheita. Em algumas modalidades, a localização das caçambas que portam plantas pode indicar o estágio de cultivo de plantas no conjunto de cultivo de linha de montagem 100. Então, o controlador-mestre 106 pode aplicar a receita-mestre relevante ao estágio das plantas, tal como exigências de iluminação, rega, pressão e/ou onda específicas para cultivo de plantas no quarto dia no conjunto de cultivo de linha de montagem 100. Em outras modalidades, diferentes aplicações da receita-mestre ao conjunto de cultivo de linha de montagem 100 estão disponíveis.
[0023] O controlador-mestre 106 processa a receita-mestre e controla componentes variados do conjunto de cultivo de linha de montagem 100. Para reduzir a carga de processamento, por exemplo, processar a receita-mestre e todos os eventos relacionados para manusear um grande número de caçambas operando simultaneamente que portam a população diversa de plantas, o controlador-mestre 106 pode distribuir funções diferentes e específicas a diversos módulos de controle, tais como um controlador de robô, um controlador de luz, um controlador de ambiente, um controlador de dosagem, um controlador de bomba, etc. Esses módulos de controle funcionam de modo autônomo, completam tarefas e relatam ao controlador-mestre 106. Em algumas modalidades, os módulos de controle podem ser configurados como módulos de hardware com seu próprio conjunto de instruções (por exemplo, proprietário) a fim de aprimorar a estabilidade e evitar atualizações
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 30/94
12/48 forçadas e reinicialização/redefinição. Em outras modalidades, outras configurações dos módulos de controle disponíveis na técnica relevante são possíveis.
[0024] Em uma modalidade, o controlador-mestre 106 pode funcionar com um módulo de controle de válvula (não mostrado) que fornece sinais de controle a uma ou mais válvulas 108 e/ou receber sinais de estado das válvulas 108. Com base nesses sinais, o módulo de controle de válvula pode direcionar de modo efetivo as válvulas 108 para controlar o fluxo de fluido para quaisquer localizações dentro do conjunto de cultivo de linha de montagem 100. Por exemplo, determinadas válvulas 108 podem ser acopladas de modo fluido a uma ou mais linhas de água 110, e podem direcionar água e/ou nutrientes por meio das linhas de água 110 abrindo-se ou fechando-se de acordo. Mediante o término das tarefas, o módulo de controle de válvula envia uma notificação ao controlador-mestre 106 que, por sua vez, atualiza as informações relevantes e o estado.
[0025] Em outra modalidade, o controlador-mestre 106 pode funcionar com um módulo de controle de bomba (não mostrado) que fornece sinais de controle a uma ou mais bombas 109 e/ou receber sinais de estado das bombas 109. Com base nesses sinais de controle, o módulo de controle de bomba pode direcionar de modo efetivo a bomba 109 para bombear fluido para quaisquer localizações dentro do conjunto de cultivo de linha de montagem 100. Mediante o término de tarefas, o módulo de controle de bomba envia uma notificação para o controlador-mestre 106 que, por sua vez, atualiza as informações relevantes e o estado.
[0026] As linhas de água 110 podem, em conjunto com as válvulas 108 e/ou as bombas 109, podem distribuir água e/ou nutrientes para uma ou mais bandejas 105 em áreas particulares do conjunto de cultivo de linha de montagem 100 quando tal água e/ou nutrientes são bombeados pelas bombas 109. Em algumas modalidades, as válvulas 108 podem também ser acopladas de modo fluido a tubulações de distribuição de fluido que distribuem a água e/ou nutrientes por meio das linhas de água 110 de modo que a quantidade de fluido que entra nas tubulações de distribuição de fluido seja controlada abrindo-se ou fechando-se a válvula 108 e, dessa forma, controlam a pressão do fluido dentro das tubulações de distribuição de fluido. Em algumas modalidades, sementes podem ser pulverizadas para reduzir flutuabilidade e, então, inundadas. Além disso, o uso e o consumo de água podem
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 31/94
13/48 ser monitorados, de modo que, em estações de rega subsequentes, esses dados possam ser utilizados para determinar uma quantidade de água para aplicar a uma semente naquele momento, e o controle da água pode ser pelo menos parcialmente concluído pela uma ou mais válvulas.
[0027] Deve-se entender que, embora a modalidade da Figura 1 retrate um conjunto de cultivo de linha de montagem 100 que envolve uma pluralidade de eixos geométricos, isso é meramente um exemplo. As modalidades da presente revelação são discutidas com o uso de uma estrutura de duas torres do conjunto de cultivo de linha de montagem 100, mas a presente revelação não é limitada a isso. Em outras modalidades, uma estrutura de quatro torres do conjunto de cultivo está disponível. Qualquer configuração de linha de montagem ou conjunto de cultivo estacionário pode ser utilizada para realizar a funcionalidade descrita no presente documento.
[0028] Em algumas modalidades, componentes variados do conjunto de cultivo de linha de montagem 100 podem incluir sensores que detectam informações relacionadas a plantas, sementes ou ambas em relação a seu estado de cultivo, sua localização, contaminação, qualquer outro fator que afeta o conjunto de cultivo de linha de montagem 100 ou seus componentes. Por exemplo, sensores de peso podem ser fornecidos para detectar o peso de plantas, peso de carga de caçambas, etc. Os sensores de peso podem ser dispostos nas caçambas, faixas ou em qualquer localização adequada para detectar o peso de plantas. Por meio de exemplo, os sensores de peso podem ser dispostos nas caçambas para detectar o peso de plantas. Como outro exemplo, os sensores de peso podem ser situados nas faixas. As informações de peso detectadas pelos sensores de peso dispostos nas faixas podem ser fornecidas ao controlador-mestre 106. O controlador-mestre 106 subtrai o peso das caçambas das informações de peso e determina o peso das plantas. Em algumas modalidades, o peso das plantas pode ser usado para determinar um estado equilibrado do conjunto de cultivo de linha de montagem. Em outras modalidades, o peso das plantas pode ser usado para outros propósitos, tais como determinar um estado de cultivo de plantas, rastrear uma localização de sementes ou plantas em uma bandeja, determinar uma localização das caçambas, etc.
[0029] Em outras modalidades, o controlador-mestre 106 pode estimar o peso das plantas. Quando uma caçamba particular 104 entra no conjunto de cultivo de
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 32/94
14/48 linha de montagem 100, o peso da caçamba particular 104 que porta uma bandeja que retém sementes no ponto de entrada pode ser estimado com base no peso conhecido da caçamba 104 e no peso conhecido da bandeja, assim como a quantidade de sementes conhecida ao sistema. O controlador-mestre 106 contém a receita-mestre que dita a quantidade de fluido com a qual sementes e plantas são supridas. Assim, a quantidade de fluido com a qual sementes e plantas são supridas pode ser conhecida. Com base no conjunto de informações conhecidas, o controlador-mestre 106 pode medir um peso da caçamba 104 no ponto de colheita. Por exemplo, o carro 104 pode ficar em uma estação de colheita antes que a colheita ocorra. Essas informações possibilitam que o controlador-mestre 106 estime o peso das plantas.
[0030] A Figura 2 retrata o conjunto de cultivo de linha de montagem 100 que tem uma pluralidade de tanques de retenção de fluido 206 sem mostrar as faixas em espiral. Os tanques de retenção de fluido 206 incluem uma porção de água ciclada 206a, uma porção de água cinza 206b, uma porção de água de nutriente 206c e uma porção de água tratada 206d. Por exemplo, se o componente desinfetante 120 exige água para lavar a caçamba 104 e/ou a bandeja 105, uma porção de água tratada 206d dos tanques de retenção de fluido 206 fornece água ao componente desinfetante 120 por meio das válvulas 108 que pode controlar o movimento do fluido. A água cinza contida na porção de água cinza 206b também é água limpa e reciclada. Os tanques de retenção de fluido 206 reciclam constantemente a água para manter a água bem misturada com nutrientes e injetar oxigênio na água.
[0031] A Figura 3 retrata uma modalidade de um lado traseiro do conjunto de cultivo de linha de montagem 100. Um componente de semeador 108 está acoplado ao controlador-mestre 106, conforme mostrado nas Figuras 2 e 3. O componente de semeador 108 pode ser configurado para fornecer sementes a uma ou mais bandejas 105 suportadas por cada uma dentre a uma ou mais caçambas 104, visto que as caçambas 104 passam o componente de semeador 108 na linha de montagem, conforme mostrado na Figura 3. Dependendo da modalidade particular, cada caçamba 104 pode incluir uma bandeja de seção única para receber uma pluralidade de sementes. Algumas modalidades podem incluir uma bandeja de múltiplas seções para receber sementes individuais em cada seção (ou célula). Em
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 33/94
15/48 algumas modalidades, as sementes podem ser pré-tratadas com nutrientes e/ou agentes antiflutuabilidade (tais como água), visto que essas modalidades podem não utilizar terra para cultivar as sementes e, assim, podem precisar ser submergidas. [0032] O componente de rega pode ser acoplado a uma ou mais linhas de água 110, que distribuem água e/ou nutrientes a uma ou mais bandejas 105 em áreas predeterminadas do conjunto de cultivo de linha de montagem 100. Em algumas modalidades, sementes podem ser pulverizadas para reduzir a flutuabilidade e, então, inundadas. Além disso, o uso e o consumo de água podem ser monitorados, de modo que, em estações de rega subsequentes, esses dados possam ser utilizados para determinar uma quantidade de água para aplicar a uma semente naquele momento.
[0033] Na Figura 1, também são mostradas linhas de fluxo de ar 112. Especificamente, o controlador-mestre 106 pode incluir e/ou ser acoplado a um ou mais componentes que entregam fluxo de ar para controle de temperatura, pressão, controle de dióxido de carbono, controle de oxigênio, controle de nitrogênio, etc. Consequentemente, as linhas de fluxo de ar 112 podem distribuir o fluxo de ar em áreas predeterminadas no conjunto de cultivo de linha de montagem 100.
[0034] Deve-se entender que, embora a modalidade da Figura 1 retrate um conjunto de cultivo de linha de montagem 100 que envolve uma pluralidade de eixos geométricos, esse é meramente um exemplo. As Figuras 1 e 2 ilustram uma estrutura de duas torres do conjunto de cultivo de linha de montagem 100, mas, em outras modalidades, uma estrutura de quatro torres está disponível. Além disso, qualquer configuração de linha de montagem ou conjunto de cultivo estacionário pode ser utilizada para realizar a funcionalidade descrita no presente documento.
[0035] As Figuras 2 e 3 retratam uma pluralidade de componentes para um conjunto de cultivo de linha de montagem 100 de acordo com modalidades descritas no presente documento. Conforme ilustrado nas Figuras 2 e 3, o componente de semeador 108 é ilustrado, assim como um dispositivo de iluminação 206, um componente de colheitadeira 208, e um componente desinfetante 210. Como descrito acima, o componente de semeador 108 pode ser configurado para semear as bandejas 105 das caçambas 104. Os dispositivos de iluminação 206 podem fornecer ondas de luz que podem facilitar o cultivo de plantas. Dependendo da
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 34/94
16/48 modalidade particular, os dispositivos de iluminação 206 podem ser estacionários e/ou móveis. Como exemplo, algumas modalidades podem alterar a posição dos dispositivos de iluminação 206, com base no tipo de planta, no estágio de desenvolvimento, na receita e/ou outros fatores.
[0036] Além disso, à medida que as plantas são iluminadas, regadas e supridas com nutrientes, as caçambas 104 atravessarão a pista 102 do conjunto de cultivo de linha de montagem 100. Além disso, o conjunto de cultivo de linha de montagem 100 pode detectar uma produção de cultivo e/ou fruta de uma planta, e pode determinar quando colheita é garantida. Se a colheita for garantida antes de a caçamba 104 alcançar a colheitadeira, pode-se fazer modificações na receita-mestre para cultivo de plantas para aquela caçamba particular 104 até que a caçamba 104 alcance a colheitadeira. Em algumas modalidades, a receita para cultivo de plantas pode ditar a temporização e o comprimento de onda de luz, a pressão, a temperatura, a rega, os nutrientes, a atmosfera molecular e/ou outras variáveis para otimizar a produção e o cultivo de plantas. Inversamente, se uma caçamba 104 alcança a colheitadeira e foi determinado que as plantas naquela caçamba 104 não estão prontas para colheita, o conjunto de cultivo de linha de montagem 100 pode comissionar aquela caçamba 104 para outra volta. Essa volta adicional pode incluir uma dosagem diferente de luz, água, nutrientes, etc., e a velocidade da caçamba 104 podería ser alterada, com base no desenvolvimento das plantas na caçamba 104. Se for determinado que as plantas em uma caçamba 104 estão prontas para colheita, o componente de colheitadeira 208 pode facilitar tal processo de colheita.
[0037] Em algumas modalidades, o componente de colheitadeira 208 pode cortar as plantas a uma altura predeterminada para colheita. Em algumas modalidades, a bandeja pode ser virada para remover as plantas da bandeja e para um recipiente de processamento para picar, espremer, extrair o sumo, etc. Devido ao fato de que muitas modalidades do conjunto de cultivo de linha de montagem 100 não usam terra, uma lavagem mínima (ou nenhuma) das plantas pode ser necessária antes do processamento.
[0038] De modo semelhante, algumas modalidades podem ser configuradas para separar automaticamente o fruto da planta, tal como por meio de agitação, rebento, etc. Se o material de planta restante puder ser reusado para cultivar frutos
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 35/94
17/48 adicionais, a caçamba 104 pode manter a planta restante e retornar à porção de cultivo da linha de montagem. Se o material de planta não deve ser reusado para cultivar frutos adicionais, pode ser descartado ou processado, conforme apropriado. [0039] Uma vez que a caçamba 104 e a bandeja estão livres de material de planta, o componente desinfetante 210 pode ser implementado para remover qualquer particulado, material de planta, etc. que possa permanecer na caçamba 104. Como tal, o componente desinfetante 210 pode implementar qualquer um dentre uma pluralidade de diferentes mecanismos de lavagem, tal como água a alta pressão, água a alta temperatura, e/ou outras soluções para limpar a caçamba 104 e/ou a bandeja. Em algumas modalidades, a bandeja pode ser virada para produzir a planta para processamento, e a bandeja pode permanecer nessa posição. Como tal, o componente desinfetante 210 pode receber a bandeja nessa posição, que pode lavar a caçamba 104 e/ou a bandeja e retornar a bandeja de volta para a posição de cultivo. Uma vez que a caçamba 104 e/ou bandeja estão limpas, a bandeja pode, novamente, passar pelo componente de semeador 108, que determinará que a bandeja precisa de semeadura e começará o processo de semeadura.
[0040] Em algumas modalidades, cada um dos componentes variados do conjunto de cultivo de linha de montagem 100 pode ser controlável por um módulo de controle particular que é particularmente configurado para controlar as várias funções dos componentes associados. Por exemplo, o componente desinfetante 210 mostrado na Figura 2 pode incluir um módulo de controle (não mostrado) que é particularmente configurado para controlar as várias funções do componente desinfetante 210. Em outro exemplo, o componente de colheitadeira 208 pode incluir um módulo de controle que é particularmente configurado para controlar as várias funções do componente de colheitadeira 208, conforme mostrado na Figura 2. Devese entender que um módulo de controle pode também controlar uma pluralidade de componentes ou pode controlar apenas uma porção de um componente.
[0041] A Figura 4 ilustra um diagrama em bloco de um sistema de controle distribuído 400 para uso com o conjunto de cultivo de linha de montagem de acordo com várias modalidades. Na Figura 4, o controlador-mestre 106 e vários módulos de controle, tais como um controlador de robô 410, um controlador de caçamba e pista 420, um controlador de ambiente 430, um controlador de dosagem 440 (chamado de
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 36/94
18/48 controlador de nutriente) e um controlador de luz 445, são incluídos no sistema de controle distribuído 400. Esses controladores são a título apenas de exemplo, e o sistema de controle distribuído não é limitado a isso. Conforme mostrado na Figura 4, cada controlador é associado a ativos relevantes do conjunto de cultivo de linha de montagem 100. Tais ativos incluem robôs, válvulas, caçambas, bombas de água, bombas de ar, linhas de água, tanques de água, linhas de ar, linhas de água, dispositivos de iluminação, componentes variados do conjunto de cultivo de linha de montagem 100, tais como o desinfetante 210, o semeador 108, a colheitadeira 208, conforme discutido acima em conexão com as Figuras 2 e 3. Em algumas modalidades, os ativos ainda incluem plantas e sementes que estão no processo de cultivo no conjunto de cultivo de linha de montagem 100.
[0042] O sistema de controle distribuído 400 é implementado em consideração de uso eficiente e ideal dos ativos. Por exemplo, o controlador-mestre 106 armazena uma receita-mestre 404 relevante para plantas portadas por, por exemplo, 1500 caçambas que estão operando simultaneamente no conjunto de cultivo de linha de montagem 100. Há inúmeras bombas, válvulas, robôs de rega, etc. e componentes variados que exigem controle. O sistema de controle distribuído 400 é implementado para distribuir funções de controle entre o controlador-mestre 106 e vários módulos de controle em luz desses ativos. Conforme mostrado na Figura 4, vários módulos de controle podem incluir o controlador de robô 410, o controlador de caçamba e pista 420, o controlador de ambiente 430, o controlador de dosagem 440 e o controlador de luz 445 em algumas modalidades. O controlador de robô 410 é configurado para desempenhar funções de controle relacionadas a robôs 450. Robôs 450 podem incluir robôs de rega e realizar rega sobre plantas através de todo o espaço do conjunto de cultivo de linha de montagem 100. O controlador de caçamba e pista 420 é configurado para desempenhar funções de controle relacionadas a caçambas 104 e faixas do conjunto de cultivo de linha de montagem 100. O controlador de ambiente 430 é configurado para desempenhar funções de controle relacionadas a temperatura, umidade relativa, fluxo de ar, e atmosfera (taxas de Oxigênio e CO2). O controlador de dosagem 440 é configurado para desempenhar funções de controle relacionadas a um suprimento de dosagem, tal como rega, alimentações de nutrientes, etc. O controlador de luz 445 é configurado para
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 37/94
19/48 desempenhar função de controle relacionadas a sistemas de iluminação, tais como sistemas de iluminação de LED, espectros de luz de personalização, com base nas necessidades de plantas.
[0043] Operações e funções do controlador de robô 410, o controlador de caçamba e pista 420, o controlador de ambiente 430, o controlador de dosagem 440 e o controlador de luz 445 são discutidos adicionalmente em detalhes abaixo. A operação do módulo de controle de bomba é discutida no Pedido Copendente N2 U.S. 15/965.163, depositado em 27 de abril de 2018, e que reivindica o benefício do Pedido Provisório N2 U.S. 62/519.428, depositado em 14 de junho de 2017 e intitulado, “DEVICES, SYSTEMS, AND METHODS FOR FORNECER AND USING A PUMP CONTROL MODULE IN A MASTER CONTROLLER IN AN ASSEMBLY LINE GROW POD”, cuja revelação está incorporada no presente documento em sua totalidade.
[0044] No sistema de controle distribuído 400 conforme mostrado na Figura 4, o controlador-mestre 106 delega e distribui diversas funções para outros módulos de controle, tais como o controlador de robô 410, o controlador de caçamba e pista 420, o controlador de ambiente 430, o controlador de dosagem 440 e o controlador de luz 445 em luz dos ativos disponíveis e operando no conjunto de cultivo de linha de montagem 100. Esses controladores 410, 420, 430, 440 e 445 administram funções de controle de componentes relevantes e ativos. Uma vez delegadas e distribuídas, as funções de controle administradas por esses controladores 410, 420, 430, 440 e 445 são independentes do controlador-mestre 106 e autônomas. Uma vez que as tarefas delegadas são concluídas, os controladores 410,420,430,440 e 445 relatam a conclusão de tarefas ao controlador-mestre 106, e o registro e os dados relevantes são atualizados no controlador-mestre 106.
[0045] Os controladores 410, 420, 430, 440 e 445 são acoplados de forma comunicativa ao controlador-mestre 106. Como exemplo, os controladores 410, 420, 430, 440 e 445 são acoplados ao controlador-mestre 106 por meio de uma conexão com fios. A conexão com fios pode incluir uma rede do tipo conectar e executar 490 que não exige definição de endereço. O sistema de controle distribuído 400 permite que o controlador-mestre 106 e os controladores 410, 420, 430, 440 e 445 sejam conectados através de um protocolo de comunicação comum. Em algumas
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 38/94
20/48 modalidades, um ou mais dos controladores 410, 420, 430, 440 e 445 podem ser encaixados e, de modo substancialmente simultâneo, conectados com o controladormestre 105. De modo semelhante, um ou mais dos controladores 410, 420, 430, 440 e 445 podem ser encaixados e desconectados do controlador-mestre 106. Uma vez que a conexão com fios pode ser feita, o controlador-mestre 106 pode identificar cada controlador 410, 420, 430, 440 e 445 com seus endereços exclusivos, por exemplo, com base em um localizador físico (ou localizadores). Em outras modalidades, os controladores 410, 420, 430, 440 e 445 podem ser acoplados de modo sem fio ao controlador-mestre 106.
[0046] Em algumas modalidades, o sistema de controle distribuído 400 opera através de uma rede de proprietário. O canal de comunicação 490 pode ser a rede de proprietário. Ademais, em algumas modalidades, os sistemas operacionais do controlador-mestre 106 são com o uso de linguagem de programação de proprietário desenvolvida pela cessionária do presente pedido, Grow Solutions Tech LLC. Essa natureza de proprietário do sistema de controle distribuído 400 pode ser útil no fornecimento de segurança aprimorada e substancialmente zero tempo de inatividade do conjunto de cultivo de linha de montagem 100 devido ao fato de que o sistema de controle distribuído 400 pode não ser submetido a redefinição, desativação e reinicialização iniciadas e forçadas por sistemas operacionais e software comercialmente disponíveis. Em outras palavras, a operação e a manutenção da rede 490, atualização, reconfiguração, reparo e substituição do controlador-mestre 490, e outros controladores 410, 420, 430, 440 e 445 podem ser programados e/ou controlados completamente com base na necessidade e em exigências do conjunto de cultivo de linha de montagem 100.
[0047] Em algumas modalidades, o sistema de controle distribuído 400 pode ser implementado com o uso de tecnologia de computação de ponta. O controladormestre 106 e diversos controladores 410, 420, 430, 440 e 445 podem residir longe dos sistemas de computação centralizados disponíveis na nuvem. Em vez disso, o sistema de controle distribuído 400 pode ser disposto próximo a uma fonte de dados, isto é, dentro ou adjacente ao conjunto de cultivo de linha de montagem 100. Consequentemente, a coleta e o agrupamento de dados e a análise de dados podem ocorrer na localização onde fontes de dados estão presentes. Essa capacidade e as
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 39/94
21/48 características do sistema de controle distribuído 400 podem ser valiosas e/ou indispensáveis para o conjunto de cultivo de linha de montagem 100. O conjunto de cultivo de linha de montagem 100 pode gerar uma grande quantidade de dados com inúmeras variáveis e exigir respostas rápidas, contínuas e personalizadas com base nos padrões de cultivo/resultados de cultivo de plantas. As vantagens de implementar o sistema de controle distribuído 400 com computação de ponta podem incluir redução de tempo de inatividade não planejado, aprimoramento em desempenho de ativos, custo mais baixo de manutenção, sem necessidade de transportar dados para/da nuvem, flexibilidade de configuração de sistema, etc. Tais vantagens podem ser altamente relevantes e valiosas para a operação do conjunto de cultivo de linha de montagem 100.
[0048] Em algumas modalidades, o sistema de controle distribuído 400 é um sistema de proprietário e usa seus próprios sistemas operacionais para operar o conjunto de cultivo de linha de montagem 100. Em outras modalidades, o sistema de controle distribuído 400 pode transportar dados para um sistema em nuvem se necessário e conforme necessário. Visto que o conjunto de cultivo de linha de montagem 100 continua a operar, uma grande quantidade de dados pode ser acumulada, e o armazenamento no local pode não mais ser a melhor opção. O sistema em nuvem pode ser usado para o propósito de armazenamento de dados, ou outros propósitos.
[0049] A Figura 5 retrata um diagrama em bloco ilustrativo do controlador-mestre 106. Conforme discutido acima, o controlador-mestre 106 armazena a receita-mestre 404. Em algumas modalidades, a receita-mestre é projetada com o uso de linguagem de programação de proprietário para uma planta específica. Cada receita inclui os seguintes comandos: HVAC (TEMPERATURA, UMIDADE, FLUXO DE AR), LUZ (VERMELHA, AZUL, QUENTE, FRIA, UV), ÁGUA, TEMPORIZADOR, DOSADOR, CICLO, INTERVALO, SAÍDA, ALERTA, etc. Os comandos listados aqui são para propósitos exemplificativos, e os comandos para a receita-mestre são não limitados a isso. O comando HVAC altera variáveis ambientais, tais como temperatura, umidade, fluxo de ar, etc. O comando LUZ especifica luzes a serem ligadas. Por exemplo, o comando LUZ pode especificar o uso de diferentes luzes, tais como luzes vermelha, azul, quente ou fria. O comando ÁGUA é usado para controlar a rega. O
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 40/94
22/48 comando ÁGUA especifica um tanque do qual a rega deve ser extraída para desempenhar a rega. O comando ÁGUA especifica ainda uma quantidade de segundos que dispositivos de rega estarão ligados. A duração de operação de dispositivos de rega pode ser controlada usando-se o comando TEMPORIZADOR. O comando DOSADOR é usado para adicionar nutrientes específicos em um tanque especificado pelo comando ÁGUA. O comando DOSADOR também especifica a quantidade de nutrientes. O comando CICLO especifica uma quantidade definida de rotações para comandos designados. Por exemplo, o comando CICLO pode designar ativar uma luz vermelha por 75 segundos doze vezes. O comando INTERVALO interrompe o ciclo de rotações e o comando SAÍDA interrompe a execução. O comando ALERTA envia uma mensagem para notificar operadores e usuários predeterminados, e não interrompe ou detém o programa.
[0050] Em algumas modalidades, a receita-mestre 404 é configurada para cobrir diferentes ambientes de cultivo, tais como de uma bandeja única pequena até um grande número de conjuntos de cultivo que cobrem milhares de hectares. Isso se deve ao fato de que a receita-mestre 404 pode ser configurada para definir cada receita para uma planta específica conforme necessário. Uma vez que as receitas são definidas, as receitas podem ser emuladas em uma câmara de teste personalizada para determinar se as receitas funcionam. Durante esse processo de emulação, pode-se fazer ajustes às receitas, e o processo de emulação é repetido até que as receitas sejam testadas para funcionar. Uma vez que as receitas tenham sido concluídas, as mesmas são exportadas para um sistema operacional de conjunto maior. Os sistemas operacionais de conjunto são de proprietário em sua natureza, e não submetidos a atualizações, modificações ou reconfiguração forçados externamente. Os sistemas operacionais de conjunto executam um protocolo de comunicação comum para facilitar comunicações com outros controladores, conforme mostrado na Figura 4.
[0051] As Figuras 6A a 6C retratam configurações ilustrativas de um alojamento do sistema de controle distribuído 400 de acordo com várias modalidades. Conforme mostrado na Figura 6A, o sistema de controle distribuído 400 inclui o alojamento que aloja o controlador-mestre 106 e vários módulos de controle. O alojamento facilita a conexão entre o controlador-mestre 106 e vários módulos de controle, tais como uma
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 41/94
23/48 rede do tipo conectar e executar. O alojamento facilita ainda uma colocação e uma remoção simples e convenientes de vários módulos de controle.
[0052] O sistema de controle distribuído 400 tem uma interface de controle modular que pode suportar uma pluralidade dos módulos de controle 510. Os módulos de controle 510 podem ser configurados para um desempenho como o controlador de robô 410, o controlador de caçamba e pista 420, o controlador de ambiente 430, o controlador de dosagem 440 e o controlador de luz 445, conforme mostrado na Figura 4. Como tal, o alojamento do sistema de controle distribuído 400 pode incluir uma pluralidade de compartimentos 502 nos quais cada módulo de controle 510 pode ser colocado. Cada compartimento 502 é, de modo geral, uma cavidade dentro do sistema de controle distribuído 400 que é dimensionada e conformada para receber qualquer um dos módulos de controle 510. Além disso, cada compartimento 502 pode ter um formato e um tamanho semelhantes aos outros compartimentos 502 do controlador-mestre 106, de modo que qualquer módulo de controle 510 possa ser inserido em qualquer compartimento 502. Ou seja, em algumas modalidades, nenhum compartimento 502 é particularmente conformado para aceitar apenas um determinado módulo de controle 510.
[0053] Cada um dentre a pluralidade de compartimentos 502 pode ainda incluir um mecanismo de suporte 504. O mecanismo de suporte 504 pode ser um trilho ou semelhantes que suporta o suporte correspondente 506 no módulo de controle 510. Além disso, o mecanismo de suporte 504 pode também agir como um guia para garantir que o módulo de controle 510 seja apropriadamente inserido e posicionado dentro do compartimento 502.
[0054] Em referência à Figura 6B, cada um dentre a pluralidade de compartimentos 502 pode ainda incluir uma porta de I/O de compartimento 610. A porta de I/O de compartimento 506 pode corresponder à porta de I/O 808 (Figura 7A) no módulo de controle 510 de modo que a porta de I/O de compartimento 506 e a porta de I/O 808 (Figura 7A) no módulo de controle 510 possam ser acopladas em conjunto. Ademais, a porta de I/O de compartimento 506 pode conter diversos componentes de comunicações de modo que, quando a porta de I/O de compartimento 506 é acoplada à porta de I/O 808 (Figura 7A) no módulo de controle 510, as comunicações entre o módulo de controle 302 e dispositivos externos
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 42/94
24/48 acoplados de forma comunicativa por meio da porta de I/O de compartimento 506 possam ocorrer. Em algumas modalidades, o módulo de controle 510 pode ser acoplado a um cabo conectado ao controlador-mestre 106, por exemplo, por meio de um mecanismo conexão por encaixe e iniciar comunicações com o controladormestre 106. Quando o cabo está conectado ao módulo de controle 510, o controlador-mestre 106 pode coletar o endereço do módulo de controle 501 imediatamente. De modo semelhante, quando o módulo de controle 510 puder ser desencaixado dos compartimentos 502, por exemplo, desconectando-se o cabo, então, o módulo de controle 510 pode ser desconectado do controlador-mestre 106. [0055] Visto que cada compartimento 502 é semelhante em formato e tamanho e contém os mesmos componentes (isto é, mecanismos de suporte 504 e portas de I/O de compartimento 506), qualquer módulo de controle 510, independentemente de funcionalidade, pode ser colocado em qualquer um dos compartimentos 502 a fim de operar. Determinados compartimentos 502 podem conter um módulo de controle 510 que está em operação para controlar uma ou mais funções do conjunto de cultivo de linha de montagem 100 (Figura 1), enquanto outros compartimentos 502 podem permanecer vagos e prontos para aceitar um módulo de controle 510, conforme retratado na Figura 6B.
[0056] Além disso, o controlador-mestre 106 é configurado de modo que permita que os módulos de controle 510 sejam substituíveis em funcionamento. Ou seja, cada módulo de controle 510 pode ser inserido em um compartimento 502 do controlador-mestre 106 a qualquer momento para funcionar. Ademais, a remoção de módulos de controle 510 de um compartimento 502 não altera a funcionalidade de outros módulos de controle 510 inseridos em outros compartimentos 502. Como tal, um usuário pode remover um módulo de controle particular 510 de um compartimento 502 a qualquer momento sem alterar a funcionalidade dos módulos de controle 510 instalados restantes. Isso pode ser particularmente útil em situações em que pode ser necessário remover um módulo de controle 510 de um compartimento 502 sem desativar todo o conjunto de cultivo de linha de montagem 100 (Figura 1) para fazer isso. Deve-se entender que um módulo de controle particular 510 pode ser removido de um compartimento 502 por quaisquer razões. Por exemplo, um módulo de controle 510 pode ser removido de um compartimento
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 43/94
25/48
502 para reparos, atualizações, trocar um módulo de controle 510 por outro módulo de controle 510 (isto é, um módulo de controle que fornece uma funcionalidade diferente), e/ou semelhantes. Além disso, as capacidades de serem substituíveis em funcionamento dos módulos de controle 510 possibilitam que muitos módulos de controle diferentes sejam construídos para especificações particulares dependendo de um uso particular do conjunto de cultivo de linha de montagem 100 (Figura 1) ou um componente do mesmo de modo que a funcionalidade de cada conjunto de cultivo de linha de montagem 100 possa ser particularmente personalizado com precisão para especificações desejadas.
[0057] Em algumas modalidades, o controlador-mestre 106 pode ainda incluir dutos, hélices, e/ou semelhantes que são usados para resfriar os vários módulos de controle 510 enquanto estão operando para evitar danos relacionados ao calor aos módulos de controle 510. A energia térmica gerada pelos módulos de controle 510 durante a operação pode ser capturada e/ou usada para fornecer ar aquecido a diversas porções do conjunto de cultivo de linha de montagem 100 (Figura 1), tal como em situações em que determinadas sementes e/ou plantas precisam de uma atmosfera aquecida para condições de cultivo ideal. A energia térmica pode também ser convertida em energia elétrica, que pode ser usada para alimentar os componentes variados do conjunto de cultivo de linha de montagem 100 (Figura 1). [0058] Em algumas modalidades, o controlador-mestre 106 pode ser removido do conjunto de cultivo de linha de montagem 100 por algumas razões, tais como reparo, atualização, substituição, etc. Conforme mostrado na Figura 4, diversos controladores 410,420, 430,440 e 445 são configurados para desempenhar funções de controle distribuídas e operar. A rede que suporta e conecta o controlador-mestre 106 e diversos controladores 410, 420, 430, 440 e 445 pode ser a rede do tipo conectar e executar 490, que não exige definição de endereço e conduz autodiagnóstico e correção de erros. Essa rede 490 possibilita que muitos dispositivos de hardware diferentes sejam conectados através de um protocolo de comunicação comum. Mesmo se o controlador-mestre 106 puder ser removido, tal remoção pode não afetar a operação das funções de controle dos controladores 410, 420, 430, 440 e 445. Quando o controlador-mestre 106 é reconectado, os controladores 410, 420, 430, 440 e 445 podem relatar as tarefas concluídas e
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 44/94
26/48 atualizar o controlador-mestre 106 em relação a cada função de controle delegada aos controladores 410, 420, 430, 440 e 445. Esse aspecto do sistema de controle distribuído pode aprimorar a flexibilidade e a confiança do sistema de controle distribuído 400.
[0059] Embora as Figuras 6A a 6C retratem o sistema de controle distribuído 400 tendo o alojamento equipado com cincos compartimentos dispostos verticalmente 502 para receber módulos de controle 510, isso é meramente ilustrativo. Ou seja, deve-se entender que o alojamento do sistema de controle distribuído 400 pode ter qualquer quantidade de compartimentos 502, e pode ser adicionalmente disposto em qualquer configuração sem se afastar do escopo da presente revelação.
[0060] Por exemplo, conforme retratado na Figura 6C, cada um dos mecanismos de suporte 504 em cada compartimento 502 aceita o suporte correspondente 506 no módulo de controle 510 de modo que o módulo de controle 510 deslize para o compartimento 502 no posicionamento correto. Uma vez que o módulo de controle 510 desliza na boia 502, pode ser conectado a uma rede do tipo conectar e executar, tal como a rede 490 na Figura 4. Deve-se entender que a disposição e a configuração particulares dos mecanismos de suporte 504 e dos suportes 506 são meramente ilustrativas, e outros meios de garantir que o módulo de controle 510 seja apropriadamente colocado dentro do compartimento 502 são possíveis sem se afastar do escopo da presente revelação.
[0061] A Figura 7A retrata um módulo de controle 510 ilustrativo de acordo com várias modalidades. O módulo de controle e o controlador podem ser usados de modo intercambiável nas modalidades descritas no presente documento. O módulo de controle 510 pode incluir um alojamento 804 acoplado a um suporte 806. O suporte 806 pode suportar o alojamento 804 dentro de uma unidade de controladormestre, como descrito em maiores detalhes no presente documento. O módulo de controle 510 pode ainda incluir uma porta de I/O 808 dentro do alojamento 804. A porta de I/O 808 pode ser uma porta de comunicações ou semelhantes que contém um conjunto de circuitos e componentes de acoplamento mecânico que permitem que componentes variados dentro do módulo de controle 510 se comuniquem com dispositivos externos ao módulo de controle 510, como descrito em maiores detalhes no presente documento. O módulo de controle 510 é a título de exemplo, e a presente
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 45/94
27/48 revelação não é limitada a isso. Em outras modalidades, diferentes formatos e configurações de um módulo de controle estão disponíveis.
[0062] Conforme mostrado na Figura 7B, o módulo de controle 510 pode ser configurado como um módulo de controle de hardware. Conforme discutido acima em conexão com a Figura 4, o módulo de controle 510 inclui um dispositivo de computação e opera independentemente. Essa configuração de hardware do módulo de controle 510 pode fornecer confiança ao conjunto de cultivo de linha de montagem 100. Por exemplo, o módulo de controle 510 pode não ser submetido a uma atualização forçada, interrupção devido a substituição ou atualização de software, etc. Como outro exemplo, o módulo de controle 510 pode não ser submetido a uma redefinição ou reinicialização forçada do Sistema, o que pode afetar a operação do conjunto de cultivo de linha de montagem 100. Conforme discutido acima, a rede 490 em que o módulo de controle 510 é conectado e o protocolo de comunicação comum está em uso, pode ser de proprietário. O módulo de controle 510 pode não ser submetido a atualização de software externa, interrupção externa ou forçada do desempenho, etc.
[0063] Ademais, o módulo de controle de hardware, conforme mostrado na Figura 7A, pode fornecer um mecanismo simples e conveniente para expansão, substituição, reparo e atualização. Por exemplo, se o controlador de caçamba e pista 420 exige substituição, qualquer módulo de controle de hardware disponível no conjunto de linha de cultivo de montagem 100 pode ser usado para ser configurado como outro controlador de caçamba e pista 420. Não há necessidade de aguardar para receber qualquer carregamento de um fornecedor de sistema. Qualquer módulo de controle de hardware pode ser usado para ser programado para desempenhar funções distribuídas, isto é, funções de controle de caçamba e pista, substituir o controlador 410 antigo, encaixado na estrutura de compartimento 502 e conectado ao sistema de controle distribuído 400 por meio da rede do tipo conectar e executar 490. Essa flexibilidade pode facilitar e garantir operações contínuas e confiáveis do conjunto de cultivo de linha de montagem 100, o que pode ser indispensável para cultivo plantas.
[0064] Em algumas modalidades, o sistema de controle distribuído 400 pode considerar ativos disponíveis no conjunto de cultivo de linha de montagem 100 e
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 46/94
28/48 realizar uma determinação de distribuição e delegação de funções de controle com base nos ativos e/ou na carga de processamento no controlador-mestre 106. Uma vez que tal determinação é realizada, o módulo de controle de hardware (ou módulos) pode fornecer flexibilidade que facilita a programação das funções de controle distribuídas e delegadas e definir como módulo de controle (ou módulos) para desempenhar as funções de controle distribuídas e delegadas. Tais configuração e programação podem não precisar considerar exigências e compatibilidade com programas e sistemas operacionais comercialmente disponíveis, tal como Microsoft Windows®.
[0065] Em algumas modalidades, o módulo de controle 510 pode ser configurado para desempenhar operações e funções de componentes variados para uso no conjunto de cultivo de linha de montagem. Em uma modalidade, como descrito no Pedido de Patente copendente N2 U.S. 15/926.771 e no Pedido Provisório N2 U.S. 62/519.420, o módulo de controle 510 pode ser implementado como um módulo de controle de cultura. Em ainda outra modalidade, como descrito no Pedido copendente N2 U.S. 15/965.163 e no Pedido Provisório N2 U.S. 62/519.428, o módulo de controle 510 pode ser implementado como um módulo de controle de bomba.
[0066] Como discutido na Figura 4, o módulo de controle 510 pode ser configurado como o controlador de robô 410, o controlador de caçamba e pista 420, o controlador de ambiente 430, o controlador de dosagem 440 e o controlador de luz 445. O controlador de robô 410 pode controlar operações de robôs 450. Esses robôs 450 podem incluir robôs de rega. O controlador de robô 410 controla operações dos robôs 450 com base em parâmetros recebidos do controlador-mestre 106 por meio de conexão 415. O controlador de robô 410 opera de modo autônomo, e é independente do controle do controlador-mestre 106 dentro do escopo de funções de controle delegadas pelo controlador-mestre 106. Por exemplo, se um ou dois robôs pararem a operação e precisarem ser substituídos, o controlador de robô 410 pode tomar uma decisão de substituir tais robôs e garantir que as operações do resto dos robôs não sejam afetadas.
[0067] A Figura 8 retrata componentes exemplificativos relacionados à operação de robôs 450 controlados pelo controlador de robô 450. Conforme discutido acima, os robôs 450 podem incluir robôs de rega. Conforme mostrado na Figura 8, os robôs
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 47/94
29/48
450 podem ser acoplados a um tanque de retenção de fluido 880. O tanque 880 recicla constantemente água para manter a água bem misturada com nutrientes e injetar oxigênio na água, conforme mostrado na Figura 8. Em algumas modalidades, uma troca fria, conforme mostrado na Figura 8, mantém a água a 5 graus a menos que o ambiente. Os robôs 450 são acoplados ao tanque de retenção de fluido 880 a fim de suprir com fluido. Como exemplo, robôs de rega podem regar ao longo de 50.000 localizações com tão pouco quanto 0,075 milímetros por localização em qualquer bandeja no conjunto de cultivo de linha de montagem 100. Em algumas modalidades, essa rega ocorre como uma gotícula de água em vez de aspersão pulverizada para reduzir a quantidade de respingos no equipamento.
[0068] Em outras modalidades, o módulo de controle 510 pode operar como o controlador de caçamba e pista 420, o controlador de ambiente 430, o controlador de dosagem 440 e o controlador de luz 445. O controlador de caçamba e pista 420 controla o movimento das caçambas 104 na pista, tal como a permanência ou o movimento de caçambas 104 da entrada das caçambas para o conjunto de cultivo de linha de montagem 100 ao estágio de colheita de plantas. Em algumas modalidades, as caçambas 104 podem ser atribuídas com identificadores exclusivos, e o controlador de caçamba e pista 420 pode receber esses identificadores e fornecer ao controlador-mestre 106 juntamente com outro conjunto de informações das caçambas 104, tais como o peso de caçambas 104 com plantas cultivadas, a quantidade de sementes presente em bandejas portadas pelas caçambas, tipo de plantas portadas por caçambas 104, etc. Além disso, o controlador de caçamba e pista 420 pode detectar a localização particular de caçambas 104 no conjunto de cultivo de linha de montagem 100. Em algumas modalidades, o controlador de caçamba e pista 420 controla o inventário de caçambas. Por exemplo, se uma caçamba estiver indisponível, o controlador de caçamba e pista 420 determina se há uma caçamba de substituição, se deve ou não reparar a caçamba indisponível, se deve ou não solicitar uma nova caçamba, etc.
[0069] O controlador de luz 445 controla um sistema de iluminação de LED que fornece cores de comprimento de onda luz diferente personalizadas para plantas. As explicações detalhadas do sistema de iluminação de LED disponível no conjunto de cultivo de linha de montagem podem ser encontradas no Pedido copendente com N2
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 48/94
30/48 de série U.S. 15/949.432, depositado em 10 de abril de 2018, que reivindica prioridade ao Pedido Provisório N2 62/519.607, depositado em 14 de junho de 2017 e intitulado “SYSTEMS AND METHODS FOR UTILIZING LED RECIPES FOR A GROW POD”. O controlador de luz 445 controla a operação e duração de sistemas de iluminação de LED de modo que plantas serão expostas a uma cor de comprimento de onda de luz diferente com base na receita relacionada à iluminação, conforme discutido acima em conexão com o comando LUZ da receita-mestre. As operações do controlador de dosagem 440 serão adicionalmente discutidas em detalhes abaixo em conexão com a Figura 10.
[0070] Referindo-se novamente à Figura 7B, diversos componentes internos do módulo de controle 510 ilustrativo são ilustrados. Em algumas modalidades, tais componentes internos podem, de modo geral, ser um ambiente de computação. Conforme ilustrado, o módulo de controle 510 pode incluir um dispositivo de computação 720. O dispositivo de computação 720 inclui um processador 730, hardware de entrada/saída 732, o hardware de interface de rede 739, um componente de armazenamento de dados 736 (que armazena dados de sistemas 738a, dados de planta 738b, e/ou outros dados), e o componente de memória 990. O componente de memória 790 pode ser configurado como memória volátil e/ou não volátil e, como tal, pode incluir memória de acesso aleatório (que inclui SRAM, DRAM, e/ou outros tipos de RAM), memória flash, memória digital protegida (SD), registros, discos compactos (CD), discos versáteis digitais (DVD), e/ou outros tipos de mídias legíveis por computador não transitórias. Dependendo da modalidade particular, essas mídias legíveis por computador não transitórias podem residir dentro do dispositivo de computação 720 e/ou externas ao dispositivo de computação 920.
[0071] O componente de memória 790 pode armazenar lógica operacional 792, lógica de sistemas 744a, e a lógica de planta 744b. A lógica de sistemas 744a e a lógica de planta 744b podem, cada uma, incluir uma pluralidade de diferentes partes de lógica, cada uma das quais pode ser incorporada como um programa de computador, firmware e/ou hardware, como exemplo. Como descrito em mais detalhes abaixo, a lógica de sistemas 744a pode monitorar e controlar operações de um ou mais dos componentes do conjunto de cultivo de linha de montagem 100
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 49/94
31/48 (Figura 1). A lógica de planta 744b pode ser configurada para determinar e/ou receber uma receita para cultivo de plantas, e pode facilitar a implementação da receita por meio da lógica de sistemas 744a.
[0072] A lógica operacional 742 pode incluir um sistema operacional e/ou outro software para gerenciar componentes do dispositivo de computação 720. Como também discutido acima, a lógica de sistemas 744a e a lógica de planta 744b podem residir no componente de memória 740 e pode ser configurado para desempenhar a funcionalidade, como descrito no presente documento.
[0073] Em algumas modalidades, o módulo de controle 510 pode incluir o controlador de dosagem 440, conforme mostrado na Figura 4. A lógica de sistemas 744a e a lógica de planta 744b são programadas para desempenhar a funcionalidade de dosagem necessária para operar o conjunto de cultivo de linha de montagem. Ou seja, a quantidade de fluido, o tipo de fluido (por exemplo, água, nutrientes, etc.), a localização quanto a onde o fluido deve ser bombeado, os componentes variados que devem ser usados para controlar a dosagem e/ou semelhantes podem ser considerados na determinação da funcionalidade de provisão de fluido desejada. O controlador de dosagem 440 é configurado e conectado com o controlador-mestre 106 por meio do alojamento do sistema de controle distribuído 400, conforme mostrado na Figura 6A, 6B e 6C. Uma entrada é recebida em relação a uma dosagem a ser fornecida a uma semente e/ou uma planta. Em algumas modalidades, a entrada pode ser uma entrada relacionada a um tipo particular de semente e/ou planta ou uma entrada de uma receita, e o controlador de dosagem 440 pode, consequentemente, determinar a dosagem. Então, a lógica de sistemas 744a do controlador de dosagem 440 é programada para determinar quais componentes são necessários para fornecer a dosagem apropriada e quais definições são necessárias para cada componente. Então, o controlador de dosagem 440 envia um ou mais sinais aos componentes variados para ajustar de acordo e fornecer a dosagem apropriada. Assim, o controlador de dosagem 440 determina a dosagem apropriada para plantas ou sementes com base na entrada e controla componentes relevantes para fornecer a dosagem determinada.
[0074] Deve-se entender que, embora os componentes na Figura 7B sejam ilustrados como residindo dentro do dispositivo de computação 720, isso é
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 50/94
32/48 meramente um exemplo. Em algumas modalidades, um ou mais dos componentes podem residir externamente ao dispositivo de computação 720. Deve-se também entender que, embora o dispositivo de computação 720 seja ilustrado como um único dispositivo, isso também é meramente um exemplo. Em algumas modalidades, a lógica de sistemas 744a e a lógica de planta 744b podem residir em diferentes dispositivos de computação. Como exemplo, um ou mais dentre as funcionalidades e/ou os componentes descritos no presente documento podem ser fornecidos por um dispositivo de computação de usuário e/ou um dispositivo de computação remoto.
[0075] Além disso, embora o dispositivo de computação 720 seja ilustrado com a lógica de sistemas 744a e a lógica de planta 744b como componentes lógicos separados, isso também é um exemplo. Em algumas modalidades, uma única parte de lógica (e/ou diversos módulos ligados) pode fazer com que o dispositivo de computação 720 forneça a funcionalidade descrita.
[0076] Uma interface local 746 também está incluída na Figura 7B, e pode ser implementada como um barramento ou outra interface de comunicação para facilitar comunicação entre os componentes do dispositivo de computação 720.
[0077] O processador 730 pode incluir qualquer componente de processamento operável para receber e executar instruções (tais como de um componente de armazenamento de dados 736 e/ou do componente de memória 790). O hardware de entrada/saída 732 pode incluir e/ou ser configurado para criar uma interface com microfones, caixas de som, um visor e/ou outro hardware.
[0078] O hardware de interface de rede 739 pode incluir e/ou ser configurado para se comunicar com qualquer hardware de rede com fio ou sem fio, que inclui uma antena, um modem, porta LAN, cartão de fidelidade sem fio (Wi-Fi), cartão WiMax, cartão ZigBee, chip Bluetooth, cartão USB, hardware de comunicações móvel, e/ou outro hardware para se comunicar com outras redes e/ou dispositivos. A partir dessa conexão, a comunicação entre o dispositivo de computação 720 e outros dispositivos externos ao módulo de controle 510 pode ser facilitada. Como tal, o hardware de interface de rede 739 pode ser acoplado de forma comunicativa à porta de I/O 808 do módulo de controle 510.
[0079] Em algumas modalidades, o módulo de controle 510 pode ser acoplado a
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 51/94
33/48 uma rede. A rede pode incluir a internet ou outra rede de área larga, uma rede local, tal como uma rede de área local, uma rede de campo aproximado, tal como Bluetooth ou uma de comunicação de campo aproximado (NFC). Diversos outros módulos de controle, outros dispositivos de computação e/ou semelhantes podem também ser acoplados à rede. Outros dispositivos de computação ilustrativos incluem, por exemplo, um dispositivo de computação de usuário e um dispositivo de computação remoto. O dispositivo de computação de usuário pode incluir um computador pessoal, computador do tipo laptop, dispositivo móvel, dispositivo do tipo tablet, servidor, etc., e pode ser utilizado como uma interface com um usuário. Como exemplo, um usuário pode enviar uma receita ao dispositivo de computação 720 para, pelo menos, uma implementação parcial pelo módulo de controle 510. Outro exemplo pode incluir o módulo de controle 510 enviar notificações a um usuário do dispositivo de computação de usuário.
[0080] De modo semelhante, o dispositivo de computação remoto pode incluir um servidor, computador pessoal, dispositivo do tipo tablet, dispositivo móvel, etc., e pode ser utilizado para comunicações de máquina para máquina. Como exemplo, se o conjunto de cultivo de linha de montagem 100 (Figura 1) determinar um tipo de semente sendo usado (e/ou outras informações, tais como condições ambientais), o dispositivo de computação 720 pode se comunicar com o dispositivo de computação remoto para recuperar uma receita anteriormente armazenada para aquelas condições. Como tal, algumas modalidades podem utilizar uma interface de programa de aplicações (API) para facilitar essa ou outras comunicações de computador para computador.
[0081] A Figura 9 retrata um fluxograma de fornecimento de um sistema de controle distribuído de acordo com várias modalidades. Conforme mostrado na Figura 9, o método inclui fornecer o controlador-mestre em bloco 902. Conforme discutido acima, o controlador-mestre 106 armazena e gerencia a receita-mestre que inclui um conjunto de instruções ou comandos de cultivo de plantas. Com base em a receita-mestre 404, o controlador-mestre 106 controla o suprimento de fluido, a iluminação, o fluxo de ar, etc., que são personalizados para plantas, sementes ou ambas. Há um grande número de caçambas operando simultaneamente no conjunto de cultivo de linha de montagem 100. O controlador-mestre 106 detecta a ocorrência
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 52/94
34/48 de inúmeros eventos, e controla continuamente componentes variados para fornecer a dosagem necessária a plantas de modo periódico e suficiente.
[0082] No bloco 904, é feita uma determinação quanto às funcionalidades necessárias para operar o conjunto de cultivo de linha de montagem. Em algumas modalidades, o conjunto de cultivo de linha de montagem pode ter estrutura de duas torres, conforme mostrado nas Figuras 1 a 2. Cada torre do conjunto de cultivo de linha de montagem pode ter o conjunto de funcionalidades idêntico, ou duas torres podem ter diferentes funcionalidades. Em outras modalidades, o conjunto de cultivo de linha de montagem pode ter estrutura de quatro torres (não mostrada). Cada torre de tal conjunto de cultivo de linha de montagem pode também ter o conjunto de funcionalidades idêntico, ou diferentes funcionalidades. Conforme discutido acima, ativos disponíveis no conjunto de cultivo de linha de montagem 100 são considerados na determinação da funcionalidade necessária. O controlador-mestre 106 distribui e delega as funcionalidades necessárias para maximizar o uso dos ativos e encontrar as melhores configurações de sistema para colocar os ativos em uso. Em algumas modalidades, o controlador-mestre 106 define diversos nódulos, tais como o controlador de robô 410, o controlador de caçamba e pista 420, o controlador de ambiente 430, o controlador de dosagem 440 e o controlador de luz, conforme mostrado na Figura 4. Entretanto, a presente revelação não é limitada a isso, e mais ou menos controladores podem ser definidos como nódulos. Conforme discutido acima, o tamanho do conjunto de cultivo de linha de montagem pode variar significativamente, tal como uma única bandeja até múltiplos conjuntos ocupando uma grande pilha de terra. Esses fatores devem ser considerados na determinação das funcionalidades necessárias para executar o conjunto de cultivo de linha de montagem. Em algumas modalidades, a automatização de processo de cultivo de uma única bandeja pode ser manipulada pelo controlador-mestre 106 sem distribuir a funcionalidade. Visto que o tamanho do conjunto de cultivo de linha de montagem fica expandido e maior em escala, pode ser mais eficaz distribuir as funções a módulos de controle distintos.
[0083] Mediante a definição de cada nódulo e a conexão ser ativada, o controlador-mestre 106 identifica o endereço de cada nódulo e envia parâmetros relevantes a cada nódulo. A conexão simples e conveniente é possível usando-se o
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 53/94
35/48 alojamento do sistema de controle distribuído que tem múltiplos compartimentos 502 conformados e dimensionados para receber vários módulos de controle, conforme mostrado nas Figuras 6A a 6B. Cada compartimento tem o mecanismo conexão do tipo por encaixe, e, uma vez que o módulo de controle 502 é encaixado, a conexão com o controlador-mestre 106 é ativada, e o controlador-mestre 106 pode coletar endereço do módulo de controle particular 502. Consequentemente, a conexão e a execução de diversos controladores, tais como os controladores 410, 420, 430, 440 e 445, são possíveis.
[0084] No bloco 906, é feita uma determinação a respeito dos módulos de controle necessários que alcançam a funcionalidade de conjunto de cultivo de linha de montagem. Conforme discutido acima, a configuração dos módulos de controle necessários pode ser determinada com base em ativos disponíveis no conjunto de cultivo de linha de montagem 100. Por exemplo, se for possível ter um pequeno número de robôs de rega disponíveis no conjunto de cultivo de linha de montagem 100, o controlador-mestre 106 pode controlar operações dos robôs de rega em vez de delegar ou distribuir tais operações a um módulo de controle distinto, tal como o controlador de robô 410. Entretanto, se for possível ter robôs de rega operando continuamente para regar plantas portadas por 1.500 caçambas e/ou regar 50.000 localizações, por exemplo, o controlador de robô 410 pode ser configurado e definido para controlar de modo autônomo esses robôs de rega. Por exemplo, o controlador de dosagem 440 pode ser necessário para controlar a rega e a distribuição de nutrientes para diversas porções do conjunto de cultivo de linha de montagem, como discutido abaixo em conexão com a Figura 10.
[0085] Como outro exemplo, um módulo de controle de bomba ou um módulo de controle de válvula podem ser necessários para controlar e instruir operações de bombas e/ou válvulas. Como outro exemplo adicional, um módulo de controle de colheita pode ser necessário para controlar e instruir operações do componente de colheitadeira 208 (Figura 2). Além disso, ou alternativamente, um módulo de controle de semente pode ser definido para controlar e instruir operações do componente de semeador 108 (Figura 2). Em outras modalidades, um módulo de controle de colheita pode ser configurado para controlar o componente de colheita 208. Além disso, um módulo de controle de cultura, um módulo de controle de equilíbrio com o uso de
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 54/94
36/48 água como balastro, etc. podem ser configurados. Uma vez que os módulos de controle necessários são determinados, módulos de controle como o módulo de controle 510, conforme mostrado nas Figuras 7A e 7B, podem ser usados para programar e configurar as funcionalidades de controle como determinado.
[0086] No bloco 908, uma vez configurados, os módulos de controle necessários são conectados à rede por meio dos compartimentos do sistema de controle distribuído 400 a fim de serem conectados com o controlador-mestre 106. Em algumas modalidades, os compartimentos podem ser equipados com os cabos, fios, portas de conexão, etc., de modo que, quando os módulos de controle são recebidos, tais módulos estejam no modo conectar e executar. Os compartimentos são também atribuídos com localizadores físicos, de modo que, quando os módulos de controle são recebidos, o controlador-mestre 106 possa determinar a localização de rede de cada nódulo.
[0087] No bloco 910, é feita uma determinação quanto a um problema existir ou não, tal como, por exemplo, um módulo de controle ou componente do mesmo estar em necessidade de reparo, uma alteração na funcionalidade do módulo de controle ser desejada, uma substituição do módulo de controle por um módulo de controle diferente ser desejada, ou semelhantes. Conforme discutido acima, a rede 490 possibilita que diferentes dispositivos de hardware sejam conectados através de um protocolo de comunicação comum. Ademais, a rede 490 é uma rede do tipo conectar e executar que não exige definição de endereço e conduz autodiagnósticos e correção de erro. Se não, o processo pode terminar até um momento no qual um problema surge. De outro modo, no bloco 912, o módulo de controle (ou módulos) que é responsável pelo problema é determinado. No bloco 914, o módulo de controle (ou módulos) determinado é removido do sistema de controle distribuído 400. Em algumas modalidades, a remoção do módulo de controle (ou módulos) não afeta operações de outro módulo de controle (ou módulos) colocado nos compartimentos. Em algumas modalidades, outro módulo de controle (ou módulos) pode receber um sinal ou informações indicativas da remoção do módulo de controle (ou módulos). As operações e funções controladas pelo módulo de controle (ou módulos) removido podem ser relacionadas a operações e funções controladas pelo módulo de controle (ou módulos) restante. Nessas situações, o módulo de controle (ou módulos)
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 55/94
37/48 restante pode receber as informações de remoção e notificar sobre a remoção do módulo de controle (ou módulos).
[0088] No bloco 916, o problema é corrigindo realizando-se reparo, substituição, adição de nova funcionalidade, atualização, etc. No bloco 918, o módulo de controle (ou módulos) é reinserido no controlador-mestre. Novamente, a reinserção do módulo de controle (ou módulos) não afeta operações de outros módulos de controle inseridos nos compartimentos do controlador-mestre. A reinserção do módulo de controle (ou módulos) pode facilitar a comunicação entre o módulo de controle (ou módulos) reinserido e o controlador-mestre 106, que permite que o módulo de controle (ou módulos) controle um componente específico (ou componentes) juntamente com o controlador-mestre 106. O mecanismo de conexão simples e conveniente fornecido pelo sistema de controle distribuído 400 facilita ainda a distribuição e delegação de diversas funções de controle entre o controlador-mestre 106 e outros módulos de hardware de controle.
[0089] A Figura 10 retrata um fluxograma ilustrativo do fornecimento de hardware de controle de dosagem, tal como o controlador de dosagem 440 (Figura 4) para uma interface de controle modular de acordo com uma modalidade. Conforme mostrado na Figura 10, o controlador-mestre é fornecido no bloco 1002. Conforme discutido acima em conexão com as Figuras 1 e 2, o controlador-mestre 106 controla todas as operações do conjunto de cultivo de linha de montagem 100 comunicandose com, e controlando-se, componentes variados do conjunto de cultivo de linha de montagem. Conforme discutido acima, o controlador-mestre 106 inclui uma interface de controle modular que pode suportar o controlador de dosagem 440. O controladormestre 106 inclui a pluralidade de compartimentos 502, em que cada compartimento acomoda diferentes módulos de controle e possibilita comunicações entre os diferentes módulos de controle inseridos em cada compartimento e o controladormestre 106. Uma vez que o módulo de controle de dosagem 440 é inserido nos compartimentos, os módulos de controle se comunicam com, e controlam, diversos componentes relevantes associados ao módulo de controle de dosagem 440 sob a supervisão e o controle do controlador-mestre 106.
[0090] No bloco 1004, é feita uma determinação quanto à funcionalidade de dosagem necessária para operar o conjunto de cultivo de linha de montagem. Em
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 56/94
38/48 algumas modalidades, a funcionalidade de dosagem necessária inclui a determinar a funcionalidade de fornecimento de fluido desejada, tal como determinar e identificar uma quantidade de fluido, um tipo de fluido (por exemplo, água, nutrientes, etc.), uma localização quanto a onde o fluido deve ser bombeado, os componentes variados que devem ser usados para controlar a dosagem e/ou semelhantes. Ademais, conforme discutido acima, a determinação da funcionalidade de dosagem necessária é feita em luz de ativos disponíveis no conjunto de cultivo de linha de montagem 100 a fim de facilitar e o melhor uso de ativos atuais no conjunto de cultivo de linha de montagem ambiente.
[0091 ] No bloco 1006, é feita uma determinação quanto aos módulos de controle de dosagem desejados que alcançam a funcionalidade de conjunto de cultivo de linha de montagem. Os módulos de controle de dosagem 510 desejados podem ser configurados para terem a lógica de sistemas 744a e a lógica de planta 744b que implementam a funcionalidade determinada. Conforme discutido acima em conexão com as Figuras 4, 7A e 7B, o módulo de controle 510 configurado como o controlador de dosagem 440 é configurado para ter a lógica de sistemas 744a e a lógica de planta 744b que implementam a funcionalidade. O controlador de dosagem 440 é configurado para ter a lógica de sistemas 744 de modo que as operações de um ou mais dentre o componente de controle de dosagem, bombas, linhas de água, válvulas, tubulações de distribuição de fluido ou outros componentes que contêm componentes para fornecer uma dosagem particular para as sementes e/ou plantas sejam monitorados e controlados. A lógica de planta 744b pode ser configurada para determinar e/ou receber a receita para cultivo de plantas, e pode facilitar a implementação da receita por meio da lógica de sistemas 744a. Em algumas modalidades, a receita para cultivo de plantas pode ditar a temporização e o comprimento de onda de luz, a pressão, temperatura, rega, os nutrientes, a atmosfera molecular e/ou outras variáveis que otimizam a produção e o cultivo de plantas. Em algumas modalidades, a lógica de planta 744b também contém informações que associam plantas e suas localizações no conjunto de cultivo de linha de montagem 100. Consequentemente, a lógica de planta 744b pode fornecer informações quanto a plantas e suas localizações correspondentes à lógica de sistemas 744a. Então, a lógica de sistemas 744a pode determinar a localização
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 57/94
39/48 quanto a onde o fluido deve ser bombeado e suprido com base em tais informações. Em outra modalidade, o controlador de dosagem 440 pode obter as informações de localização de plantas de outros sensores, tais como um sensor de proximidade, um sensor de peso, uma câmera, etc. Em ainda outra modalidade, o controlador de dosagem 440 pode obter as informações de localização de plantas de outro módulo de controle que rastreia a localização de plantas ou sementes em uma bandeja particular em uma caçamba. Em ainda outra modalidade, o controlador de dosagem 440 pode receber as informações de localização de plantas do controlador-mestre 106.
[0092] Os módulos de controle de dosagem 510 podem ser um único módulo de controle de dosagem ou uma pluralidade de módulos de controle. Inúmeros módulos de controle de dosagem 510 podem ser determinados com base em múltiplos fatores, tais como o tamanho do conjunto de cultivo de linha de montagem, uma quantidade de plantas, uma quantidade dos componentes de controle de dosagem, uma quantidade de bombas, uma quantidade de válvulas, frequência de suprimento de dosagem. Conforme discutido acima e mostrado nas Figuras 4 a 7, a interface de controle modular do sistema de controle distribuído 400 pode ser equipada com a pluralidade de compartimentos 502, de modo que dois ou mais módulos de controle de dosagem possam ser acomodados sem problemas técnicos.
[0093] No bloco 1008, o controlador de dosagem 440 desejado, após a configuração para implementar a funcionalidade desejada, é conectado sendo inserido no alojamento do sistema de controle distribuído 400, conforme mostrado nas Figuras 4 a 7. Uma vez que o controlador de dosagem 440 é inserido, o controlador de dosagem 440 pode ser acoplado de forma comunicativa ao controlador-mestre 106 e a componentes variados do conjunto de cultivo de linha de montagem, tais como os componentes de controle de dosagem, bombas, válvulas, etc.
[0094] No bloco 1010, embora o controlador de dosagem 440 esteja ativado e em operação, uma entrada é recebida em relação a uma dosagem a ser fornecida a uma semente e/ou uma planta. Em algumas modalidades, a entrada pode ser uma entrada relacionada a um tipo particular de semente e/ou planta ou uma entrada da receita para cultivo de plantas. Conforme discutido acima, um usuário pode enviar
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 58/94
40/48 uma receita ao controlador de dosagem com o uso de um dispositivo de computação de usuário. Em resposta à entrada, o módulo de controle de dosagem 302 pode determinar a dosagem de acordo.
[0095] No bloco 1012, é feita uma determinação quanto a quais componentes são necessários para fornecer a dosagem apropriada com base na entrada. Conforme discutido acima, a lógica de sistemas 744a dos módulos de controle de dosagem 510 pode incluir componentes de controle de dosagem e outros componentes relevantes. No bloco 1014, é feita uma determinação quanto a quais definições são necessárias para cada componente. Por exemplo, as definições incluem ajustar bombas, válvulas, componentes de controle de dosagem, etc. com base na dosagem apropriada com base na entrada. Como outro exemplo, as definições incluem programação e coordenação de uso dos componentes de controle de dosagem, das bombas, das válvulas, etc. com base nas localizações de suprimento de dosagem e nas localizações de plantas ou sementes que exigem suprimento de dosagem.
[0096] No bloco 1016, um ou mais sinais são enviados por meio do controlador de dosagem 440 aos componentes variados para ajustar de acordo e fornecer dosagem apropriada. O processo pode se repetir no bloco 1110 para cada determinação de dosagem sucessiva, conforme necessário.
[0097] Conforme ilustrado acima, várias modalidades para fornecer sistemas de controle distribuído e métodos são reveladas. Um sistema de controle distribuído para uso em um conjunto de cultivo de linha de montagem inclui um alojamento de controle, um controlador-mestre e um dispositivo controlador de hardware. O alojamento de controle inclui uma pluralidade de compartimentos conformados e dimensionados para a colocação de um ou mais dispositivos controladores de hardware distintos. Cada compartimento é equipado com uma interface de rede por encaixe. O controlador-mestre reside no alojamento de controle e inclui um primeiro processador e uma primeira memória. A primeira memória armazena um primeiro conjunto de instruções que dita operações de cultivo de plantas e um segundo conjunto de instruções que dita uma pluralidade de funções de controle distribuídas. O dispositivo controlador de hardware é acoplado de forma comunicativa e removível ao controlador-mestre por meio da interface de rede por encaixe no momento da
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 59/94
41/48 colocação em um compartimento do alojamento de controle. O dispositivo controlador de hardware inclui um segundo processador e uma segunda memória para armazenar um terceiro conjunto de instruções que dita uma função de controle selecionada dentre a pluralidade de funções de controle distribuídas. Mediante a conexão na interface de rede por encaixe, o controlador-mestre identifica um endereço do dispositivo controlador de hardware e envia um conjunto de parâmetros que define uma pluralidade de tarefas relacionadas à função de controle selecionada ao dispositivo controlador de hardware.
[0098] Em outra modalidade, o dispositivo controlador de hardware executa o terceiro conjunto de instruções com o segundo processador e realiza a pluralidade de tarefas relacionadas à função de controle selecionada controlando-se um ou mais componentes associados à função de controle selecionada. Em outra modalidade, o dispositivo controlador de hardware inclui um controlador de dosagem acoplado a uma pluralidade de componentes de controle de dosagem. O terceiro conjunto de instruções, mediante a execução pelo segundo processador, realiza operações que incluem (i) determinar informações de dosagem para um tipo particular de planta, em que as informações de dosagem compreendem uma quantidade de dosagem, um teor de fluido, definições dos componentes de controle de dosagem e uma localização de suprimento de fluido; (ii) selecionar um ou mais componentes dentre os componentes de controle de dosagem que suprem com o fluido com base nas informações de dosagem; (iii) determinar definições para os componentes selecionados com base nas informações de dosagem; (iv) determinar uma localização para suprir com o fluido com base em uma localização do tipo particular de planta no conjunto de cultivo de linha de montagem; e (v) suprir a localização de suprimento de fluido com a quantidade de dosagem determinada do fluido controlando-se as definições dos componentes de controle de dosagem selecionados.
[0099] Em outra modalidade, o controlador de dosagem se comunica com uma ou mais dentre uma válvula, uma bomba e uma tubulação de distribuição de fluido por meio de uma porta de I/O para fornecer a quantidade de dosagem determinada do fluido para a localização de suprimento de fluido. Em outra modalidade, o dispositivo controlador de hardware inclui ainda um dispositivo controlador de robô,
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 60/94
42/48 e a função de controle selecionada inclui ainda controlar um ou mais robôs de rega operando em um conjunto de cultivo de linha de montagem. O dispositivo controlador de hardware inclui ainda um dispositivo controlador de luz, e a função de controle selecionada inclui ainda controlar uma pluralidade de dispositivos de luz de LED para gerar cores de comprimento de onda de luz diferentes conforme ditado pelo primeiro conjunto de instruções. O dispositivo controlador de hardware inclui ainda um controlador de caçamba e pista, e a função de controle selecionada inclui ainda controlar o movimento de uma caçamba que porta plantas em uma pista.
[00100] Em outra modalidade, o segundo conjunto de instruções, mediante a execução pelo primeiro processador, realiza operações que incluem: (i) identificar uma pluralidade de ativos operando em um conjunto de cultivo de linha de montagem que inclui plantas, sementes, dispositivos de iluminação de LED, tanques de retenção de fluido, robôs de rega, bombas, válvulas e caçambas; (ii) popular uma lista de tarefas com base nos ativos e eventos identificados resultantes da execução do primeiro conjunto de instruções pelo primeiro processador; (iii) determinar a pluralidade de funções de controle distribuídas agrupando-se uma ou mais tarefas, os ativos e os eventos identificados em uma função de controle distribuída; e (iv) armazenar, na primeira memória, a pluralidade de funções de controle distribuídas. [00101 ] Em outra modalidade, um sistema de controle distribuído para uso em um conjunto de cultivo de linha de montagem inclui um controlador-mestre, um primeiro dispositivo controlador de hardware, um segundo dispositivo controlador de hardware e uma interface de rede do tipo conectar e executar. O controlador-mestre inclui um primeiro processador e uma primeira memória para armazenar um primeiro conjunto de comandos que dita operações de cultivo de plantas. O primeiro dispositivo controlador de hardware inclui um segundo processador e uma segunda memória para armazenar um segundo conjunto de comandos que controla operações de um primeiro componente. O segundo dispositivo controlador de hardware inclui um terceiro processador e uma terceira memória para armazenar um terceiro conjunto de comandos que controla operações de um segundo componente. O primeiro componente e o segundo componente realizam operações que são uma parte das operações de cultivo de plantas ditadas pelo primeiro conjunto de comandos. A interface de rede do tipo conectar e executar é adaptada para conectar
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 61/94
43/48 de forma comunicativa e removível o controlador-mestre com o primeiro dispositivo controlador de hardware e o segundo dispositivo controlador de hardware com o uso de um protocolo de comunicação comum.
[00102] Em outra modalidade, o primeiro dispositivo controlador de hardware inclui um controlador de robô configurado para controlar operações de robôs de rega e o segundo dispositivo controlador de hardware inclui um dentre: um controlador de caçamba e pista configurado para controlar o movimento de caçambas em faixas; um controlador de ambiente configurado para controlar operações relacionadas a temperatura, fluxo de ar, umidade e atmosfera em um conjunto de cultivo de linha de montagem; um controlador de dosagem configurado para controlar uma quantidade de dosagem de fluido e entrega do fluido; e um controlador de luz configurado para controlar operações de uma pluralidade de dispositivos de iluminação de LED. O controlador-mestre transmite um conjunto de parâmetros relacionados às operações do primeiro componente ao primeiro dispositivo controlador de hardware com o uso do protocolo de comunicação comum. O primeiro dispositivo controlador de hardware envia uma notificação que indica a conclusão das tarefas ao controladormestre com o uso do protocolo de comunicação comum. O sistema de controle distribuído inclui ainda um terceiro dispositivo controlador de hardware acoplado de forma comunicativa e removível ao controlador-mestre por meio da interface de rede do tipo conectar e executar e que inclui uma versão atualizada ou reparada do terceiro conjunto de comandos.
[00103] Em outra modalidade, um método para fornecer um sistema de controle distribuído para uso em um conjunto de cultivo de linha de montagem inclui as etapas de (i) dispor um alojamento de controle que compreende uma pluralidade de compartimentos conformados e dimensionados para a colocação de um ou mais dispositivos controladores de hardware distintos, sendo que cada compartimento é equipado com uma interface de rede por encaixe; (ii) dispor um controlador-mestre para residir no alojamento de controle, em que o controlador-mestre compreende um primeiro processador e uma primeira memória para armazenar um primeiro conjunto de instruções que dita operações de cultivo de plantas e um segundo conjunto de instruções que dita uma pluralidade de funções de controle distribuídas; (iii) conectar um dispositivo controlador de hardware com o controlador-mestre conectando-se o
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 62/94
44/48 dispositivo controlador de hardware na interface de rede por encaixe de um compartimento; (iv) identificar, com o controlador-mestre, um endereço do dispositivo controlador de hardware; (v) enviar, do controlador-mestre ao dispositivo controlador de hardware, um conjunto de parâmetros que define uma pluralidade de tarefas relacionadas à função de controle selecionada; e (vi) controlar, com o dispositivo controlador de hardware, operações de um ou mais componentes operando em um conjunto de cultivo de linha de montagem para desempenhar a pluralidade de tarefas. O dispositivo controlador de hardware inclui um segundo processador e uma segunda memória para armazenar um terceiro conjunto de instruções que dita uma função de controle selecionada dentre a pluralidade de funções de controle distribuídas.
[00104] Em outra modalidade, o método para fornecer um sistema de controle distribuído inclui ainda as etapas de (i) remover o dispositivo controlador de hardware da rede de encaixe do compartimento; (ii) modificar o terceiro conjunto de instruções para atualização, reconfiguração ou reparo, ou, alternativamente, substituir o terceiro conjunto de instruções por um novo conjunto de instruções; e (iii) reconectar o dispositivo controlador de hardware que tem um terceiro conjunto de instruções modificado com o compartimento. O método para fornecer um sistema de controle distribuído inclui ainda as etapas de enviar, com o dispositivo controlador de hardware, uma notificação indicativa da conclusão da pluralidade de tarefas ao controlador-mestre com o uso de um protocolo de comunicação comum por meio da rede de encaixe.
[00105] Conforme ilustrado acima, várias modalidades para fornecer uma interface de controle modular em um conjunto de cultivo de linha de montagem são reveladas. Essas modalidades criam uma interface de controle que pode ser personalizável e reparável sem a necessidade desativar todo o conjunto de cultivo de linha de montagem. A interface de controle modular inclui uma pluralidade de compartimentos conformados e dimensionados para receber uma pluralidade de módulos de hardware de controle é disposta na interface de controle modular. Um primeiro módulo de hardware de controle é inserido em um primeiro compartimento dentre a pluralidade de compartimentos. Um segundo módulo de hardware de controle é removido de um segundo compartimento dentre a pluralidade de
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 63/94
45/48 compartimentos. Um terceiro módulo de hardware de controle é inserido no segundo compartimento dentre a pluralidade de compartimentos. Um primeiro componente do conjunto de cultivo de linha de montagem é controlado pelo controle do primeiro módulo de hardware de controle, e um terceiro componente do conjunto de cultivo de linha de montagem é controlado pelo controle do terceiro módulo de hardware de controle. Consequentemente, algumas modalidades podem incluir uma interface de controle modular em um conjunto de cultivo de linha de montagem que inclui um controlador-mestre que tem uma pluralidade de compartimentos idênticos, sendo que cada um dos quais recebe qualquer um dentre uma pluralidade de módulos de controle. Cada um dentre a pluralidade de módulos de controle é configurado para fornecer uma funcionalidade particular ao conjunto de cultivo de linha de montagem. [00106] A revelação acima refere-se à interface de controle modular do conjunto de cultivo de linha de montagem, em que a interface de controle modular compreende um ou mais compartimentos idênticos ou diferentes que são, cada um, configurados para receber qualquer um dentre uma pluralidade de módulos de controle substituíveis em funcionamento nos mesmos, e em que cada compartimento da interface de controle modular compreende uma porta de I/O que é configurada para se acoplar com uma porta correspondente em qualquer um dentre a pluralidade de módulos de controle substituíveis em funcionamento de modo que qualquer um dentre a pluralidade de módulos de controle substituíveis em funcionamento possa ser removido da interface de controle modular sem afetar a funcionalidade geral da interface de controle modular. Além disso, visto que cada módulo de controle realiza uma função específica atribuída e é configurado para isso, tal controle pode fornecer eficiência e flexibilidade a operações e controle do conjunto de cultivo de linha de montagem, ao contrário de um controle consolidado que se aplica a todas as operações do conjunto de cultivo de linha de montagem.
[00107] Como discutido, a interface de controle modular é especificamente para uso com o conjunto de cultivo de linha de montagem. O conjunto de cultivo de linha de montagem da presente revelação pode fornecer um sistema de conjunto de cultivo de plantas organizado que facilita um cultivo rápido, pé direito pequeno, isento de produtos químicos, solução de pouco trabalho para cultivar vegetais frescos e outras plantas para colheita. Ao mesmo tempo, o conjunto de cultivo de linha de
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 64/94
46/48 montagem pode fornecer condições ambientais controladas (por exemplo, a temporização e o comprimento de onda de luz, a pressão, temperatura, rega, nutrientes, atmosfera molecular e/ou outras variáveis) e garantir que cada planta ou semente receba cuidados personalizados e seletivos com base em fatores de cultivo individuais e parâmetros relevantes para plantas ou sementes, a fim de otimizar a produção e o cultivo de plantas. A interface de controle modular do conjunto de cultivo de linha de montagem pode garantir o controle eficiente, flexível e efetivo de componentes variados do conjunto de cultivo de linha de montagem.
[00108] Conforme ilustrado acima, várias modalidades para fornecer diversos hardwares de controle para uma interface de controle modular em um conjunto de cultivo de linha de montagem são reveladas. Uma modalidade cria uma interface de controle de dosagem que controla especificamente as diversas bombas de fluido, válvulas, linhas de água e/ou tubulações de distribuição de fluido do conjunto de cultivo de linha de montagem. Outra modalidade cria uma interface de controle de válvula que controla especificamente as diversas válvulas e, correspondentemente, a direção de fluxo de fluido dentro do conjunto de cultivo de linha de montagem.
[00109] A interface de controle de dosagem e a interface de controle de válvula são substituíveis em funcionamento dentro da interface de controle modular de modo que possam ser inseridas e removidas como necessário.
[00110] Consequentemente, algumas modalidades podem incluir hardware de controle de dosagem para uma interface de controle modular em um conjunto de cultivo de linha de montagem que inclui um controlador-mestre que tem uma pluralidade de compartimentos idênticos, sendo que cada um dos quais pode receber um módulo de controle de dosagem. O módulo de controle de dosagem é particularmente configurado para controlar as diversas bombas, válvulas, linhas de água e/ou tubulações de distribuição de fluido situadas dentro do conjunto de cultivo de linha de montagem de modo que uma dosagem de fluido apropriada seja fornecida a uma semente e/ou planta particular dentro do conjunto de cultivo de linha de montagem em um momento particular.
[00111] O hardware/módulo de controle de dosagem especificamente administra o controle do suprimento de dosagem e as operações dos componentes de controle de dosagem. Isso permite delegação e controle independente do suprimento de
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 65/94
47/48 dosagem do controlador-mestre, o que pode ajudar a reduzir sobrecarga de processamento no controlador-mestre. Além disso, visto que o conjunto de cultivo de linha de montagem pode ser expandido ou ser reduzido em seu tamanho, pode ser simples e eficaz expandir ou reduzir o hardware/módulo de controle de dosagem. Em outras palavras, se mais plantas ou sementes puderem ser adicionadas ao conjunto de cultivo de linha de montagem, um ou mais hardwares/módulos de controle de dosagem podem ser configurados e preparados para acomodar as plantas ou sementes adicionas sem exigir reprogramação, substituição ou atualização do controlador-mestre. Se as plantas puderem ser colhidas e o suprimento de dosagem puder ser reduzido, um módulo de controle de dosagem extra pode ser removido dos compartimentos do controlador-mestre, o que pode levar à economia de recurso de processamento. Ademais, a flexibilidade de configuração do módulo de controle de dosagem pode possibilitar que o conjunto de cultivo de linha de montagem reflita qualquer necessidade de suprimento de dosagem nova ou atualizada, ou alterar com alterações mínimas aos componentes existentes, ao controlador-mestre e outros módulos de controle para controlar componentes associados.
[00112] A revelação acima refere-se a um hardware de controle de dosagem para um controlador-mestre em uma interface de controle modular de um conjunto de cultivo de linha de montagem. O hardware de controle de dosagem é incorporado como um módulo que é substituível em funcionamento dentro de um ou mais compartimentos do controlador-mestre. O hardware de controle de dosagem inclui um dispositivo de processamento e uma mídia de armazenamento legível por processador não transitória que contém instruções de programação na mesma que, quando executadas pelo dispositivo de processamento, faz com que o dispositivo de processamento controle uma ou mais dentre uma válvula, uma bomba e um tubulação para fornecer uma dose medida de água e/ou nutrientes a uma semente ou uma planta no conjunto de cultivo de linha de montagem.
[00113] Embora modalidades e aspectos particulares da presente revelação tenham sido ilustrados e descritos no presente documento, diversas outras alterações e modificações podem ser feitas sem se afastar do espírito e do escopo da revelação. Ademais, apesar de diversos aspectos terem sido descritos no
Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 66/94
48/48 presente documento, tais aspectos não precisam ser utilizados em combinação. Consequentemente, tem-se a intenção de que as reivindicações anexas cubram todas tais alterações e modificações se encontram no escopo das modalidades mostradas e descritas no presente documento.
[00114] Deve-se entender agora que as modalidades reveladas no presente documento incluem sistemas, métodos e mídias legíveis por computador não transitórias para fornecer uma interface de controle modular para uso em um conjunto de cultivo de linha de montagem. Deve-se também entender que essas modalidades são meramente exemplificativas, e não se destinam a limitar o escopo desta revelação.

Claims (15)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Sistema de controle distribuído para uso em um conjunto de cultivo de linha de montagem caracterizado pelo fato de que compreende:
    um alojamento de controle que compreende uma pluralidade de compartimentos conformados e dimensionados para a colocação de um ou mais dispositivos controladores de hardware distintos, sendo que cada compartimento é equipado com uma interface de rede por encaixe;
    um controlador-mestre que reside no alojamento de controle e inclui um primeiro processador e uma primeira memória para armazenar um primeiro conjunto de instruções que dita operações de cultivo de plantas e um segundo conjunto de instruções que dita uma pluralidade de funções de controle distribuídas; e um dispositivo controlador de hardware acoplado de forma comunicativa e removível ao controlador-mestre por meio da interface de rede por encaixe no momento da colocação em um compartimento do alojamento de controle, em que o dispositivo controlador de hardware compreende um segundo processador e uma segunda memória para armazenar um terceiro conjunto de instruções que dita uma função de controle selecionada dentre a pluralidade de funções de controle distribuídas;
    em que, mediante a conexão à interface de rede por encaixe, o controlador-mestre identifica um endereço do dispositivo controlador de hardware e envia um conjunto de parâmetros que define uma pluralidade de tarefas relacionadas à função de controle selecionada ao dispositivo controlador de hardware.
  2. 2. Sistema de controle distribuído, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:
    o dispositivo controlador de hardware executa o terceiro conjunto de instruções com o segundo processador e realiza a pluralidade de tarefas relacionadas à função de controle selecionada controlando-se um ou mais componentes associados à função de controle selecionada.
  3. 3. Sistema de controle distribuído, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo controlador de hardware compreende um controlador de dosagem acoplado a uma pluralidade de componentes de controle de dosagem, e o terceiro conjunto de instruções, mediante a execução pelo segundo
    Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 89/94
    2/6 processador, realiza operações que compreendem:
    determinar informações de dosagem para um tipo particular de planta, em que as informações de dosagem compreendem uma quantidade de dosagem, um teor de fluido, definições dos componentes de controle de dosagem e uma localização de suprimento de fluido;
    selecionar um ou mais componentes dentre os componentes de controle de dosagem que suprem com o fluido com base nas informações de dosagem;
    determinar definições para os componentes selecionados com base nas informações de dosagem;
    determinar uma localização para suprir com o fluido com base em uma localização do tipo particular de planta no conjunto de cultivo de linha de montagem; e suprir a localização de suprimento de fluido com a quantidade de dosagem determinada do fluido controlando-se as definições dos componentes de controle de dosagem selecionados.
  4. 4. Sistema de controle distribuído, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o controlador de dosagem se comunica com uma ou mais dentre uma válvula, uma bomba e uma tubulação de distribuição de fluido por meio de uma porta de I/O para fornecer a quantidade de dosagem determinada do fluido para a localização de suprimento de fluido.
  5. 5. Sistema de controle distribuído, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo controlador de hardware inclui ainda um dispositivo controlador de robô e a função de controle selecionada inclui ainda controlar um ou mais robôs de rega operando em um conjunto de cultivo de linha de montagem.
  6. 6. Sistema de controle distribuído, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo controlador de hardware inclui ainda um dispositivo controlador de luz e a função de controle selecionada inclui ainda controlar uma pluralidade de dispositivos de luz de LED para gerar cores de comprimento de onda de luz diferentes conforme ditado pelo primeiro conjunto de instruções.
    Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 90/94
    3/6
  7. 7. Sistema de controle distribuído, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo controlador de hardware inclui ainda um controlador de caçamba e pista e a função de controle selecionada inclui ainda controlar o movimento de uma caçamba que porta plantas em uma pista.
  8. 8. Sistema de controle distribuído, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o segundo conjunto de instruções, mediante a execução pelo primeiro processador, faz com que o primeiro processador desempenhe operações que compreendem:
    identificar uma pluralidade de ativos operando em um conjunto de cultivo de linha de montagem que inclui, plantas, sementes, dispositivos de iluminação de LED, tanques de retenção de fluido, robôs de rega, bombas, válvulas e caçambas;
    popular uma lista de tarefas com base nos ativos identificados e eventos resultantes da execução do primeiro conjunto de instruções pelo primeiro processador;
    determinar a pluralidade de funções de controle distribuídas agrupando-se uma ou mais tarefas, os ativos e eventos identificados em uma função de controle distribuído; e armazenar, na primeira memória, a pluralidade de funções de controle distribuídas.
  9. 9. Método para fornecer um sistema de controle distribuído para uso em um conjunto de cultivo de linha de montagem caracterizado pelo fato de que compreende:
    dispor um alojamento de controle que compreende uma pluralidade de compartimentos conformados e dimensionados para a colocação de um ou mais dispositivos controladores de hardware distintos, sendo que cada compartimento é equipado com uma interface de rede por encaixe;
    dispor um controlador-mestre para residir no alojamento de controle, em que o controlador-mestre compreende um primeiro processador e uma primeira memória para armazenar um primeiro conjunto de instruções que dita operações de cultivo de plantas e um segundo conjunto de instruções que dita uma pluralidade de funções de controle distribuídas;
    Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 91/94
    4/6 conectar um dispositivo controlador de hardware com o controladormestre conectando-se o dispositivo controlador de hardware na interface de rede por encaixe de um compartimento;
    em que o dispositivo controlador de hardware compreende um segundo processador e uma segunda memória para armazenar um terceiro conjunto de instruções que dita uma função de controle selecionada dentre a pluralidade de funções de controle distribuídas;
    identificar, com o controlador-mestre, um endereço do dispositivo controlador de hardware;
    enviar, do controlador-mestre ao dispositivo controlador de hardware, um conjunto de parâmetros que define uma pluralidade de tarefas relacionadas à função de controle selecionada; e controlar, com o dispositivo controlador de hardware, operações de um ou mais componentes operando em um conjunto de cultivo de linha de montagem para desempenhar a pluralidade de tarefas.
  10. 10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:
    remover o dispositivo controlador de hardware da rede de encaixe do compartimento;
    modificar o terceiro conjunto de instruções para atualização, reconfiguração, ou reparo, ou, alternativamente, substituir o terceiro conjunto de instruções com um novo conjunto de instruções; e reconectar o dispositivo controlador de hardware que tem um terceiro conjunto de instruções modificado com o compartimento.
  11. 11. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: enviar, com o dispositivo controlador de hardware, uma notificação indicativa da conclusão da pluralidade de tarefas ao controladormestre com o uso de um protocolo de comunicação comum por meio da rede de encaixe.
  12. 12. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:
    identificar uma pluralidade de ativos operando em um conjunto de
    Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 92/94
    5/6 cultivo de linha de montagem que inclui, plantas, sementes, dispositivos de iluminação de LED, tanques de retenção de fluido, robôs de rega, bombas, válvulas e caçambas;
    popular uma lista de tarefas com base nos ativos e eventos identificados resultantes da execução do primeiro conjunto de instruções pelo primeiro processador;
    determinar a pluralidade de funções de controle distribuídas agrupando-se uma ou mais tarefas, os ativos identificados e os eventos em uma função de controle distribuída; e armazenar, na primeira memória, a pluralidade de funções de controle distribuídas.
  13. 13. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:
    dispor no alojamento de controle e plugar em cada compartimento do alojamento de controle um ou mais controladores de hardware que compreendem: um controlador de robô configurado para controlar operações de robôs de rega;
    um controlador de caçamba e pista configurado para controlar o movimento de caçambas em faixas;
    um controlador de ambiente configurado para controlar operações relacionadas a temperatura, fluxo de ar, umidade e atmosfera;
    um controlador de dosagem configurado para controlar uma quantidade de dosagem de fluido e entrega do fluido; e um controlador de luz configurado para controlar operações de uma pluralidade de dispositivos de iluminação de LED.
  14. 14. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:
    dispor um controlador de dosagem no alojamento de controle conectando-se em cada compartimento do alojamento de controle:
    determinar informações de dosagem para um tipo particular de planta, em que as informações de dosagem compreendem uma quantidade de dosagem, um teor de fluido, definições dos componentes de controle de dosagem e uma
    Petição 870190062712, de 04/07/2019, pág. 93/94
    6/6 localização de suprimento de fluido;
    selecionar um ou mais componentes dentre os componentes de controle de dosagem que suprem com o fluido com base nas informações de dosagem;
    determinar definições para os componentes selecionados com base nas informações de dosagem;
    determinar uma localização para suprir com o fluido com base em uma localização do tipo particular de planta no conjunto de cultivo de linha de montagem; e suprir a localização de suprimento de fluido com a quantidade de dosagem determinada do fluido para controlando-se as definições dos componentes de controle de dosagem selecionados.
  15. 15. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que conectar o dispositivo controlador de hardware com o controlador-mestre compreende ainda comunicação entre o controlador-mestre e o dispositivo controlador de hardware com o uso de um protocolo de comunicação comum.
BR112019013941-9A 2017-06-14 2018-05-30 Sistemas de controle distribuído e métodos para uso em um conjunto de cultivo de linha de montagem BR112019013941A2 (pt)

Applications Claiming Priority (13)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762519420P 2017-06-14 2017-06-14
US201762519425P 2017-06-14 2017-06-14
US201762519421P 2017-06-14 2017-06-14
US201762519419P 2017-06-14 2017-06-14
US201762519428P 2017-06-14 2017-06-14
US62/519,425 2017-06-14
US62/519,419 2017-06-14
US62/519,421 2017-06-14
US62/519,428 2017-06-14
US62/519,420 2017-06-14
US15/991,198 US11172622B2 (en) 2017-06-14 2018-05-29 Distributed control systems and methods for use in an assembly line grow pod
US15/991,198 2018-05-29
PCT/US2018/035018 WO2018231514A1 (en) 2017-06-14 2018-05-30 Distributed control systems and methods for use in an assembly line grow pod

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BR112019013941A2 true BR112019013941A2 (pt) 2020-02-11

Family

ID=64656019

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR112019013941-9A BR112019013941A2 (pt) 2017-06-14 2018-05-30 Sistemas de controle distribuído e métodos para uso em um conjunto de cultivo de linha de montagem

Country Status (24)

Country Link
US (1) US11172622B2 (pt)
EP (1) EP3639635B1 (pt)
JP (1) JP2020522985A (pt)
KR (1) KR20200018771A (pt)
CN (1) CN110050520B (pt)
AU (1) AU2018282600A1 (pt)
BR (1) BR112019013941A2 (pt)
CA (1) CA3043546A1 (pt)
CL (1) CL2019001442A1 (pt)
CO (1) CO2019005116A2 (pt)
CR (1) CR20190272A (pt)
DO (1) DOP2019000148A (pt)
EC (1) ECSP19038977A (pt)
ES (1) ES2880073T3 (pt)
IL (1) IL267026A (pt)
JO (1) JOP20190131A1 (pt)
MA (1) MA46014B1 (pt)
MX (1) MX2019006483A (pt)
PE (1) PE20190941A1 (pt)
PH (1) PH12019501200A1 (pt)
RU (1) RU2019117690A (pt)
TW (1) TW201904405A (pt)
WO (1) WO2018231514A1 (pt)
ZA (1) ZA201903097B (pt)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018145110A1 (en) * 2017-02-06 2018-08-09 Hancock Trenton L Vertical plant growing system
JOP20190048A1 (ar) * 2017-06-14 2019-03-19 Grow Solutions Tech Llc أنظمة وطرق للتعلم الذاتي بحجيرة نمو
US11337381B1 (en) * 2018-09-25 2022-05-24 Grow Computer, Inc. Apparatus and method for discovery and control of internet-of-things components for indoor agriculture and controlled environment systems
GB2579233A (en) * 2018-11-27 2020-06-17 Edwards Ltd A method relating to controllers of a vacuum pumping and/or abatement system
EP4266135A1 (en) * 2022-04-20 2023-10-25 Harting Systems GmbH Controlling the operation of a plant grow-unit

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4562535A (en) 1982-04-05 1985-12-31 Texas Instruments Incorporated Self-configuring digital processor system with global system
US5479338A (en) 1994-01-18 1995-12-26 Pro-Mark, Inc. Programmable controller apparatus for irrigation systems
US5956248A (en) 1994-09-23 1999-09-21 The Toro Company Irrigation controller with removable station modules
JP2004000146A (ja) * 2002-04-24 2004-01-08 Kitaokagumi:Kk 植物の栽培方法および植物の栽培装置
US7444207B2 (en) 2002-10-15 2008-10-28 Rain Bird Corporation Modular and expandable irrigation controller
US6842667B2 (en) 2003-05-05 2005-01-11 Hunter Industries, Inc. Positive station module locking mechanism for expandable irrigation controller
CA2495125C (en) 2004-01-30 2012-11-20 Robert Miller Irrigation controller
US20050256942A1 (en) 2004-03-24 2005-11-17 Mccardle William M Cluster management system and method
US7613546B2 (en) 2004-08-06 2009-11-03 The Toro Company Modular irrigation controller
EP1913453A4 (en) 2005-07-19 2013-08-14 Rain Bird Corp ADDITIONAL WIRELESS POSITION OF IRRIGATION CONTROL SYSTEM AND ASSOCIATED METHODS
US7574285B2 (en) 2006-03-03 2009-08-11 Kah Jr Carl L C Expandable irrigation controller
US20090172125A1 (en) 2007-12-28 2009-07-02 Mrigank Shekhar Method and system for migrating a computer environment across blade servers
US8826138B1 (en) 2008-10-29 2014-09-02 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Virtual connect domain groups
CN202165676U (zh) 2011-06-03 2012-03-14 漳州仂元工业有限公司 一种遥控式流量阀
US9516822B2 (en) * 2012-11-26 2016-12-13 Daegan Gonyer Modular automated aeroponic growth system
CN103293993A (zh) * 2013-05-31 2013-09-11 徐州织星生态农业有限公司 一种大棚环境自动控制系统
CN105370962B (zh) 2015-12-04 2017-10-24 南京中电自动化有限公司 一种模块化气动阀门控制单元
CN106094613A (zh) * 2016-06-08 2016-11-09 湖南华特光电科技有限公司 一种led植物生长智能控制系统
CN106258850A (zh) 2016-09-23 2017-01-04 成都测迪森生物科技有限公司 一种小型苗圃浇灌系统
CN106413186A (zh) * 2016-09-30 2017-02-15 深圳市泛科科技有限公司 一种植物生长光环境控制系统及方法
CN106489685A (zh) 2016-10-31 2017-03-15 安徽汇顿电子科技有限公司 一种基于太阳能光伏板的景观智能喷洒系统
CN106508467A (zh) 2016-11-10 2017-03-22 李尚苏 植物种植架

Also Published As

Publication number Publication date
MA46014B1 (fr) 2020-01-31
CL2019001442A1 (es) 2019-11-22
CN110050520B (zh) 2021-10-22
TW201904405A (zh) 2019-02-01
KR20200018771A (ko) 2020-02-20
CN110050520A (zh) 2019-07-23
MA46014A1 (fr) 2019-08-30
AU2018282600A1 (en) 2019-06-06
EP3639635B1 (en) 2021-03-31
JP2020522985A (ja) 2020-08-06
US11172622B2 (en) 2021-11-16
CA3043546A1 (en) 2018-12-20
CR20190272A (es) 2019-08-12
PE20190941A1 (es) 2019-07-04
ZA201903097B (en) 2020-01-29
US20180359948A1 (en) 2018-12-20
CO2019005116A2 (es) 2019-05-31
WO2018231514A1 (en) 2018-12-20
ECSP19038977A (es) 2019-06-30
DOP2019000148A (es) 2019-08-15
EP3639635A1 (en) 2020-04-22
IL267026A (en) 2019-07-31
PH12019501200A1 (en) 2020-02-24
MX2019006483A (es) 2019-08-14
RU2019117690A (ru) 2021-07-14
ES2880073T3 (es) 2021-11-23
JOP20190131A1 (ar) 2019-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BR112019013941A2 (pt) Sistemas de controle distribuído e métodos para uso em um conjunto de cultivo de linha de montagem
AU2018210897B2 (en) Farming management system
US10866886B2 (en) Systems and methods for providing a testing chamber
US10681880B2 (en) Systems and methods for using water as a ballast in an assembly line grow pod
US10757870B2 (en) Devices, systems, and methods for providing and using crop control hardware in a master controller in an assembly line grow pod
EP3637983B1 (en) System and method for utilizing waves in a grow pod
WO2019027911A1 (en) DISTRIBUTED AGRICULTURE SYSTEM AND ASSOCIATED COMPONENTS
US11026373B2 (en) Systems and methods for pressurizing an assembly line grow pod

Legal Events

Date Code Title Description
B08F Application dismissed because of non-payment of annual fees [chapter 8.6 patent gazette]

Free format text: REFERENTE A 3A ANUIDADE.

B08K Patent lapsed as no evidence of payment of the annual fee has been furnished to inpi [chapter 8.11 patent gazette]

Free format text: REFERENTE AO DESPACHO 8.6 PUBLICADO NA RPI 2624 DE 20/04/2021.

B350 Update of information on the portal [chapter 15.35 patent gazette]