CN104869806B - 用于对接至少一个照明系统的园艺照明接口 - Google Patents

用于对接至少一个照明系统的园艺照明接口 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于将期望的生理学植物响应转换为用于具有可调照明属性的至少一个照明系统（4、5）的控制指令的接口（20），所述接口（20）包括：用于接收期望的生理学植物响应的接收器；在功能上耦合至所述接收器、用于将所述期望的生理学植物响应转换为所述控制指令的处理器，和在功能上耦合至所述处理器、用于将所述控制指令发送到所述至少一个照明系统（4、5）的发送器（7），其中所述期望的生理学植物响应被定义为多维园艺行为空间中的设定点。

Description

用于对接至少一个照明系统的园艺照明接口
技术领域
本发明涉及用于对接至少一个照明系统的园艺照明接口。
背景技术
园艺照明在本领域中是已知的。 例如，US2010031562描述了一种用在温室养殖中的用于对温室中的作物进行照明的照明设施，包括设置在要照明的作物上方的多个光源（比如灯）和用于这些光源的多个调光装置，其特征在于，调光装置具有用于按照预先确定的图案与调光装置协同地周期地、自动地改变光源的光强度的控制构件。US2010031562的目标在于提供一种分别用于温室养殖的方法和照明设施。特别地，光源被分成多个组，该照明设施被设计成使得在使用时，每个组的功率按照预定的图案变化，而不同组的图案相对于彼此被相移，从而使得联合组消耗的电功率的变化小于单独的组的功率变化之和，更加特别地，使得联合组消耗的电功率的变化小于单个组的功率变化，再更加特别地，使得联合组消耗的电功率的变化达到可能的最小的程度，或者至少几乎不变化。特别地，所有图案都是相同的，只是彼此之间有相移。
发明内容
植物使用光合作用过程将光、CO2和H2O转化为碳水化合物（糖）。这些糖用于为代谢过程供给燃料。过量的糖被用于生物量形成。该生物量形成包括茎干伸长、叶面积增大、开花、果实形成等等。负责光合作用的受光体是叶绿素，并且在较高的植物中，还有作为天线色素的一部分的类胡萝卜素。除光合作用外，还有光周期性、趋光性和光形态建成是与光或者波长介于300nm和800nm之间的电磁辐射与植物之间的相互作用有关的代表性生理过程：
-光周期性指的是植物所拥有的感知和测量光的周期性（例如，诱发开花）的能力,
-趋光性指的是植物朝向和背离光的生长运动，和
-光形态建成指的是响应于光的质量和光量在形态上的改变。
叶绿素a和b的两个重要吸收峰值分别位于从625到675nm和从425到475nm的红和蓝区域内。另外，在近UV( 300-400nm)处以及在远红区域（700- 800nm）中还有其它的局域峰值。主要的光合活动似乎发生在400-700nm的波长范围内。该范围内的辐射被称为光合成有效辐射（PAR）。
光敏色素光系统包括两种形式的光敏色素，Pr和Pfr，它们分别具有位于660nm处的红和730nm处远红中的它们的感光度峰值。光敏色素活动掌控不同的响应，比如叶子扩展、相邻感知、避荫、茎干伸长、种子萌芽和开花诱发。
在园艺学中，光通常是以PAR（光合成有效辐射）光子的数量（nr）来量化的（400到700nm之间的所有光子对光合作用的贡献被认为都是相等的），并且可以用每单位面积每秒的光子数目来测量和表达（以µmol/sec/m2为单位；一摩尔对应于6*1023个光子）。 替代性地，光可以依据光功率（毫）瓦特来测量和表达。
植物生长不仅取决于光的量或光强度，而且还取决于植物上的光的光谱组成、持续时间和时机。强度、光谱组成、持续时间和时机方面的、并且在这些参数方面针对植物发育取决于具体的植物的最佳的光组合被称为"光配方"。
传统上，对于植物生长只有阳光是可用的。人工照明和例如温室的发展带来了针对该用途的特殊照明装置。首先使用的是灯泡、基于电热丝的照明装置，接着是高压钠（HPS）灯。HPS和金属卤化物灯二者都是气体放电灯（原理是基于在充气管内的2个电极之间造成放电电弧，该电弧使气体电离并且呈现金属卤化物或者在HPS的情况下产生钠汞合金）。只有白炽灯泡（真空的或填充有卤素）是基于电热丝的原理，电热丝大多数是钨。经常使用的第三种原理是荧光灯管，荧光灯管也是气体放电灯（填充有汞蒸汽），由电离的汞产生的紫外光被置于玻璃管内部的磷光体转化为可见光。所有的这三种类型的灯都用于园艺照明。HPS灯在温室中通常用作同化照明，产生高的光水平；白炽灯泡在温室中还用作催花灯（用于开花诱发），并且荧光灯管用在没有日光的组织培养生长和植物生长室内。原则上，LED照明能够并且终将代替用于园艺的常规光源，并且很可能将能够实现全新的并且目前还不能预见的植物栽培方法。利用LED，现在已经使创造比大多数常规的源更加有效率的来自于300nm-800nm的任何光谱成为可能，而且控制基于LED的光源的光谱组成也是可能的。LED可以在园艺照明中发挥各种作用，比如：
补充照明：使用补充自然日光的照明以便增加（例如番茄的）产量、例如在作物价格可能较高的秋、冬、以及春季延续作物生产，或者作为调节作物形态的控制方法。
光周期照明：光的每日持续时间对许多植物而言是重要的。24小时周期内有光和无光时段的比例会影响很多植物的开花响应。借助补充照明来操控该比例能够实现开花时间的调整。
在"植物工厂"中的无日光栽培以及用于组织培养应用。
在不久的将来，常规的光源可能继续发挥作用。在一些情况下，它们可能经证明是更加经济合算的和/或证明是用于植物生长的人工光源。可能与自然的和/或其它人工光源组合。
照明装置的各种生产者提供在光谱输出和/或强度二者方面具有不同特性的照明装置。在引入LED光源的情况下，光源甚至更加多样化。此外，种植者可以在他的温室中使用和组合不同类型的照明装置。在温室中组合所有这些不同的照明装置并且在植物生长的合适阶段提供最佳类型的照明经证明是挑战。实际上，LED照明使得光谱组成随时间变化是可控的。不仅光的量至关重要，而且尤其要关注光的质量并且需要对光的质量加以定义。
因此，本发明的一个方面是提供一种用于园艺应用的照明控制和/或用于园艺应用的替代性的照明方法，其优选地进一步至少部分地消除以上描述的缺陷中的一个或多个。
本发明因此提供一种用于将期望的生理学植物响应转换为用于具有至少可调照明属性的至少一个照明系统的控制指令的接口，所述接口包括：
用于接收期望的生理学植物响应的接收器；
在功能上耦合至所述接收器、用于将所述期望的生理学植物响应转换为所述控制指令的处理器，和
在功能上耦合至所述处理器、用于将所述控制指令发送到所述至少一个照明系统的发送器，
其中所述期望的生理学植物响应被定义为多维园艺行为空间中的设定点，所述多维园艺行为空间由至少两个维度表示，所述至少两个维度选自于代表期望的光合作用行为的第一维度、代表期望的向光性行为的第二维度、代表期望的光敏色素Pr行为的第三维度和代表期望的光敏色素Pfr行为的第四维度。
其中所述处理器在功能上耦合至存储器，该存储器包括表示多维园艺行为空间中的可被转换为可由所述至少一个照明系统执行的控制指令的点的多维园艺行为空间的子空间的描述，并且
其中所述处理器被适配成将所述设定点映射到所述子空间中的目标点并且为所述至少一个照明系统确定对应的控制指令。
在实施例中，本发明提供一种用于将期望的生理学植物响应转换为用于具有至少可调照明属性的至少一个照明系统的控制指令的接口，所述接口包括：
用于接收期望的生理学植物响应的接收器；
在功能上耦合至所述接收器、用于将所述期望的生理学植物响应转换为所述控制指令的处理器，和
在功能上耦合至所述处理器、用于将所述控制指令发送到所述至少一个照明系统的发送器。
所述期望的生理学植物响应在实施例中被定义为多维园艺行为空间中的设定点，所述多维园艺行为空间由下列之一表示
（i）第一坐标系，至少包括代表期望的光合作用行为的第一维度和代表期望的向光性行为的第二维度；
（ii）第二坐标系，至少包括代表期望的光合作用行为的第一维度、代表期望的光敏色素Pr行为的第二维度和代表期望的光敏色素Pfr行为的第三维度；和
（iii）第三坐标系，至少包括代表期望的向光性行为的第一维度、代表期望的光敏色素Pr行为的第二维度和代表期望的光敏色素Pfr行为的第三维度。
所述处理器在功能上耦合至存储器，该存储器包括表示多维园艺行为空间中的可被转换为可由所述至少一个照明系统执行的控制指令的点的多维园艺行为空间的子空间的描述，并且所述处理器被适配用于将所述设定点映射到所述子空间中的目标点并且为所述至少一个照明系统确定对应的控制指令。
园艺行为空间坐标可以例如用于温室控制。在温室中，存在支持作物及其它植物方生长的许多不同的系统。实际上，在这方面，'园艺'甚至可以延展到种植藻类和类似的有机物。
将固定的照明装置与可调光照明装置源以及与全色可控光源组合于一个照明系统中并且通过使用园艺行为空间允许容易的光谱控制的思想是新颖的，并且对于终端用户安装者、气候计算机建立者（程序员）和灯具制造商二者都是有益的。
园艺行为空间可以用于更多用途：
1. 预测植物对光的响应并且为不同的作物定义光配方。
2. 使得灯具制造商能够表征与植物种植者有关的灯光的光谱组成。
3. 可以在针对生长光的动态光谱控制中找到园艺行为空间的进一步的使用。气候控制系统可以通过传送正确的坐标来控制光的光谱，而无需知晓所牵涉的灯具的光谱。
4. 光传感器测量光谱并且可以使用坐标来定义人工光和环境光二者的光谱组成。
存在于温室中的已知的系统是涉及供水和/或养料的供给系统、提供具有合适的温度和成分（例如合适的二氧化碳含量）的空气的通风系统以及在合适的位置处提供适当的量（强度）和/或（光谱）组成的光的照明系统。在一些温室中，这些系统是由气候控制系统控制的。
在已知的温室系统中，提供多种生长配方从而允许种植者选择作物。于是生长配方为气候控制系统提供基于时间的数据或者可以提供时间表以及针对供给系统和通风系统的设置。在传统的温室中，照明系统可能由无源部件和有源部件组成。在这方面，无源部件可以包括用于改变自然光（通常是太阳光）量的遮光构件。有源部件传统上包括像HPS和白炽光源这样的人工照明装置。在这些传统的温室中，气候控制系统可以能够致动遮光构件并且可以能够接通和关断人工照明装置。
在现代照明系统中，越来越多的可以具有LED光源的组合的LED照明装置正出现在市场上。一般说来，LED光源具有窄的且界限分明的光谱输出。在LED照明装置中，可以组合多个LED光源，并且甚至可以组合光谱输出的意义上的不同类型的LED光源。
光输出可以被定义为光谱输出、波长对强度曲线的形状、以及强度、该曲线的高度的组合。在一些照明装置中，改变光谱输出和强度中的一个可以影响另一个。
每个照明装置可以具有不同的方式来控制光输出。在简单的情况中，像一些基于LED的照明装置那样， LED仅仅能够被接通或关断。 因而，在这样的照明装置中，通过接通和关断更多或更少的LED，强度被逐步地控制。在另一光源（比如灯泡）中，通过接通和关断灯泡，强度是以二进制方式被控制。通过使用例如调光装置，灯泡光输出得以在强度以及光谱二者方面被控制，但是不是独立控制的。
在当前情况下的温室中，种植者在理论上可以因而能够在各种意义上调谐他的温室中的照明条件。然而，在实践中，为了能够控制用于影响植物发育的照明条件，例如气候计算机中的软件将需要具有关于所安装的照明装置以及它们在温室中的位置的详细的技术信息，以便控制光的光谱组成和强度并且最终控制由植物接收到的光。当前利用常规的照明，种植者不能有效地控制光的光谱组成。只有光水平可以被控制。利用LED照明或LED照明与常规的照明的组合，光谱组成可以被控制，例如由气候控制计算机来控制。为了达到这一点，关于所安装的照明装置以及它们在温室中的位置的详细信息对于气候计算机应当是可用的，以便创建植物层面的光的正确的光水平以及光谱组成。而且，研究机构的提供最佳照明条件的结果需要被转换为可用照明系统的能力范围之内的设置。
当前的发展是产生可以用在例如气候计算机和针对照明装置的光控制装置中的光配方。除了光控制装置外，光传感器也可以被用来测量环境光水平（强度和/或光谱组成）和温室中人工照明装置的光水平中的一个或多个。
所有这些组件之间的传送是复杂的并且现在依赖于个体装置。
园艺行为空间的开发允许控制变得更少地依赖于照明装置以及其它组件的技术构造。另一个优点是，利用园艺行为空间的定义，只需要计算和生成正确的坐标。同样的坐标可以由不同的照明装置并且使用不同的光谱来生成。现在可以使用最有效的方式来生成需要的和/或期望的照明条件。这可以是关于能量效率的，或者关于成本效率的，以及甚至是基于人体工程学要求。在一些情况下，人应当能够判断作物或植物的状况。然而，对植物的效果将是相同的。
园艺行为空间可以被用来预测植物对光的响应并且为不同的作物定义光配方。园艺行为空间另一方面可以使得灯具制造商能够以与植物种植者相关并且对植物种植者而言可理解的方式来表征照明装置的输出的光谱组成。它还可以提供清楚且易懂的方式来将灯的效果或灯的质量传送给种植者。可以在针对生长光的动态光谱控制中找到园艺行为空间的进一步使用。气候控制系统可以能够通过传送正确的坐标来控制照明装置的光谱，而无需详细了解所牵涉的灯具的确切光谱。光传感器可以测量所得到的光谱并且可以能够以园艺行为空间中坐标的形式传送结果。
因而，只是植物光配方的坐标控制区域需要在控制软件中被实施，并且只要灯具能够在期望的颜色区域内操作就可以使用植物光配方的坐标控制区域。依赖于灯具的重编程得到简化。灯具驱动器的架构可以不再与控制软件相关。光配方不需要被建立到照明装置中，而是可以作为针对气候控制软件的软件附件卖给终端用户。替代性地，光配方可以被提供在远程数据库中，可以例如通过接口来访问该远程数据库。
园艺行为空间的特征在于，供应给植物的光的光谱组成可以以与植物相关的单体来表达。这些单体来源于植物吸收和响应/行为特性。光的光谱组成在园艺行为空间中被转换为园艺行为空间中的点或坐标。该点进一步向所安装的照明系统被传送并且转换为光强度和光谱组成。因而，它可以简化种植者、植物生理学家、生物学家、温室和温室气候控制系统开发者以及灯具制造商之间的通讯。
在植物生理学研究中，曾发现光谱中的若干个部分是负责植物发育的各个不同方面。多年以来，这带来了若干个所谓的作用光谱的定义。这些作用光谱表示光谱分量的相对贡献及其对植物的发育的相对效果。换句话说，它定义了诱发生物响应的不同波长的光的相对有效性。这些作用光谱还涉及植物中的感光成分（比如叶绿素）的存在。
文献中有明确定义的作用光谱中的一个是McCree作用光谱。该作用光谱允许将普通植物中的光合作用的量与光条件关联。它是基于普通植物的光合活动。它的确实性例如最近在E. Paradiso等，“依赖于玫瑰中的单个叶片以及树冠中的光合作用和光吸收率的光谱（Spectral dependence of photosynthesis and light absorptance in singleleaves and canopy in rose）”，园艺科学（Science Horticulturae）127（2011），第548-554页中得到证实。McCree曲线由McCree在1972年首次被识别，并且在该公布中得到验证。
在其它的研究中，识别了被称为趋光性的效果。该效果由所谓的向光素（植物中蓝光受体）诱发，除了趋光性以外，其还诱发例如叶绿体迁移和蓝光诱发的气孔张开。它负责例如植物朝向和背离光的生长运动。 这例如在Winslow R. Briggs和John M. Christie的“向光素1和2：万用植物蓝-光受体（Phototropins 1 and 2 : versatile plant blue -light receptors）”，植物科学趋势（Trends in Plant Science），第7卷第5期，2002年5月，第204-210页中被描述。
在其它的研究中，识别了两种可相互转换的形式的光敏色素。它们也称为Pr和Pfr作用光谱。光敏色素的重要性可以由它们牵涉在其中的不同生理学响应来评估，例如展叶、相邻感知、避荫、茎干伸长、种子萌芽和开花诱发。在这方面的两个重要的作用光谱是远红吸收形式的光敏色素（Pfr）和红吸收形式的光敏色素（Pr）。相关的作用光谱和光敏色素光均衡的计算例如在J.C. Sager等人的“使用光谱数据的光合效率和光敏色素光均衡确定（Photosynthetic Efficiency and Phytochrome Photoequilibria DeterminationUsing Spectral Data）”，美国农业工程师学会（American Society of AgriculturalEngineers）0001-2351/88/3106，第1882-1889页中得到识别。
这些以上解释和讨论的作用光谱已经被组合到在当前文档中使用的园艺行为空间中。对于大多数的绿色植物，可以使用这些作用光谱。对于其它的植物（包括藻类），可能要求其它的作用光谱。这些具体的作用光谱可以与上面所识别的作用光谱相同的方式被使用。
已发现，使用这两个维度已经允许可以被用在其中使用有限量和/或类型的照明装置的情形中的照明条件的描述。发现在这种情形中，这两个坐标给出了最好的描述。然而，可能需要的是使用更加详细的园艺行为空间定义。
在一个实施例中，园艺行为坐标至少表示光合作用行为的量和向光性行为的量。计算这样的量的定义是要合并所有相关波长的光对具体的行为的所有贡献，考虑经加权的贡献。在这方面，适当的权重取决于处于被考虑的某个波长处的光的强度。计算行为的量的方式是通过对每个相关的波长采取相对量的行为，并且对所有相关的波长的那些相对的量进行求和。
明显，因而存在计算可以被用在园艺应用中的园艺行为空间的不同方式。
在本发明中，采取了若干个步骤，以达到允许关于照明条件的传送并且尽可能独立于存在于温室中的照明装置的确切光谱属性的园艺行为空间。下面的定义的优点在于允许清楚的定义，它提供了尽可能线性的空间，并且其允许可以被用在植物生物学过程中的各种其它量的计算。
下面，将详细阐述基于以上解释的原理的园艺行为空间的示例。其它有用的园艺行为空间也许是可能的。然而发现，下面的定义提供尽可能线性的空间，提供所有的牵涉方中的洞察力，并且相对容易理解和在实践中使用。该园艺行为空间可以用于大多数已知的绿色植物。
四维的园艺行为空间可以按照如下被定义。首先，定义下面的值：
。
在这些等式中，I(λ）被定义为辐射通量，单位为瓦特。为了使用这些值，上面所解释的作用光谱被归一化。在图5中，绘制出了归一化的作用光谱，后面将会更加详细地解释图5。实际上每个作用光谱都被归一化，从而其最大值为1。 对于Pfr（λ）作用光谱，使用Pr（λ）作用光谱的归一化，因为这些作用光谱在实践中是彼此关联的。然后将值W、X、Y、Z归一化到4维归一化的空间中：
。
该园艺行为空间的定义的优点在于，计算得到了简化，植物行为的传送变得有意义因为空间被归一化。然而，这些归一化的坐标也要求绝对光强度的指示也要被传送。最简单的方式是与坐标一起传送I(λ)在相关波长上的积分"I"。更加优异的方式是以其绝对值传送园艺行为空间坐标中的一个。在园艺行为空间坐标的传送中，Y值是光合作用的量的绝对度量。在实施例中，Y因此是作为坐标中的一个被传送的。在实施例，Y与x一起被使用。替代性地，Y与x和y一起被使用。
在替代性的实施例中，使用（z, x, w）或（x, y, w）作为最小集合。再次，这些坐标中的一个可以以其绝对值（"大写字母"）而被使用，或者如果不存在，可以添加Y。
精确定位确切的园艺行为坐标的方式是使用（W, X, Y, Z）坐标。为了更容易地比较光的光源质量，（x, y, z）是恰当的，并且注意w=1-x-y-z。完整的坐标集合可以是（x, y,z, Y），因为可以从这个集合（或空间）计算（W, X, Y, Z）坐标：
W=w*(W+X+Y+Z)= w*(Y/y)
X=x*(Y/y)
Z=z*(Y/y)
特别地，在4维空间中，光的质量可以用3维（x, y, z）坐标来表达，而光的量可以用Y值来表达。再次，该集合（x, y, z）需要具有光强度的指示，以便做出关于光系统的计算。再次，可以添加'I'，Y可以被添加或者代替y而被使用，或者其它的坐标中的一个或多个可以以其绝对（"大写字母"）的形式而被使用。
从这些园艺行为空间坐标，可以计算出直接与植物行为有关的各种量。在这些计算中，使用已经提到过的、被定义为辐射通量（再次，以瓦特为单位）的总光强度‘I’：
相对的光合活动= Y/I
相对的向光性响应=Z/I。
在这个方面，PSS也被定义为Pr/（Pr+Pfr）。在传送和定义园艺行为空间时，如所解释的那样，光能量的总量被发现是重要的参数。前文的解释表明，不传送'I'，如果使用'Y'的话，会提供对坐标的本质的更多的洞察力。
在当前的计算中，坐标是使用300-800nm的光学波长范围计算出来的。如果需要的话，也许可以将该范围扩大到更宽的波长范围。例如，可能存在在其它的或者更宽的波长范围内表现出活性的植物或藻类。
在实施例中，处理器被适配成基于至少一个优化标准投影或映射所述子空间中的所述设定点。例如，这样的优化标准可以例如是由照明系统或温室的完整照明系统使用的能量的量。替代性地，种植者可能具有关于使用某些照明系统或照明系统中的光源的偏好。
在实施例中，多维园艺行为空间至少包括代表期望的光合作用行为的第一维度、代表期望的向光性行为的第二维度、代表期望的光敏色素Pr行为的第三维度和代表期望的光敏色素Pfr行为的第四维度。
这四个维度在一起被发现能够预测很大部分的植物发育。上面已经解释了针对这些维度的确切计算。
在实施例中，多维园艺行为空间包括另外的维度，所述另外的维度代表期望的气孔张开行为。例如，在Silvia Frechilla等，“通过绿光蓝光刺激的气孔张开的逆转（Reversal of Blue Light - Stimulated Stomatal Opening by Green Light）”，植物细胞生理学（Plant Cell Physiol.）41(2): 171-176(2000)）中描述了气孔张开和可能的作用光谱。该另外的维度可以如上面所解释的其它维度类似的那样来定义。
在实施例中，接收器进一步被适配成接收园艺光配方，该园艺光配方至少包括用于识别植物种类的标签、至少一个期望的生理学植物响应和用于所述至少一个期望的生理学植物响应的时间表，其中所述至少一个期望的生理学植物响应被表示为至少一个园艺行为坐标。园艺光配方因而可以包括这样的时间表：具有对应于该时间表的一系列的园艺行为坐标。因而，可以控制和指导植物的发育。多种光配方可以被提供在远离接口的数据库中。可以经由网络（例如经过互联网）来访问它。
在实施例中，所述接收器进一步被适配用于接收包括与控制指令相关联的照明系统标识的照明系统定义，所述控制指令用于执行被定义为定义所述多维园艺行为空间中的所述子空间的点的生理学植物响应，并且该控制指令可由所述至少一个照明系统执行，并且所述接收器被适配用于将所述照明系统定义提供给所述存储器。在实施例中，可以在照明数据库中提供多个照明系统定义。再次，该照明数据库可以远离接口。经由网络（例如经由互联网），可以通过接口对其进行访问。这样的照明系统定义的集合允许照明系统之间的迅速切换。其允许组合各种照明系统。这些照明系统可以是互补的或补充的。其可以允许为了具有定义的植物发育而需要使用的照明系统的快速选择。
在实施例中，接收器进一步被适配用于接收代表感测到的光谱的传感器值，并且其中处理器进一步被适配用于将所述传感器值映射到所述多维园艺行为空间中的感测点。这样，整合实际的照明条件是可能的。例如，这可以提供用于控制至少一个照明系统的反馈。
在实施例中，接口进一步包括显示器，该显示器在功能上耦合至所述处理器，用于显示所述至少一个光系统的相对于园艺行为空间的子空间，或者用于显示其投影，优选地，该显示器附加地显示所述设定点和相对于所述子空间的所述目标点中的至少一个，或者其投影。这样的显示器可以例如向用户（例如，温室中的种植者）提供反馈。显示器可以例如被集成在手持装置中，并且因此可以在种植者工作（例如，在温室中）期间向他提供反馈。例如，当将显示器与之前提到的传感器值组合并且允许该显示器也包括所述感测点时，种植者可以直观地且当场将期望的设置与所得到的效果进行比较。该显示器可以是可观看的计算机屏，例如LCD或OLED屏。它可以具备所谓的触摸接口。
本发明进一步有关于一种园艺系统，包括上面描述的园艺照明接口、至少一个照明系统和气候控制系统。在这个园艺系统中，该接口在功能上与用于向所述接口提供至少一个期望的生理学植物响应的气候控制系统耦合，并且进一步地在功能上与用于从所述接口接收控制指令并且提供被映射到所述至少一个期望的生理学植物响应的光的照明系统耦合。该接口在物理上可以与气候控制系统和至少一个照明系统中的至少一个分离，并且甚至是远离。在这样的实施例中，数据的传输可以以已知的方式实现，例如无线。在这样的实施例中，接口可以是单独的单元，甚至被提供在单独的壳体中。替代性地，接口可以被合并到气候控制系统和照明系统中的至少一个中。在这样的实施例中，接口甚至可以是在气候控制系统中运行的软件元件或者附件，并且因此可被添加或合并到在气候控制系统上运行的软件中。它也可以运行在照明系统中和/或可以被集成于在照明系统上运行的软件中。
本发明进一步有关于一种园艺系统，包括上面描述的园艺照明接口和园艺光配方管理系统。园艺光管理系统被适配成提供园艺光配方，该园艺光配方至少包括用于识别植物的种类的标签、被定义为所述多维园艺行为空间中的至少一个设定点的至少一个期望的生理学植物响应、用于所述至少一个期望的生理学植物响应的时间表，其中所述接口在功能上耦合至所述园艺光配方管理系统用以接收所述园艺光配方。光配方管理系统可以远离所述接口并且甚至可以远离例如使用该园艺系统的温室的物理位置。经由网络（例如经由互联网）可对其进行访问。接口和光配方管理系统可以交换信息（比如一个或多个光配方），并且所述接口随后向一个或多个照明系统提供所得到的照明系统控制指令。
本发明进一步有关于一种包括上面描述的园艺照明接口的园艺系统，园艺系统进一步包括照明管理系统，该照明管理系统包括照明系统定义的储存库，每个照明系统定义包括具有相关联的控制指令的照明系统标识，该控制指令用于执行被定义为定义所述多维园艺行为空间中的所述子空间的点的生物学植物响应，并且其中所述接口在功能上耦合至所述照明管理系统用以访问所述储存库。接口和照明管理系统可以彼此远离。例如，照明管理系统甚至可以远离使用该园艺系统的温室。照明管理系统可以经由网络（例如，经过互联网）耦合至接口。接口和照明管理系统可以交换信息（比如一个或多个照明系统定义），并且接口随后向一个或多个照明系统提供所得到的照明系统控制指令。例如，它可以选择可以被安装在温室中并且需要被使用的可用照明系统中的一个或多个。
本发明进一步有关于用于提供代表感测到的光谱的传感器值的传感器，其中所述传感器在功能上耦合至用于将所述传感器值转换为估计的生理学植物响应的传感器接口，所述传感器接口包括：
用于接收传感器值的接收器；
在功能上耦合至所述接收器、用于将所述传感器值转换为所述估计的生理学植物响应的处理器，和
在功能上耦合至所述处理器、用于发送所述估计的生理学植物响应的发送器。
所述估计的生理学植物响应被定义为多维园艺行为空间中的估计点，所述多维园艺行为空间由下列之一表示
（i）第一坐标系，至少包括代表期望的光合作用行为的第一维度和代表期望的向光性行为的第二维度；
（ii）第二坐标系，至少包括代表期望的光合作用行为的第一维度、代表期望的光敏色素Pr行为的第二维度和代表期望的光敏色素Pfr行为的第三维度；和
（iii）第三坐标系，至少包括代表期望的向光性行为的第一维度、代表期望的光敏色素Pr行为的第二维度和代表期望的光敏色素Pfr行为的第三维度。
所述处理器被适配用于将所述传感器值映射到所述估计点。使用园艺行为空间，传感器容易地被集成在园艺系统中。在实施例中，传感器值是光谱测量数据。在这样的实施例中，可以以规则的波长间隔提供光谱数据。例如，值可以每10nm或每20nm被提供。在用于园艺应用的实施例中，可以为300-800nm的波长间隔提供传感器值。传感器可以具备色散元件和空间检测器，例如CCD条检测器或2D CCD传感器。替代性地，传感器可以具备一系列的滤波器和一个或多个检测器。实际上，这对于本领域技术人员而言是已知的。传感器值实际上可以直接提供如上面解释的那样用于计算X、Y、Z、W的I(λ）值，或者它可以提供从中可以导出I(λ)的传感器值。
本发明进一步有关于一种将期望的生理学植物响应转换为用于具有至少一个可调照明属性的至少一个照明系统的控制指令的方法，所述方法包括：
接收期望的生理学植物响应，其中所述期望的生理学植物响应被定义为多维园艺行为空间中的设定点，所述多维园艺行为空间由下列之一表示
（i）第一坐标系，至少包括代表期望的光合作用行为的第一维度和代表期望的向光性行为的第二维度；
（ii）第二坐标系，至少包括代表期望的光合作用行为的第一维度、代表期望的光敏色素Pr行为的第二维度和代表期望的光敏色素Pfr行为的第三维度；和
（iii）第三坐标系，至少包括代表期望的向光性行为的第一维度、代表期望的光敏色素Pr行为的第二维度和代表期望的光敏色素Pfr行为的第三维度；
将所述期望的生理学植物响应转换为控制指令，该转换包括将所述设定点映射到多维园艺行为空间的子空间中的目标点以及为所述至少一个照明系统确定对应的控制指令，其中所述子空间包括多维园艺行为空间中的可转换为用于所述至少一个照明系统并且可由所述至少一个照明系统执行的控制指令的点；和
将所述控制指令发送到所述至少一个照明系统。
在本说明书中，照明系统包括在强度方面、在发射光谱方面或者这两方面可调适的照明装置。当前，例如基于LED的照明装置已经上市。
LED可以是固态LED，但是可选地也可以是有机LED。而且，可以应用固态和有机LED的组合。实际上，当前的申请提供了针对任何类型的照明装置的解决方案。术语"LED"也可以涉及多个LED。因此，在实施例中，在单个LED的位置处，可以布置多个LED，例如2个或更多个LED的LED封装。LED尤其被设计成生成第一波长范围内的（LED）光。
基于LED的固态照明的出现给予了在园艺中的应用的机会。使用LED的主要优点源自于控制光的光谱组成以紧密匹配植物的受光体的可能性。与附加的益处（比如改进的热控制和分布LED的自由）一起，这提供了更优的产品并且能够影响植物的形态和成分。它还有望减小能量消耗（以及相关的成本）。
因为它们是固态器件，所以固态LED容易被集成到数字控制系统中，从而便利诸如"日光累积"照明和日出及日落模拟之类的照明程序。LED操作来比当前的灯具更加安全，因为它们没有玻璃包封并且不含水银。
LED使得人们能够将光分布得更加靠近目标，这可以导致穿过温室的屋顶和地板的更少的损失。而且，可以达成作物中的更佳的光分布。对于像番茄这样的高挂线作物无疑就是这种情形。
在接口中，接收器和发送器可以是软件实施的，或者它们可以是硬件实施的。处理器可以是运行机器指令的通用微处理器。存储器可以是任何类型的存储器，例如在功能上可以耦合至通用微处理器的数字存储器。已知的存储器构件是RAM、ROM、闪速存储器、硬盘等等。这些类型的存储器可以物理上连接至接口并且实际上连接至处理器。替代性地，存储器是无线地连接的，其甚至可以远离处理器，并且例如经由网络或互联网是可访问的。
用于照明系统的控制指令可以是简单的接通/关断指令。在更加高级的照明系统中，它们可以是关于输出水平（例如，0%、50%、100%）的指令设置。这些设置甚至可以是连续的，例如介于0到100之间。在甚至更高级的系统中，使用例如不同种类的LED源，控制指令可以定义哪些源要被接通和关断，并且甚至可以定义每个源的功率输出。在甚至更高级的源中，甚至可以定义光谱输出。
在接口中，多维园艺行为空间的子空间是对使用至少一个照明系统可以是切实可行的点的描述。在映射时，设定点可以简单地是子空间中的点。并且即使那样，不提供实际上生成该确切的设定点的控制指令，而是找出处于设定点的定义范围之内但是满足像例如照明系统在这些控制指令下的能量消耗这样的标准或者像附加的热量的产生、某种可用光源的使用、特别是自然光源的最优使用这样的其它标准的相关目标点也是值得的。
在设定点在子空间之外的情况下，可以计算近似值。这可以用各种方式并且使用各种优化标准来完成。例如，可以首先选择子空间中最接近设定点的最近点。随后，可以完成上面说明的优化。
术语"上游"和"下游"涉及项目或者特征相对于来自光生成构件（这里尤其是第一光源）的光的传播的布置，其中相对于来自光生成构件的光束内的第一位置，该光束中更接近光生成构件的第二位置是"上游"，以及该光束内更远离光生成构件的第三位置是"下游"。
如上面所指示的，本发明还提供一种提供园艺应用中的生长光的方法，包括为至少一部分作物提供来自于根据前述权利要求中任一项所述的照明装置的园艺光。尤其是，该方法可包括根据以下中的一项或多项来改变园艺光的光谱强度分布：（a）植物或作物的被处理的部分，（b）白天的时长，（c）除了人工光之外的其它光的光强度和光分布，（d）作物的类型或植物栽培品种，（e）植物或作物的生长阶段，（f）园艺作物的阶段，（g）收获的时间，（h）距收获的时间，和（i）园艺布置中的位置。
园艺涉及用于人类使用的（集中的）作物栽培。当对园艺进行光照时，术语"园艺"可涉及食用植物（水果、蔬菜、菌类、烹饪用药草）和非食用作物（鲜花、乔木和灌木、草坪、酒花、葡萄、药草、或者用于饲料的作物）的生产栽培。术语园艺可尤其指食物类作物（番茄、胡椒、黄瓜和生菜）以及指（潜在地）孕育这些作物的植物，例如番茄植物、胡椒植物、黄瓜植物等。园艺在本文中可大体上涉及例如作物和非作物植物。作物植物的示例有水稻、小麦、大麦、燕麦、鹰嘴豆、豌豆、豇豆、扁豆、绿豆、黑豆、黄豆、菜豆、蛾豆、亚麻籽、芝麻、黧豆（khesari）、大麻、辣椒、茄子、番茄、黄瓜、秋葵、花生、马铃薯、玉米、珍珠粟、黑麦、苜蓿、萝卜、卷心菜、生菜、胡椒、向日葵、甜菜、蓖麻、红三叶草、白三叶草、红花、菠菜、洋葱、大蒜、大头菜、西葫芦、香瓜、西瓜、黄瓜、南瓜、洋麻、油棕、胡萝卜、椰子、木瓜、甘蔗、咖啡、可可、茶叶、苹果、梨、桃、樱桃、葡萄、杏、草莓、菠萝、香蕉、腰果、朝天椒、木薯、芋头、橡胶、高粱、棉花、黑小麦、木豆和烟草。尤其受关注的有番茄、黄瓜、胡椒、生菜、西瓜、木瓜、苹果、梨、桃、樱桃、葡萄和草莓。
园艺可以发生在温室中。接口的使用可尤其涉及接口和/或方法在温室中的应用。当用于照明系统中或与照明系统一起使用时，这些照明系统可以被布置在生长系统中的不同地方。例如，照明系统可以被布置在作物之间，或者在未长成的作物之间，该布置被指示为"内照明"。挂线上的园艺种植（比如番茄植株）可以是可用照明系统处理的内照明的具体领域。照明系统也可以被布置在作物或未长成的作物的上方。尤其是园艺被种植在彼此重叠层中时，人工照明是必要的。在层中种植园艺被指示为"多层种植"。也可以在多层种植中应用接口和/或方法。
本发明提供了一种控制被用来刺激植物生长和发育的人工照明的新方法，被知晓为园艺照明的技术。特别地，有两种在其中使用人工照明的主要的园艺环境。首先，除了日光之外，温室使用顶部照明和顶棚内照明。第二，在多层系统中，作物主要在无日光的条件下生长，因此，严重依赖于人工照明。本发明也涉及光周期照明、例如用于控制开花。
本申请中使用的术语"基本上"（例如在"基本上所有的光"中或者在"基本上包括"中使用的）将会得到本领域技术人员的理解。术语"基本上"也可以包括带有"整个"、"完全"和"所有"等的实施例。因此，在实施例中，修饰词基本上也可以被去掉。在适用的情况下，术语"基本上"也可以涉及90％或更高，比如95％或更高，尤其是99％或更高，甚至是99.5％或更高，包括100％。术语"包括"也包含其中的术语"包括"意思是"由...组成"的实施例。
而且，说明书中和权利要求中的术语第一、第二、第三等是用于区分类似的元件，而不是必然用于描述先后或时间顺序。将理解的是，如此使用的这些术语在适当的情形下是可以互换的，并且本文描述的本发明的实施例能够以除了本文所描述的或说明的顺序之外的其它顺序操作。
本文的装置是在操作期间描述的装置之一。对于本领域技术人员而言将清楚的是，本发明并不局限于操作方法和操作中的装置。
应当注意，上面提到的实施例说明而不是限制本发明，并且本领域的技术人员将能够设计出很多替代性的实施例，而不会脱离所附权利要求的范围。在权利要求中，置于括号之间的任何附图标记都不应被解析为限制权利要求。动词"包括"及其词形变化的使用并不排除除了权利要求中陈述的那些之外的元件或步骤的存在。元件前面的冠词"一"或"一个"并不排除存在多个这样的元件。可以借助包括若干个分立元件的硬件，以及借助被适当编程的计算机来实施本发明。在列举若干个构件的装置权利要求中，这些构件中的若干个可以由一个且同一硬件项目来体现。某些措施被记载在相互不同的从属权利要求中这一纯粹事实不指示这些措施的组合不能被有利地使用。
本发明进一步适用于包括在说明书中描述的和/或在附图中示出的特性化特征中的一个或多个的装置。本发明进一步有关于包括在说明书中描述的和/或在附图中示出的特性化特征中的一个或多个的方法或过程。
本专利中讨论的各个方面可以被组合，以便提供附加的优点。此外，一些特征可以形成针对一个或多个分案申请的基础。
附图说明
现在将仅仅以举例的方式，参照所附的示意图来描述本发明的实施例，在这些图中，对应的附图标记指示对应的部件，并且其中：
图1示意性地描绘出包括气候控制系统并且包含照明系统的温室的示例；
图2示意性地描绘出具有不同类型的照明装置的温室内的植物的设置；
图3描绘出可以用于园艺行为空间的计算的基础的植物作用光谱；
图4-6示出分别展示McCree对PSS、向光性对PSS和向光性对McCree的园艺行为空间的投影，以及各种同照明装置在园艺行为空间中的位置；
图7-9分别是在（x, y）、（y, z）和（x, z）平面上具有垂直视图的园艺行为空间的横截面，再次示出图4-6的各种照明装置的位置。
图10-15示出接口的实施方式的若干示例，其中图10示出在功能上耦合至照明系统的接口的基本配置，图11示出在温室内的气候计算机中实施的接口，图12示出与气候计算机分离的接口，图13示出在照明控制装置中实施的接口，图14示出在传感器中实施的接口，以及图15示出具有照明系统接口部件的接口的基本配置的实施例。
这些图不一定是按比例绘制的。
具体实施方式
图1示意性地示出具有各种系统的温室1的示例。这样的温室1例如在当前申请人的US8061080中被描述。它示出了温室1的当前技术水平。 这样的温室1包括气候系统。 在该实施例中，气候系统包括用于提供水和养料的供给系统2、用于提供具有合适的成分（例如二氧化碳含量）并且处于合适的温度的空气的通风系统3。此外，该温室的气候系统包括照明系统4、5。 在图1的实施例中，气候系统的组件（即，供给系统2、通风系统3和照明系统4、5）经由发送器7被无线地耦合至气候控制系统9的发送器8。 在该实施例中，温室进一步包括例如用于确定照明状况、温度、湿度的传感器6。这些传感器也经由发送器7被无线地耦合至气候控制系统9。 在该温室中，植物11位于培养基10中。
在图1的实施例中，照明系统4、5包括有源照明系统4，有源照明系统例如包括像传统的白炽灯照明装置这样的照明装置，不过也可以包括LED照明装置。在该实施例中，照明系统4、5进一步包括无源照明装置5，这里是用于减少进入的阳光的量的遮光构件。
图2示意性地示出可以存在于具有不同类型的照明装置4、12的温室中的植物11的示例。就其本身而言，这些照明装置对本领域技术人员而言是已知的。首先，温室可以配备有一个或多个传统的照明装置4。 这些传统的照明装置可以包括基于白炽灯的照明装置4。这种类型的照明装置可以源自于各种不同的制造商。取决于制造商，即使相同类型的照明装置也可能在发射光谱方面有所不同。此外，照明装置会老化，这也可能改变它的发射光谱。
此外，像LED照明装置12这样的定位照明装置12可以存在于温室中，它不同于提供局部照明的照明装置和提供全面照明的照明装置。利用LED照明装置12，发射光谱可以变化和/或总的光强度可以被改变得比传统的照明装置甚至更多。
此外，该照明系统可以包括一个或多个在图1中指示的遮光装置5。 这也可以被认为是针对特定的照明装置（即自然照装置，太阳）的控制装置。
组合所有这些各自具有它们自己的发射光谱和强度的照明装置（并且，实际上，包括遮光装置）使得对种植者来说在合适的时间为他的作物提供合适的光条件变得复杂。
在当前的发明中，采取了若干个步骤，以达到允许关于照明条件的传送并且尽可能独立于存在于温室中的照明装置的确切光谱属性的园艺行为空间。
如已经被解释的那样，四维空间可以被按如下定义。首先，定义下面的值：
。
为了使用这些值，首先要对上面解释的作用光谱进行归一化。 在图3中，绘制出了归一化的作用光谱。实际上每个作用光谱都被归一化使得其最大值为1。对于Pfr（λ）作用光谱，使用Pr（λ）作用光谱的归一化，因为这些作用光谱在实践中是彼此关联的。然后将值W、X、Y、Z归一化为4维归一化的空间：
。
在园艺行为空间坐标的传送中, Y值是与x、y一起作为最小集合或者作为完整集合（x、y、z和Y）被传送。 从这些园艺行为空间坐标，可以计算出直接与植物行为有关的各种不同的量。在这些计算中，总的光强度被使用：
相对的光合活动= Y/l
相对的向光性响应=Z/l。
首先，提供了图4-6以便给予植物生理学家园艺行为空间的本质方面的更多的洞察力。在这些图形或图表中，绘制出了若干个光源。轴被选取为使得本领域技术人员依靠他们的知识能够估计可能的行为空间维度。例如，绘制出了PSS值。该PSS值如上文所定义的那样被计算出。此外，绘制出了用"McCree"指示的参数。实际上这是Y值，但是被归一化为1。该值因此为光合作用的量提供了相对的测量。还绘制出了参数"向光性"。该值实际上是上文定义的Z值，再次被归一化为1。 此外，绘制出了被指示为“传递（transfer）”的小点。这些点代表具有宽度为1nm的矩形光谱的虚拟的、单色光源的值。在这些图中，轮廓线示出物理上可能的光源。因而，轮廓线以外的空间不能填充有任何光源。
在图4中，针对不同的光源，与PSS比对地绘制出了McCree值。在这个方面，如文献中定义的那样，PSS=Pr/（Pr+Pfr）。图5示出与PSS比对的向光性，以及图6示出了与McCree比对的向光性。应当意识到，特别是PSS参数引入了非线性。因此，本领域技术人员难以判读图表中的距离。图4-6给予了园艺行为空间方面的洞察力。它示出了相对于彼此不同的光源，以及它们对植物的影响。
图7-9示出园艺行为空间在x、y平面、y、z平面和x、z平面上的视图。在这些视图中，绘制出了各种现有的和理论上的照明装置。轮廓线示出可以物理上做出的所有可能的值。因而，可以产生该区域内的每个点。此外，各种符号示出这些照明装置的园艺行为空间坐标。由于该园艺行为空间被归一化，因此人们可以相对简单地看出照明装置的效果。此外，这个空间是线性的。这意味着实际上可以在光源之间绘制线，并且这条线上的任何点都是这两个光源的组合。并且实际上，所有的这些点代表光源的组合对植物的影响。此外，线上的相对位置甚至对应于光源的相对数量。例如，光源A与光源B之间的线的中点意味着将相等数量的光源A和B组合的效果。
在图7-9中，与图4-6中相同，小点再次示出园艺行为空间中单色光源的效果。
在这个示例中，考虑在图7-9中被指示为"LED深红660nm"、"LED远红740nm"和"LED蓝450nm"的照明装置。这些照明装置实际上几乎就是单色光源。现在，线将这些不同的照明装置连接起来。这些线实际上在（x,y）平面上限定出三角形。使用这三种照明装置，可以实现该三角形中（包括线）的所有点。实际上，园艺行为空间的定义使得该三角形内或该三角形上的位置对应于照明装置的绝对比率。因而，例如，连接"LED蓝450nm"和"LED深红660nm"的线的中点位置相当于以1:1的比率（相对于它们的绝对输出）使用这些照明装置。
在图10-15中，以示意图图示了接口的若干可能的实施方式。图10示出在功能上耦合至照明系统4、12的接口20的基本配置。图11示出在温室内的气候计算机9内实施的接口20。图12示出与气候计算机9分离的接口20。图13示出在照明控制装置24中实施的接口20。图14示出在传感器中实施的接口20的实施例。图15示出具有照明系统接口部件的接口的基本配置的实施例。
在图10的实施例中，接口20包括光配方（recipe）接口部件23。光配方接口部件23适用于接收光配方。这样的光配方包括园艺行为空间中的至少一个目标点。园艺行为空间中的目标点定义期望的生理学植物响应。接口20在其输入端处在功能上耦合至包含一个或多个光配方22的光配方数据库21。在其输出端，接口20在功能上耦合至一个或多个照明系统4、12。在这方面，接口20通常是经由有线或无线连接被耦合的。
在图11的实施例中，接口20被安装在气候计算机9中。接口20可以完全地被集成到在气候计算机9上运行的气候控制软件中。替代性地，接口20可以被合并到与气候控制软件交换数据的附件或应用程序中。气候计算机9在功能上耦合至照明系统4、12，这里照明系统包括一个或多个发光源25和照明控制器24。这样的照明控制器24在这里被集成到发光源中，但是其它的实施方式是可能的。
在图12的实施例中，接口20被实施为与气候计算机9分离。 在该实施例中，气候计算机9在功能上耦合至远程光配方数据库21。气候计算机9在功能上耦合至接口20。继而，接口20在功能上耦合至一个或多个照明系统，照明系统被示意性指示为具有一个或多个光源25和照明控制器24。实际上，在该实施例中，接口20在功能上耦合至照明控制器24。
在图13中，指示了其中接口20实际上与照明控制器24集成在一起的实施例。在实施例中，它们共有一个公共的外壳。
在图14中，接口20在功能上耦合至用于测量一个或多个光照参数的传感器。实际上，该实施例是很多可能的实施例中的一个。在该实施例中，用于检测环境光辐射的检测器26在功能上耦合至处理部件27。检测器26提供例如代表至少光强度的信号。通常，这样的信号包括作为波长的函数的强度：I(λ)。
在当前传感器技术水平中，输出信号可以被提供给气候计算机9。在该实施例中，检测器26在功能上耦合至用于提供基于波长的强度数据的处理装置27。该数据被提供给气候计算机9。在该实施例中，处理装置27在功能上也耦合至接口20。接口20可以进一步地在功能上耦合至气候计算机9以及耦合至照明系统4、12。
在图15中，图示了接口20的另一实施例。在该实施例中，接口20具备照明系统接口部件28。照明接口部件28接收园艺行为空间坐标并且输出用于控制照明控制器（未示出）的控制信号S。
示例
光配方的使用的示例是在作为鲜切花的郁金香的栽培中。在这个示例中，栽培是在分三层的温室中进行的。栽培要在温室中以北半球的环境进行46到15周之间。
光源是具有与红LED组合的白LED或蓝LED的LED产品模块。
单元#1 红与白LED 单元#2 红与蓝LED
总功率（标准为1W） 0.9981 1.0001
PSS (=X/(W+X) 0.76 0.78
McCree (Y) 0.89 0.90
向光性（Z） 0.11 0.11
X 0.32 0.36
Y 0.52 0.48
Z 0.065 0.058
远红（700-80nm）光子的nr 0.065 0.014
红（600-700nm）光子的Nr 3.67 4.61
PAR（400-700nm）光子的nr 5.02 5.23
蓝（400-500nm）光子的nr 0.50 0.60
对于单元#1：5.0µmol光子是1W光功率和0.89/m2的Y
对于单元#2：5.2µmol光子是1W光功率和0.9/m2的Y。
有趣地看到的是，PSS、Y和Z值对于两种灯类型几乎是相同的。因此，这意味着对植物的效果是相同的并且这两个装置是可以互换的，尽管光谱组成完全不同。
这样一来：
15-30µmol/s/m2对于单位#1 = 3.0 - 6.0W光功率/m2、2.67-5.34的Y值和园艺行为点（0.32 , 0.52 , 0.064）。
15-30µmol/s/m2对于单元#2 = 2.9-5.8W光功率/m2、2.61- 5.22的Y值和园艺行为点（0.36, 0.47，0.058）；
两个单元具有不同的园艺行为点，但是在类似的光强度下，PSS值和向光性行为是类似的。因而，植物响应将是类似的。差别可能在于单元#1能量效率较低，因此要求较大的装机功率。
具有相同颜色点和Y值的光源对植物生长具有相同的效果，所以是类似的，但是现在可以比较其它的因素，如种植者监测植物健康所需要的更佳的颜色呈现（对于人眼而言），或者灯的功耗和价格。
在这种情况下，光配方可以是：
第0-7天：（x, y, x）=（0.36,0.47,0.058）且Y=1.36或者（x, y, z）=(0.32, 0.52,0.064)且Y=1.56;
第8-14天，日光；
第15-21天：（x, y, z)=（0.36,0.47,0.058）且Y=2.72或者（x, y, z）=(0.32,0.52,0.064)且Y= 3.12。
光子通量的计算：
（NA=阿伏加德罗数；h=普朗克常数；c是光速）。
还将会清楚的是，以上的描述和图被包括来图示本发明的一些实施例，而不是来限制保护范围。依据本公开内容，很多的实施例将会对本领域技术人员而言是明显的，这些实施例处于本发明的保护范围和本质之内，并且是现有技术和本专利的公开内容的显而易见的组合。

Claims (15)

1.一种用于将期望的生理学植物响应转换为用于具有至少可调照明属性的至少一个照明系统的控制指令的接口，所述接口包括：
用于接收期望的生理学植物响应的接收器；
在功能上耦合至所述接收器、用于将所述期望的生理学植物响应转换为所述控制指令的处理器，和
在功能上耦合至所述处理器、用于发送所述控制指令的发送器，
其中所述期望的生理学植物响应被定义为多维园艺行为空间中的设定点，所述多维园艺行为空间由至少两个维度表示，所述至少两个维度选自于代表期望的光合作用行为的第一维度、代表期望的向光性行为的第二维度、代表期望的光敏色素Pr行为的第三维度和代表期望的光敏色素Pfr行为的第四维度，
其中所述处理器在功能上耦合至存储器，该存储器包括表示所述多维园艺行为空间中的可被转换为可由照明系统执行的控制指令的点的多维园艺行为空间的子空间的描述，并且
其中所述处理器被适配用于将所述设定点映射到所述子空间中的目标点并且为照明系统确定对应的控制指令。
2.如权利要求1所述的接口，其中所述期望的生理学植物响应被定义为多维园艺行为空间中的设定点，所述多维园艺行为空间由下列之一表示：
（i）第一坐标系，至少包括代表期望的光合作用行为的第一维度和代表期望的向光性行为的第二维度；
（ii）第二坐标系，至少包括代表期望的光合作用行为的第一维度、代表期望的光敏色素Pr行为的第二维度和代表期望的光敏色素Pfr行为的第三维度；和
（iii）第三坐标系，至少包括代表期望的向光性行为的第一维度、代表期望的光敏色素Pr行为的第二维度和代表期望的光敏色素Pfr行为的第三维度。
3.如前述权利要求中的任一项所述的接口，其中所述处理器被适配成基于至少一个优化标准映射所述子空间中的所述设定点。
4.如前述权利要求1-2中的任一项所述的接口，其中所述多维园艺行为空间至少包括代表期望的光合作用行为的第一维度、代表期望的向光性行为的第二维度、代表期望的光敏色素Pr行为的第三维度和代表期望的光敏色素Pfr行为的第四维度。
5.如前述权利要求1-2中的任一项所述的接口，其中所述多维园艺行为空间包括另外的维度，所述另外的维度代表期望的气孔张开行为。
6.如前述权利要求1-2中的任一项所述的接口，其中所述接收器进一步被适配成接收园艺光配方，该园艺光配方至少包括用于识别植物种类的标签、至少一个期望的生理学植物响应和用于所述至少一个期望的生理学植物响应的时间表，其中所述至少一个期望的生理学植物响应被表示为至少一个园艺行为坐标。
7.如前述权利要求1-2中的任一项所述的接口，其中所述接收器进一步被适配用于接收包括照明系统标识的照明系统定义，所述照明系统标识具有用于执行生理学植物响应的相关联的控制指令，所述生理学植物响应被定义为限定了所述多维园艺行为空间中的所述子空间的点，并且该控制指令能够由所述照明系统执行，并且所述接收器被适配用于将照明系统定义提供给所述存储器。
8.如前述权利要求1-2中的任一项所述的接口，其中所述接收器进一步被适配用于接收代表感测到的光谱的传感器值，并且其中所述处理器进一步被适配用于将所述传感器值映射到所述多维园艺行为空间中的感测点。
9.如前述权利要求1-2中的任一项所述的接口，进一步包括显示器，该显示器在功能上耦合至所述处理器，用于显示所述至少一个光系统的相对于所述园艺行为空间的子空间，或者用于显示其投影。
10.如权利要求9所述的接口，其中所述显示器还显示所述设定点和相对于所述子空间的所述目标点中的至少一个，或者其投影。
11.一种园艺系统，包括前述权利要求中的任一项所述的园艺照明接口、至少一个照明系统和气候控制系统，其中所述接口在功能上与用于向所述接口提供至少一个期望的生理学植物响应的气候控制系统耦合，并且进一步地在功能上与用于从所述接口接收控制指令并且提供被映射到所述至少一个期望的生理学植物响应的光的照明系统耦合。
12.一种园艺系统，包括前述权利要求1-9中的任一项所述的园艺照明接口和被适配成提供园艺光配方的园艺光配方管理系统，所述园艺光配方至少包括用于识别植物种类的标签、被定义为所述多维园艺行为空间中的至少一个设定点的至少一个期望的生理学植物响应、用于所述至少一个期望的生理学植物响应的时间表，其中所述接口在功能上耦合至所述园艺光配方管理系统用以接收所述园艺光配方。
13.一种园艺系统，包括前述权利要求1-9中的任一项所述的园艺照明接口, 进一步包括照明管理系统，该照明管理系统包括照明系统定义的储存库，每个照明系统定义包括具有用于执行生理学植物响应的相关联的控制指令的照明系统标识，所述生理学植物响应被定义为限定了所述多维园艺行为空间中的所述子空间的点，并且其中所述接口在功能上耦合至所述照明管理系统用以访问所述储存库。
14.一种用于提供代表感测到的光谱的传感器值的传感器，其中所述传感器在功能上耦合至用于将所述传感器值转换为估计的生理学植物响应的传感器接口，所述传感器接口包括：
用于接收传感器值的接收器；
在功能上耦合至所述接收器、用于将所述传感器值转换为所述估计的生理学植物响应的处理器，和
在功能上耦合至所述处理器、用于发送所述估计的生理学植物响应的发送器，
其中所述估计的生理学植物响应被定义为多维园艺行为空间中的估计点，所述多维园艺行为空间由下列之一表示：
（i）第一坐标系，至少包括代表期望的光合作用行为的第一维度和代表期望的向光性行为的第二维度；
（ii）第二坐标系，至少包括代表期望的光合作用行为的第一维度、代表期望的光敏色素Pr行为的第二维度和代表期望的光敏色素Pfr行为的第三维度；和
（iii）第三坐标系，至少包括代表期望的向光性行为的第一维度、代表期望的光敏色素Pr行为的第二维度和代表期望的光敏色素Pfr行为的第三维度；
其中所述处理器被适配用于将所述传感器值映射到所述估计点。
15.一种将期望的生理学植物响应转换为用于具有至少一个可调照明属性的至少一个照明系统的控制指令的方法，所述方法包括：
接收期望的生理学植物响应，其中所述期望的生理学植物响应被定义为多维园艺行为空间中的设定点，所述多维园艺行为空间由下列之一表示：
（i）第一坐标系，至少包括代表期望的光合作用行为的第一维度和代表期望的向光性行为的第二维度；
（ii）第二坐标系，至少包括代表期望的光合作用行为的第一维度、代表期望的光敏色素Pr行为的第二维度和代表期望的光敏色素Pfr行为的第三维度；和
（iii）第三坐标系，至少包括代表期望的向光性行为的第一维度、代表期望的光敏色素Pr行为的第二维度和代表期望的光敏色素Pfr行为的第三维度；
将所述期望的生理学植物响应转换为控制指令，所述转换包括将所述设定点映射到所述多维园艺行为空间的子空间中的目标点以及为所述至少一个照明系统确定对应的控制指令，其中所述子空间包括所述多维园艺行为空间中的可转换为用于所述至少一个照明系统并且可由所述至少一个照明系统执行的控制指令的点；和
将所述控制指令发送到所述至少一个照明系统。
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