CN114423279A - 受控环境农业中的故障处置 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于进入受控农业环境(CAE)的故障安全模式的系统、方法及计算机可读媒体。所述CAE包含用于固持植物的可移动容器支撑件。响应于确定所述CAE中或用于所述CAE的环境调节设备中的故障条件，所述CAE或所述环境调节设备的操作经控制以实现从标准操作模式到故障安全模式的变化。所述标准操作模式对应于所述CAE中的期望环境条件，而所述故障安全模式对应于非理想环境条件。

Description

受控环境农业中的故障处置

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2019年9月20日申请的第62/903,515号美国临时专利申请案的优先权权益，所述美国临时专利申请案以其全文引用方式并入本文中。

技术领域

本公开大体上涉及农业领域，且特定来说，涉及处置受控农业环境中的故障。

背景技术

背景技术部分中论述的主题不应仅由于其在背景技术部分中提及而被认为是现有技术。类似地，背景技术部分中提及或与背景技术部分的主题相关联的问题不应被认为先前已在现有技术中认识到。背景技术部分中的主题仅表示其本身也可对应于所主张技术的实施方案的不同方法。

在二十世纪期间，农业逐渐开始从保守产业演变为快速发展的高科技产业以便追上世界粮食短缺、气候变化及社会变革。农业开始从手动实施的农业技术向计算机实施的技术转变。通常，农民只有一个生长季来生产作物，这将决定其全年收入及粮食产量。然而，这种情况正在改变。随着室内栽培成为一个选项及更好地获得数据处理技术及其它先进技术，农业科学变得更柔性。其随着新数据的收集及深刻理解的产生而适应及学习。

随着“受控室内农业”(又称为“受控环境农业”)的出现，技术的进步使控制自然影响成为可能。提高空间利用率及照明效率、更好理解水栽法、气栽法及作物周期及环境控制系统的进步允许人类更好地重建有利于农作物生长的环境，其目标是每平方英尺更高收获重量产量、更好营养及更低成本。

第2018/0014485号及第2018/0014486号美国专利公开案(两者转让给本公开的受让人且以其全文引用方式并入本文中)描述环境受控垂直农业系统。垂直农业结构(例如垂直柱)可以开环或闭环方式围绕自动输送系统移动，暴露于精确受控照明、气流及湿度，具有理想营养支持。

第US 2017/0055460号美国专利(“Brusatore”)描述一种用于连续自动生长植物的系统。植物支撑臂的垂直阵列从中心轴径向延伸。每一臂包含接收植物幼苗及液体营养物及水的盆形容器。盆栽臂在生长灯及授粉臂下方旋转。然而，植物之间的间距看起来是固定的。

针对室内农场，确定植物的理想最佳生长条件且调整HVAC系统以获得所述最佳生长条件。当然，针对特定作物，最佳生长条件通常为室内农场期望的条件。然而，许多因素可能阻碍期望条件实施，包含室内农场本身或室内农场的环境调节设备内的故障。例如，用于空气除湿的制冷机可能变得无法操作或低于标准操作，灌溉系统可能出现故障，或过多水可能收集于生长空间中。有时，故障可能严重到农场必须关闭。

避免由故障引起的非期望条件的典型方法是提供冗余备用设备，例如额外制冷机或其它设备。然而，此方法很昂贵且可能是不必要的。

发明内容

本公开提供用于预见及处理受控环境农业中的故障的替代方法。不是需要冗余设备或关闭农场，本公开的实施例提供故障安全模式，其中植物的操作环境条件可能不理想，但其至少维持植物生存。所属领域中已知的实验观察及优化通知有利于在室内农场中生长的许多植物(例如叶菜类、果菜类、花卉作物、水果及类似物)的最佳性能(例如收割重量)的理想环境条件(例如设置点)。类似地，实验观察及优化通知非理想“故障安全”条件，其中可维持此类植物的生存，尽管其可能无法最优化地茁壮成长。

本公开描述用于进入受控农业环境(CAE)(例如生长空间)中的故障安全模式的系统、方法及存储指令的计算机可读媒体。本发明内容将本公开的实施例的方法描述为实例。CAE包含在多个可移动容器支撑件中生长的植物。根据本公开的实施例，响应于确定CAE中或用于CAE的环境调节设备中的故障条件，方法控制CAE或环境调节设备的操作以实现从标准操作模式到其中实现CAE中的至少一个故障安全条件的故障安全模式的变化。根据本公开的实施例，标准操作模式对应于CAE中的期望环境条件，而故障安全模式对应于非理想环境条件。根据本公开的实施例，非理想条件维持植物生存。

根据本公开的实施例，故障条件包含制冷机故障，且方法包括在故障安全模式中使外部空气能够在CAE中循环。根据本公开的实施例，故障条件包含灌溉故障，且方法包括在故障安全模式中减少CAE中的照明。根据本公开的实施例，CAE包含多个区，故障条件包含至少一个区中的灌溉故障，且方法包括在故障安全模式中减少至少一个区中的照明。

根据本公开的实施例，故障条件包含在第一时段内检测到灌溉故障，且方法在第一时段之后减少CAE中的照明。根据本公开的实施例，故障条件包含在第一时段内检测到灌溉故障，方法在第一时段之后减少CAE中的照明及在第一时段之后的第二时段期间检测到灌溉故障之后关闭照明。

根据本公开的实施例，故障条件包含在CAE的排水槽中检测到非期望水位，且方法在故障安全模式中激活浅池泵及减少供应泵流量。根据本公开的实施例，方法进一步包括在故障安全模式中增加回流泵流量。

根据本公开的实施例，故障条件包含检测到容器支撑件与灌溉源失准，且方法包括在故障安全模式中防止来自灌溉源的水流。

根据本公开的实施例，方法包括：灌溉多个容器支撑件；及延迟容器支撑件沿着生长线移动直到第一时段过去之后，其中第一时段基于允许灌溉水从容器支撑件排放的时间。

根据本公开的实施例，一种供应罐用于将水提供到植物繁殖区域，且方法包括：在供应罐接收营养物时使水再循环到供应罐；及响应于确定水的水质符合要求而停止再循环且将水从供应罐引导到繁殖台。

附图说明

图1是说明实例受控环境农业系统的功能框图。

图2是实例受控环境农业系统的透视图。

图3A及3B是实例生长塔的透视图。

图4A是实例生长塔的俯视图；图4B是实例生长塔的透视俯视图；图4C是实例生长塔的区段的正视图；且图4D是实例生长塔的一部分的截面正视图。

图5A是实例生长线的一部分的透视图。

图5B是实例塔钩的透视图。

图6是实例生长线及往复式凸轮机构的一部分的分解透视图。

图7A是说明实例往复式凸轮机构的操作的序列图。

图7B说明包含伸缩接头的替代凸轮通道。

图8是实例生长线及灌溉供应线的剖面图。

图9是实例塔钩及整合漏斗结构的侧视图。

图10是实例生长线的剖面图。

图11A是实例塔钩及整合漏斗结构的透视图；图11B是实例塔钩及整合漏斗结构的截面图；且图11C是实例塔钩及整合漏斗结构的俯视图。

图12是实例滑架组合件的正视图。

图13是说明根据本公开的实施例的灌溉回路的功能框图。

图14A说明根据本公开的实施例的实例排水槽；图14B是排水槽的收集器端结构的侧视图；图14C是收集器端结构的透视图；图14D是排水槽区段的透视图；且图14E是排水槽区段的侧视图。

图15A是实例灌溉橇的透视图；且图15B是灌溉橇的侧视图。

图16A是包含喷嘴的灌溉线的截面图；图16B是灌溉线及喷嘴的透视图；图16C是安置于灌溉线的孔径内的喷嘴的截面图；且图16D是替代喷嘴的侧视图。

图17A是包含具有放气元件的喷嘴的灌溉线的截面图；图17B是灌溉线及具有放气元件的喷嘴的透视图；且图17C是安置于灌溉线的孔径内的具有放气元件的喷嘴的截面图。

图18是根据本公开的实施例的灌溉线的示意图。

图19说明根据本公开的实施例的生长空间及用于调节生长空间中的空气及流体的环境调节系统。

图20说明根据本公开的实施例的可用于执行存储于非暂时性计算机可读媒体(例如存储器)中的指令的计算机系统的实例。

图21说明根据本公开的实施例的包含节能器子系统及空气调节子系统的增强型HVAC系统。

图22说明根据本公开的实施例的容器支撑件(例如塔)的数个生长线的发光组合件的俯视图。

图23说明根据本公开的实施例的灌溉子系统。

图24说明根据本公开的用于繁殖台的灌溉系统。

具体实施方式

参考附图进行本描述，附图中展示各个实例实施例。然而，可使用许多不同实例实施例，且因此描述不应被解释为限于本文中阐述的实例实施例。相反地，这些实例实施例经提供使得本公开将透彻且完整。所属领域的技术人员将易于明白示范性实施例的各种修改，且可在不脱离本公开的精神及范围的情况下将本文中定义的一般原理应用于其它实施例及应用。因此，本公开不希望限于所公开实施例，而是被给予与本文中公开的权利要求及原理及特征一致的最广范围。

示范性室内农业系统

下文描述经配置用于高密度生长及作物产量的垂直农业生产系统。尽管本公开的实施例将主要在其中植物生长于塔中的垂直农场的上下文中描述，但所属领域的技术人员应认识到，本文中描述的原理不限于垂直农场或使用生长塔，而是适用于以任何结构布置生长的植物。

图1及2说明根据本公开的实施例的受控环境农业系统10。在高层级处，系统10可包含环境受控生长室20、安置于生长室20内且经配置以输送垂直生长塔及安置于其中的作物的垂直塔输送系统200及中央处理设施30。可生长的植物品种可为趋地性/向地性的、向光性的、水栽的或其某个组合。品种可差别很大且包含各种叶菜类、果菜类、花卉作物、水果等。受控环境农业系统10可经配置以一次生长单种作物类型或同时生长多种作物类型。

系统10还可包含用于在整个作物生长周期内在回路中移动生长塔的输送系统，回路包括经配置以将生长塔装载进出垂直塔输送机构200的分级区域。中央处理系统30可包含用于将生长塔引导到中央处理系统30中的站(例如用于将植物穴盘装载到生长塔中及从生长塔收割作物的站)的一或多个输送机构。垂直塔输送系统200经配置以沿着生长线202支撑及平移一或多个生长塔50。根据本公开的实施例，生长塔50悬挂于生长线202上。

每一生长塔50经配置以容纳支撑生长于其中的至少一种植物作物的根结构的植物生长介质。每一生长塔50还经配置以依垂直定向可释放地附接到生长线202且在生长阶段期间沿着生长线202移动。垂直塔输送机构200及中央处理系统30(包含相关联输送机构)一起可在一或多个计算系统的控制下布置成生产回路。

生长环境20可包含定位于垂直塔输送系统200的生长线202之间且沿着生长线202的各个位置处的发光源。发光源可相对于生长线202中的生长塔50侧向定位且经配置以朝向包含作物自其生长的开口的生长塔50的侧面发射光。发光源可并入到水冷式LED照明系统中，如第2017/0146226A1号美国公开案中所描述，所述公开案的公开内容以其全文引用方式并入本文中。在此实施例中，LED灯可经布置成条状结构。条状结构可依垂直定向放置以侧向于相邻生长塔50的基本上整个长度发射光。多个光条结构可在生长环境20中沿着生长线202布置且布置于生长线202之间。可采用其它照明系统及配置。例如，灯条可水平布置于生长线202之间。

生长环境20还可包含经配置以随着作物平移通过生长室20而将水性作物营养液供应给作物的营养供应系统。营养供应系统可将水性作物营养液施加到生长塔50的顶部。重力可致使溶液沿着垂直定向生长塔50向下行进且通过其长度以将溶液供应给沿着生长塔50的长度安置的作物。生长环境20还可包含气流源，其经配置以当塔安装到生长线202时在生长的侧向生长方向上引导气流通过生长植物的下冠以便扰乱生长植物的下冠的边界层。在其它实施方案中，气流可来自冠层的顶部或正交于植物生长方向。生长环境20还可包含用于调节至少一个生长条件(例如空气温度、气流速度、相对空气湿度及环境二氧化碳气体含量)的控制系统及相关联传感器。控制系统可例如包含例如HVAC单元、制冷机、风扇及相关联管道及空气处置设备的子系统。生长塔50可具有识别属性(例如条形码或RFID标签)。受控环境农业系统10可包含用于在农业生产周期的各个阶段期间追踪生长塔50或用于控制生长环境的一或多个条件的对应传感器及编程逻辑。控制系统的操作及塔保持于生长环境中的时长可取决于例如作物类型及其它因素的各种因素而差异很大。

具有新移栽作物或幼苗的生长塔50从中央处理系统30转移到垂直塔输送系统200中。垂直塔输送系统200在生长环境20中以受控方式沿着相应生长线202移动生长塔50。安置于生长塔50中的作物暴露于生长环境的受控条件(例如光、温度、湿度、气流、水性营养物供应等)。控制系统能够自动调整以优化生长室20内的生长条件且不断改进例如作物产量、视觉吸引力及营养成分的各种属性。另外，以引用方式并入本文中的第2018/0014485号及第2018/0014486号美国专利公开案描述应用机器学习及其它操作来优化垂直农业系统中的生长条件。在一些实施方案中，环境条件传感器可经安置于生长塔50上或生长环境20中的各个位置处。当作物准备收割时，将具有待收割作物的生长塔50从垂直塔输送系统200转移到中央处理系统30用于收割及其它处理操作。

中央处理系统30可包含涉及将幼苗投入到塔50中、从塔50收割作物及清洁已被收割的塔50的处理站。中央处理系统30还可包含在此类处理站之间移动塔50的输送机构。例如，如图1说明，中央处理系统30可包含收割机站32、清洗站34及移栽机站36。收割机站32可将经收割作物存放到食品安全容器中且可包含用于将容器输送到收割后设施(例如制备、清洗、包装及储存)的输送机构。

受控环境农业系统10还可包含用于在生长环境20与中央处理系统30之间转移生长塔50的一或多个输送机构。在所展示实施方案中，中央处理系统30的站依水平定向对生长塔50进行操作。在一个实施方案中，自动拾取(装载)站43及相关联控制逻辑可操作以从装载位置可释放地抓取水平塔、将塔旋转到垂直定向及将塔附接到转移站用于插入到生长环境20的选定植物线202中。在生长环境20的另一端上，自动搁置(卸载)站41及相关联控制逻辑可操作以从缓冲位置可释放地抓取及移动垂直定向生长塔50、将生长塔50旋转到水平定向及将其放置于输送系统上用于装载到收割机站32中。在一些实施方案中，如果由于质量控制问题而拒绝生长塔50，那么输送系统可绕过收割机站32且将生长塔运送到清洗站34(或某个其它站)。自动搁置站41及拾取站43可各自包括六自由度机械臂，例如FANUC机器人。站41及43还可包含用于在相对端处可释放地抓取生长塔50的末端执行器。

生长环境20还可包含用于将生长塔50插入到选定生长线202中及从生长线202卸载生长塔50的自动装载及卸载机构。根据本公开的实施例，装载转移输送机构47可包含将各自装载有生长塔50的滑架从自动拾取站43输送到选定生长线202的积放式输送机系统。垂直生长塔输送系统200可包含传感器(例如RFID或条形码传感器)以识别给定生长塔50且在控制逻辑下选择生长塔50的生长线202。装载转移输送机构47还可包含将生长塔50推动到生长线202上的一或多个线性致动器。类似地，卸载转移输送机构45可包含将生长塔从生长线202推动或拉动到另一积放式输送机机构的滑架上的一或多个线性致动器，所述另一积放式输送机机构将滑架1202从生长线202输送到自动搁置站41。

图12说明可用于积放式输送机机构中的滑架1202。在所展示实施方案中，滑架1202包含接合生长塔50的钩52的钩1204。闩锁组合件1206可在生长塔50来回输送于系统中的各个位置时固定生长塔50。在一个实施方案中，装载转移输送机构47及卸载转移输送机构45中的一或两者可配置有足够轨道距离以建立其中可缓冲生长塔50的区。例如，卸载转移输送机构45可经控制使得其将待收割的一组塔50卸载到滑架1202上，滑架1202被移动到轨道的缓冲区。在另一端上，自动拾取站43可将插入到生长环境20中的一组塔装载到滑架1202上，滑架1202经安置于与装载转移输送机构47相关联的轨道的缓冲区中。

生长塔

生长塔50为个别作物在系统中生长提供位点。如图3A及3B说明，塔50在顶部处包含钩52。钩52允许生长塔50在其插入到垂直塔输送系统200中时由生长线202支撑。在一个实施方案中，生长塔50测量为5.172米长，其中塔的挤制长度是5.0米，且钩是0.172米长。在一个实施方案中，生长塔50的挤制矩形轮廓测量为57mm×93mm(2.25"×3.67")。钩52可经设计使得其外部总尺寸不大于生长塔50的挤制轮廓。生长塔50的尺寸可取决于例如期望产量、系统总大小及类似物的诸多因素而改变。

生长塔50可包含沿着生长塔50的至少一个面排列的一组生长位点53。在图4A中展示的实施方案中，生长塔50在相对面上包含生长位点53，使得植物从生长塔50的相对侧突出。移栽机站36可将幼苗移栽到生长塔50的空生长位点53中，其中幼苗保持在适当位置中直到其完全成熟且准备收割。在一个实施方案中，生长位点53的定向垂直于生长塔50沿着生长线202的行进方向。换句话说，当生长塔50插入到生长线202中时，植物从生长塔50的相对面延伸，其中相对面平行于行进方向。尽管优选双面配置，但本发明也可用于其中植物沿着生长塔50的单个面生长的单面配置中。

2018年5月1日申请的第15/968,425号美国申请案(其以引用方式并入本文中用于所有目的)公开可结合本公开的各个实施例使用的实例塔结构配置。在所展示的实施方案中，生长塔50可各自包括卡扣在一起以形成一个结构的三个挤制件。如所展示，生长塔50可为双面水栽塔，其中塔体103包含定义第一塔腔54a及第二塔腔54b的中心壁56。图4B提供示范性双面、多件式水栽生长塔50的透视图，其中每一前面板101可铰接地耦合到塔体103。在图4B中，每一前面板101处于闭合位置。塔腔54a、54b的横截面可在1.5英寸×1.5英寸到3英寸×3英寸的范围内，其中术语“塔腔”是指在塔体内且在塔面板后面的区。生长塔50的壁厚可在0.065到0.075英寸的范围内。双面水栽塔(例如图4A及4B中展示的水栽塔)具有两个背对背腔54a及54b，各自优选地在所述大小范围内。在所展示配置中，生长塔50可包含：(i)第一V形凹槽58a，其沿着塔体103的第一侧的长度延长，其中第一V形凹槽居中于第一塔腔与第二塔腔之间；及(ii)第二V形凹槽58b，其沿着塔体103的第二侧的长度延长，其中第二V形凹槽居中于第一塔腔与第二塔腔之间。V形凹槽58a、58b可促进中央处理系统30中的站中的一或多者对位、对准及/或进给塔50。

第15/968,425号美国申请案公开有关可用于本公开的实施例中的塔的构造及使用的额外细节。V形凹槽58a、58b的另一属性是其有效地使中心壁56变窄以促进水性营养液在植物的根所在位置的中心流动。其它实施方案是可能的。例如，生长塔50可形成为整体单个挤制件，其中侧壁处的材料弯曲以提供铰链且允许腔打开用于清洁。

如图4C及4D说明，生长塔50可各自包含与兼容生长模块158(例如穴盘座)一起使用的多个容器105，例如所展示的切口105。每一穴盘座固持给定品种的植物。穴盘座158可超声焊接、接合或否则附接到塔面101。如所展示，生长模块158可依相对于前面板101及生长塔50的垂直轴的45度角定向。然而，应理解，本申请案中公开的塔设计不限于与特定穴盘座或定向一起使用，相反地，本文中公开的塔可与任何适当大小或定向的生长模块一起使用。因而，切口105仅意在说明而非限制本塔设计且应理解，实施例可采用具有其它容器设计的塔。特定来说，除塔之外的容器支撑件可用于支撑植物。一般来说，容器可为用于支撑生长空间内的植物的任何容器支撑结构的部分。例如，容器可在水平面中布局成行及列。容器支撑件可包括在纵向(例如，行)方向上固持多个容器的构件(例如托盘、台、臂)。容器可在其生长周期期间在纵向方向上输送。

带铰链前面板的使用简化生长塔的制造且大体上简化塔维护及尤其简化塔清洁。例如，为了清洁生长塔50，面板101从主体103打开以允许容易地进入体腔54a或54b。在清洁之后，闭合面板101。由于面板在整个清洁过程中保持附接到塔体103，因此更易于维持零件对准且保证每一面板与适当塔体适当相关联，且假设是双面塔体，那么每一面板101与特定塔体103的适当侧适当相关联。另外，如果在面板101处于打开位置时执行栽培及/或收割操作，那么对于双面配置，两个面板可打开且同时栽培及/或收割，因此消除栽培及/或收割一侧且接着旋转塔且栽培及/或收割另一侧的步骤。在其它实施例中，在面板101处于闭合位置时执行栽培及/或收割操作。

其它实施方案是可能的。例如，生长塔50可包括任何塔体，其包含从塔面(塔的一部分或个别部分或者整个塔长)延伸到塔内部中的一定体积的介质或芯吸介质。例如，第8,327,582号美国专利(其以引用方式并入本文中)公开一种生长管，其具有从管的一面延伸的槽及容纳于管中的生长介质。其中说明的管可经修改以在其顶部处包含钩52且在相对面上具有槽或在单个面上具有一个槽。

垂直塔输送系统

图5A说明垂直塔输送系统200中的生长线202的一部分。根据本公开的实施例，垂直塔输送系统200包含平行布置的生长线202。如本文中别处论述，自动装载及卸载机构45、47可在自动控制系统下从生长线202选择性装载及卸载生长塔50。如所展示，每一生长线202支撑多个生长塔50。在一个实施方案中，生长线202可通过用于支撑目的的托架安装到生长结构的顶棚(或其它支撑件)。钩52钩住生长线202且将生长塔50附接到生长线202，借此随着塔平移通过垂直塔输送系统200而依垂直定向支撑塔。输送机构移动附接到相应生长线202的塔50。

图10说明根据本公开的实施例的生长线202的横截面或挤制轮廓。生长线202可为铝挤制件。生长线202的挤制轮廓的底部区段包含面向上凹槽1002。如图9展示，生长塔50的钩52包含主体53及接合凹槽1002的对应构件58，如图5A及8中展示。这些钩允许生长塔50钩住凹槽1002且沿着生长线202转位，如下文论述。相反地，生长塔50可与生长线202手动脱钩且从生产移除。如果生长塔50中的作物患病，那么需要这种能力来避免其传染其它塔。在一个实施方案中，凹槽1002的宽度(例如13mm)在两个不同因素之间优化。首先，凹槽越窄，结合速率越有利且生长塔钩52越不可能结合。相反地，凹槽越宽，由于具有更大接触面，生长塔钩的磨损越慢。类似地，凹槽的深度(例如10mm)可在空间节省与塔钩意外掉落之间优化。

钩52可为射出成型塑料零件。在一个实施方案中，塑料可为聚氯乙烯(PVC)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)或乙酰均聚物(例如杜邦公司出售的

)。钩52可经溶剂结合到生长塔50的顶部及/或使用铆钉或其它机械紧固件附接。搭载于生长线202的矩形凹槽1002中的凹槽接合构件58可为单独零件或与钩52一体成型。如果是单独的，那么此零件可由具有比钩的其余部分更低的摩擦及更好的耐磨性的不同材料制成，例如超高分子量聚乙烯或乙缩醛。为了保持低组装成本，此单独零件可卡扣到钩52的主体上。替代地，单独零件也包覆成型到钩52的主体上。

如图6及10说明，生长线202的挤制轮廓的顶部区段含有面向下t形槽1004。线性导向滑架610(下文描述)搭载于t形槽1004内。t形槽1004的中心部分可经凹入以提供与可从滑架610突出的螺钉或包覆成型嵌件的间隙。每一生长线202可由数个单独制造区段组装。在一个实施方案中，生长线202的区段当前模制为5到6米长。较长区段减少结合部的数目，但更容易受热膨胀问题影响且可能显著增加装运成本。未由图捕获的额外特征包含间断安装孔以将生长线202附接到顶棚结构且附接灌溉线。t形槽1004的中断也可加工到输送机体中。这些中断允许线性导向滑架610在不必将其一路滑出生长线202的端的情况下移除。

在生长线202的两个区段之间的结合部处，块612可位于两个输送机体的t形槽1004中。此块用于对准两个生长线区段，使得生长塔50可在其之间平滑滑动。用于对准生长线202的区段的替代方法包含使用装配到区段的挤制轮廓中的销钉孔中的销钉。块612可经由固定螺钉夹紧到生长线区段中的一者，使得生长线区段仍可聚到一起且由于热膨胀而分开。基于相对严格公差及所需的少量材料，可加工这些块。青铜由于其强度、耐腐蚀性及耐磨性而可用作此类块的材料。

在一个实施方案中，垂直塔输送系统200利用往复式线性棘轮及棘爪结构(下文中称为“往复式凸轮结构或机构”)沿着生长线202移动生长塔50。图5A、6及7说明可用于跨生长线202移动生长塔50的一个可能往复式凸轮机构。棘爪或“凸轮”602沿着生长线202物理地推动生长塔50。凸轮602经附接到凸轮通道604(见下文)且围绕一个轴旋转。在前进行程上，旋转受凸轮通道604的顶部限制，从而致使凸轮602向前推动生长塔50。在储备或后退行程上，旋转不受约束，借此允许凸轮齿合于生长塔50的顶部上。以此方式，凸轮机构可来回行进相对短距离，但生长塔50始终沿着生长线202的整个长度向前前进。在一个实施方案中，控制系统控制每一生长线202的往复式凸轮机构的操作根据编程生长序列移动生长塔50。在移动周期之间，致动器及往复式凸轮机构保持闲置。

凸轮602的枢轴点及附接到凸轮通道604的构件由结合柱606及六角头螺栓608组成；替代地，可使用止动U形夹销。六角头螺栓608经定位于凸轮通道604的内侧上，其中工具无法在轴向方向上接取。作为六角头，其可用扳手径向接取用于移除。鉴于全规模农场所需的大量凸轮，例如射出成型的大批量制造工艺是适合的。ABS鉴于其刚度及相对低成本而为适合材料。对应生长线202的所有凸轮602经附接到凸轮通道604。当连接到致动器时，此共同梁结构允许所有凸轮602一致来回行进。在一个实施方案中，凸轮通道604的结构是由金属片构成的面向下u形通道。凸轮通道604的面向下壁中的孔使用结合柱606为凸轮602提供安装点。

在一个实施方案中，凸轮通道604的孔以12.7mm间隔隔开。因此，凸轮602可以12.7mm的任何整数倍相对于彼此隔开，从而允许仅具有一个凸轮通道的可变生长塔间距。凸轮通道604的基部在前进行程期间限制凸轮旋转。凸轮通道604的所有自由度(在轴向方向上平移除外)受安装到凸轮通道604的基部且搭载于生长线202的t形槽1004中的线性导向滑架610(下文描述)约束。凸轮通道604可由单独形成的区段(例如6米长区段)组装。较长区段减少结合部的数目，但可能显著增加装运成本。热膨胀通常不是问题，因为凸轮通道仅固定于连接到致动器的端处。鉴于需要简单轮廓、薄壁厚及长长度，金属片轧制是适合于凸轮通道的制造工艺。镀锌钢是适合于此应用的材料。

线性导向滑架610经栓接到凸轮通道604的基部且搭载于生长线202的t形槽1004内。在一些实施方案中，凸轮通道的每6米区段使用一个滑架610。滑架610可为射出成型塑料以获得低摩擦及耐磨性。螺栓通过螺合到包覆成型螺纹嵌件中来将滑架610附接到凸轮通道604。如果移除选定凸轮602，那么这些螺栓可接取，使得凸轮通道604的区段可从滑架拆离及移除。

凸轮通道604的区段在每一接头处与成对连接器616接合在一起；替代地，可使用止动U形夹销。连接器616可为具有20mm间距(相同于凸轮通道604的孔间距)的加工孔的镀锌钢条。凸肩螺栓618穿过外连接器中的孔，穿过凸轮通道604，且螺合到内连接器中的孔中。如果凸肩螺栓落在相同于凸轮602的位置中，那么其可取代结合柱使用。凸肩螺栓618的头部可接取，使得连接器及凸轮通道的区段可移除。

在一个实施方案中，凸轮通道604附接到在前进及后退行程中操作的线性致动器。适合线性致动器可为由弗吉尼亚州雷德福的汤姆森公司提供的T13-B4010MS053-62致动器；然而，本文中描述的往复式凸轮机构可用各种不同致动器操作。线性致动器可在生长线202的卸载端而非装载端处附接到凸轮通道604。在此配置中，凸轮通道604在致动器的前进行程(其拉动凸轮通道604)期间在由塔50装载时受张力，此降低屈曲风险。图7A说明根据本公开的实施例的往复式凸轮机构的操作。在步骤A中，线性致动器已完成整个后退行程；如图7A说明，一或多个凸轮602可齿合于生长塔50的钩52上。图7A的步骤B说明在前进行程结束时凸轮通道604及凸轮602的位置。在前进行程期间，凸轮602接合对应生长塔50且使其沿着生长线202在前进方向上移动，如所展示。图7A的步骤C说明新生长塔50(塔0)可如何插入到生长线202上及最后一个塔(塔9)可如何移除。步骤D说明凸轮602如何在后退行程期间以相同于步骤A的方式齿合于生长塔50上。此往复式凸轮机构的基本原理是来自致动器的相对短行程的往复式运动在一个方向上沿着生长线202的整个长度运输塔50。更具体来说，在前进行程上，生长线202上的所有生长塔50被向前推动一个位置。在后退行程上，凸轮602齿合于后一位置的相邻塔上；生长塔保持于相同位置中。如所展示，当生长线202满载时，可在线性致动器的每一前进行程之后装载新生长塔且卸载最后一个塔。在一些实施方案中，钩52的顶部部分(凸轮在其上推动的部分)稍窄于生长塔50的宽度。因此，当生长塔50彼此紧邻隔开时，凸轮602仍可与钩52接合。图7A展示用于教学目的的9个生长塔。生长线202可经配置为相当长(例如40米)，从而允许生长线202上的更多得多塔50(例如400到450个)。其它实施方案是可能的。例如，最小塔间距可设置为等于或稍大于生长塔50的侧间距离的两倍以允许在每一周期中将一个以上生长塔50装载到生长线202上。

此外，如图7A中展示，沿着凸轮通道604的凸轮602的间距可经布置以实现沿着生长线202的一维植物转位。换句话说，往复式凸轮机构的凸轮602可经配置使得塔50之间的间距随着其沿着生长线202行进而增大。例如，凸轮602之间的间距可从生长线202的开端处的最小间距逐渐增大到生长线202的端处的最大间距。此可有益于在植物生长时使植物隔开以增加光截获及提供间距且通过可变间距或转位来增加生长室20及相关联组件(例如照明)的高效使用。在一个实施方案中，线性致动器的前进及后退行程距离等于(或稍大于)最大塔间距。在线性致动器的后退行程期间，生长线202的开端处的凸轮602可齿合且越过生长塔50。在前进行程上，此类凸轮602可在接合塔之前行进相应距离，而沿着生长线202更远定位的凸轮可在接合塔之前行进较短距离或基本上立即接合。在此布置中，最大塔间距不能是最小塔间距的两倍；否则，凸轮602可齿合于两个或更多个生长塔50上及接合两个或更多个生长塔50。如果期望较大最大塔间距，那么可使用伸缩接头，如图7B中说明。伸缩接头允许凸轮通道604的前导区段在凸轮通道604的尾端之前开始行进，借此实现长行程。特定来说，如图7B展示，伸缩接头710可附接到凸轮通道604的区段604a及604b。在初始位置(702)中，伸缩接头710收合。在前进行程(704)开始时，凸轮通道604的前导区段604a向前移动(随着致动器拉动凸轮通道604)，而尾随区段604b保持固定。一旦螺栓在伸缩接头710上降至最低点(706)，则凸轮通道604的尾随区段604也开始向前移动。在后退行程(708)上，伸缩接头710收合到其初始位置。

可采用用于移动垂直生长塔50的其它实施方案。例如，可采用导螺杆机构。在此实施方案中，导螺杆的螺纹接合安置于生长线202上的钩52且随着轴件旋转而移动生长塔50。螺纹的螺距可经改变以实现一维植物转位。在另一实施方案中，带式输送机包含沿着传送带的桨叶，可用于沿着生长线202移动生长塔50。在此实施方案中，一系列带式输送机沿着生长线202布置，其中每一带式输送机包含桨叶之间的不同间距以实现一维植物转位。在又其它实施方案中，积放式输送机可用于沿着生长线202移动生长塔50。

生长线202的其它配置是可能的。例如，尽管各个图中说明的生长线202与地面水平，但生长线202可小角度倾斜，相对于塔行进方向向下或向上。此外，虽然上述生长线202操作以在单个方向上输送生长塔，但生长线202可经配置以包含多个区段，其中每一区段在不同方向上定向。例如，两个区段可彼此垂直。在其它实施方案中，两个区段可彼此平行运行但可具有相反行进方向以形成基本上u形行进路径。在此实施方案中，返回机构可将生长塔从第一路径区段的端转移到生长线的第二路径区段的装载端。

灌溉及水性营养物供应系统

图13是展示根据本公开的实施例的灌溉系统的组件的功能框图。在所展示的实施方案中，灌溉系统1300是包括将营养液供应到生长塔50且接收从生长塔50返回的过量或剩余营养液的再循环罐1302的闭环系统。在所展示的特定实施方案中，供应泵1304将水性营养液从再循环罐1302泵送到安置于生长塔1308上方的一或多个灌溉线1306。排水槽1310回收从生长塔1308滴落的过量水性营养液。回流泵1312使过量水性营养液返回到网式过滤器，网式过滤器接着使清洁水返回到再循环罐1302。

如图13说明，灌溉系统1300可包含用于调节或处理水性营养液及感测灌溉回路中的各个点处的条件的一或多个组件。例如，回流过滤器1314可在使过量水性营养液返回到再循环罐1302之前过滤残渣及其它颗粒物。在一个实施方案中，回流过滤器可为150微米抛物面网式过滤器；然而，例如介质及盘式过滤器的其它过滤器可取决于特定应用及过量水性营养液中的预期粒径及质量而使用。在一些实施方案中，再循环罐1302可包含冷却冷却。制冷机回路1330通过盘管供应冷却流体以促进实现供应到灌溉线1306的水性营养液的目标温度。

生长塔50中的作物通常将从水性营养液吸取营养，借此降低返回到再循环罐1302的过量营养液中的营养水平。灌溉系统1300还可包含营养及pH剂量系统1340、离子传感器1342及罐内液位传感器1344。在操作期间，离子传感器1342可以预定义间隔对营养液取样。在取样期间，离子传感器1342可检查8种单独营养物的离子水平且比较其与期望营养水平。离子传感器1342可为由英国伍尔弗汉普顿的CleanGrow Sensors提供的8离子分析仪。响应于检测到的营养水平，营养及pH剂量系统1350可基于期望营养物混合及罐中的可用空间(如由罐内液位传感器1344针对运输剂量所需的水感测)注入递送到再循环罐1302的单元素型剂量。在一些实施方案中，营养及pH剂量系统1350可使用感测到的营养物数据及期望营养物配方计算营养物调整混合以使用罐中的最小可用体积调整再循环罐1302的营养水平。营养及pH剂量系统1340可包含用于将特定营养液定量供给到灌溉回路中的一或多个文丘里注入器。在一个实施方案中，营养及pH剂量系统1340是由丹麦桑德索的Senmatic A/S提供的AMI Penta肥料混合器单元。

灌溉系统1300还可包含用于监测灌溉回路条件及控制供应泵1304的操作的压力换能器1314及流量传感器1316。在一个实施方案中，灌溉系统1300还可使用来自冷凝物收集机构1348的水作为营养水的主要水源。在一个实施方案中，冷凝物收集机构1348使用机械除湿重新捕获生长环境20内所含的空气中的冷凝物。反渗透系统1346过滤从例如市政供水系统的外部水源接收的水达到灌溉系统1300需要额外水的程度。在一些实施方案中，反渗透系统1346还可过滤从冷凝物收集机构1346接收的水。灌溉系统1300还可包含用于水性营养液的臭氧处理及清洁的组件。例如，臭氧泵1352将由过滤器1354过滤的水性营养液供应到臭氧处理罐1356。旁通阀1358可用于重新引导臭氧注入水以处理网式过滤器。

灌溉系统1300还可包含内嵌pH剂量系统1318及5合1传感器1320。5合1传感器对水性营养液的温度、pH、导电率(EC)、溶解氧及氧化还原电势取样。内嵌pH剂量系统1318可基于灌溉回路中感测到的pH对pH值进行微调。冷却回路1380可基于由5合1传感器1320读取的温度来控制。灌溉系统1300还可包含旁通阀1322以允许灌溉供应器、感测组件及/或过滤器在水性营养液没有达到灌溉线1306的情况下运行。旁通阀1322可用于测试灌溉系统1300及/或使用旁通阀1322使来自灌溉线1306的水性营养液转向直到满足期望pH及其它条件。

图8说明灌溉线802可如何附接到生长线202以随着生长塔50平移通过垂直塔输送系统200而将水性营养液供应给安置于生长塔50中的作物。在一个实施方案中，灌溉线802是加压线，其中隔开孔径随着生长塔50每一移动周期沿着生长线202前进而安置于生长塔50的预期位置处。例如，灌溉线802可为具有0.75英寸内径及具有0.125英寸直径的孔的聚氯乙烯(PVC)管。灌溉线802可为跨越生长线202的整个长度的约40米长。为了确保跨整个线的足够压力，灌溉线802可分成更短区段，每一区段经连接到歧管以降低压降且跨线实现一致流速。营养水递送到区段可用螺线管或开/关阀控制以允许水供应到生长线202中的生长塔50的仅某子集。

如图8展示，漏斗结构902从灌溉线802收集水性营养液且将水性营养液分配给生长塔50的腔54a、54b，如下文更详细论述。图9及11A说明漏斗结构902可经整合到钩52中。例如，漏斗结构902可包含收集器910、第一及第二通道912及第一及第二槽920。如图9说明，钩的凹槽接合构件58可经安置于整个钩结构的中心线处。漏斗结构902可包含与收集器910相对且在中心线的相对侧上向下延伸的凸缘区段906。第一及第二通道的出口基本上定向成相邻于且位于凸缘区段906的相对侧，如所展示。凸缘区段906与生长塔50的中心壁56对位以使钩52居中且提供额外位点来将钩52附着或否则附接到生长塔50。换句话说，当将钩52插入到生长塔50的顶部中时，中心壁56经安置于凸缘区段906之间。在所展示实施方案中，收集器910从钩52的主体53侧向延伸。

如图11B展示，漏斗结构902包含收集营养液且通过通道912将营养液均匀分配给塔的内腔54a及54b的收集器910。通道912经配置以在中心壁56附近分配水性营养液且在穴盘座158的端上及栽培作物的根的预期位置处分配给每一腔54a、54b的中心后部。如图11C说明，在一个实施方案中，漏斗结构902包含促进营养液均匀分配给两个通道912的槽920。为了使营养液到达通道912，营养液必须流过槽920中的一者。每一槽920可具有V状配置，其中槽开口的宽度随着其从收集器910的基本上平坦底面922延伸而增大。例如，每一槽920可在底面922处具有1毫米宽度。槽920的宽度可在25毫米高度上增大到5毫米。槽920的配置致使通过灌溉线802以足够流速供应的营养液累积于收集器910中而非直接流到特定通道912，且流过槽920以促进营养液均匀分配给两个通道912。

其它实施方案是可能的。例如，漏斗结构可经配置有单独操作以将水性营养液分配给生长塔50的对应腔54a、54b的两个单独收集器。在此配置中，灌溉供应线可经配置有用于每一收集器的一个孔。在其它实施方案中，塔可仅包含单个腔且仅在塔的单个面101上包含穴盘容器。此配置仍需要使用将水性营养液引导到塔腔的所要中间及后面部分的漏斗结构，但无需单独收集器或其它结构促进均匀分配。

在操作中，灌溉线802将水性营养液提供到漏斗结构902，漏斗结构902将水均匀分配给生长塔50的相应腔54a、54b。从漏斗结构902供应的水性营养液随着其向下滴流而灌溉容纳于相应穴盘容器158中的作物。在一个实施方案中，安置于每一生长线202下方的排水槽从生长塔50收集过量水性营养液用于再循环。在一个实施方案中，排水槽的宽度可经配置为大于生长塔50的宽度，但足够窄以用作防止生长塔50摆动的导件。例如，排水槽的宽度可比生长塔50的宽度大0.5英寸，且排水槽的壁可经配置以延伸比生长塔50的底部高1英寸或更多。

灌溉线802的孔径可仅为钻(或否则机械加工)到管结构中的孔。然而，水倾向于在其离开孔径时芯吸到管的表面上，从而致使水沿着管运行且滴落到生长塔的漏斗结构外部。在一些实施方案中，孔径可包含经引导以减少或控制由前述致使的可能泄漏的结构。例如，孔径可为压入有开槽弹簧销的钻孔、压入有螺旋弹簧销的钻孔及围绕圆周具有由定制铣刀制成的定制机械加工特征的钻孔。上述的所有三个解决方案希望在孔的出口处产生尖唇，使得水无法沿着管运行。此外，单独发射器可在沿着生长线202的选择位置处使用。

其它解决方案是可能的。例如，具有尖唇的射出成型零件可经配置以卡扣到钻到灌溉线管中的孔径或孔中。图16A是包含附接到灌溉线802中的孔径且从所述孔径延伸的喷嘴1602的灌溉线802的截面图。图16B是附接到灌溉线802的区段的喷嘴1602的透视图。图16C是喷嘴1602的截面图。如图16A及16B中展示，喷嘴1602可包含促进喷嘴1602定位及放置于灌溉线802的孔径中的凸缘1604。在一个实施方案中，喷嘴1602还可包含在灌溉线802的内表面处接合孔径的边缘以允许喷嘴1602卡扣于适当位置的小脊或掣子。除小脊之外或代替小脊，可使用粘合剂或超声焊接来固定喷嘴1602。如各个图展示，喷嘴1602在喷嘴1602的尖端1606处包含倒角边缘以产生急剧转变来减少水芯吸到喷嘴1602的外表面上。延伸于灌溉线802内的喷嘴1602的上部1608可包含缺口或槽1610以促进营养液流出灌溉线802。其它实施方案是可能的。如图16D中展示，例如，不是压入到灌溉线802中的孔中，喷嘴1603可包含螺合到灌溉线802的螺孔中的螺纹1605。密封可形成于喷嘴的螺纹与线802之间且由PTFE密封剂(螺纹带或糊状物)辅助。此喷嘴1603可具有沿着其主体延伸以允许其用六角驱动工具安装的六角部分1607。

在一个实施方案中，灌溉线802的每一孔径可与喷嘴1602配合。在其它实施方案中，灌溉线802的第二端(与第一端相对的端)(或灌溉线802的区段的端)处的孔径可包含替代喷嘴1702，其包含图17A、17B及17C中说明的放气特征。放气特征促进整个灌溉线802内的一致流量，如下文更详细论述。在所展示的实施方案中，喷嘴1702的下部基本上相同于喷嘴1602。喷嘴1702的上部1708进一步延伸到灌溉线802的内部中且包含槽1810及狭缝1712。延伸上部1708促进从灌溉线802放气。狭缝1712为水及空气提供更多空间以促进其从喷嘴1702流出。

图18是说明用于描述上述放气特征的操作的灌溉线的示意图。在各个实施方案中，灌溉系统周期性运行，因为灌溉系统在灌溉循环之间静止。在灌溉循环之间，空气随着营养液排出而填充灌溉线802。在灌溉循环开始时(随着营养流前沿移动到灌溉线802的区段中)，空气从每一喷嘴1602排出直到营养液通过给定喷嘴。一旦前沿通过给定喷嘴1602，则营养液开始流过喷嘴1602(代替空气)。喷嘴N是最后一个喷嘴以从气流切换成营养物流。关于营养物流的此模型，当灌溉循环开始时，如果最后一个喷嘴的上部较短(即，匹配喷嘴(1602)1、2、…、N-1)或较长(以准许排气)，那么通过喷嘴N的气流应相同直到恰在营养物前沿到达喷嘴N之前的时间。

当灌溉循环开始且营养液进入灌溉线802时，溶液将灌溉线802中的空气推到线的端，其中空气发展为一个大穴。关于具有较短上部1608的喷嘴，一些此空气离开，但随着空气排出，水开始覆盖驱动水上方及最后一个孔径上方的气穴的最后一个(N)喷嘴。接着，新平衡用从最后一个孔径流出的水及位于水上方的气穴获得。接着，空气被俘获且继续存在于线中。因为空气占据一定体积，因此其防止水完全填充灌溉线802，从而使比所有其它位点小得多的最后一个孔径流出。取决于此气穴的大小，最后(N)之前的孔径(N-1、N-2等)也可存在此较弱流。喷嘴1702的较长上部1708允许空气恒定排出(即，少量空气以更多频繁间隔)。因为喷嘴1702的顶部位于气穴所在的灌溉线802的内表面的顶部处，因此空气可始终独立于线中的水量从此喷嘴排出。不同于其中气穴可俘获于线802中的水上方且决不能够离开(导致不良流动行为)的较短喷嘴，较长喷嘴1702允许空气更自由离开。在一个实施方案中，灌溉系统在灌溉线802的第一端处供应营养液。在此实施方案中，喷嘴1702接近于灌溉线802的第二端(或灌溉线802的区段)附接。在其它实施方案中，灌溉系统将营养液供应到灌溉线802的中间部分。在此实施方案中，喷嘴1702可安装于灌溉线802的两端(或其区段)处。

图14A说明可安置于生长线202下方以从附接到生长线202的生长塔50收集过量水性营养液的实例排水槽1402。在所展示的实施方案中，排水槽1402具有致使过量营养液收集于端盆形结构1404处的逐渐倾斜(例如0.5％斜率)底部。图14B及14C更详细展示端结构1404。如图14B及14C说明，盆形结构1404耦合到排水槽1402的低端且包含与管、倒钩或其它结构附接的出口1406。如图13说明，回流泵1312用软管或管可操作地连接到端结构1404以将过量水性营养液泵送回到再循环罐1302，如上文论述。回流泵1312可通过利用超声传感器维持排水槽中的特定水位及泵出口压力以便使营养液返回到橇上的过滤器来控制。

排水槽1402可由接合在一起以形成整体结构的多个单独区段组成。图14D及14E说明根据本公开的实施例的实例排水槽区段1408。排水槽区段1408可包括主体1410及凸缘1412。如图14E说明，排水槽区段的底部1414是倾斜的。如图14A展示，多个排水槽区段在相应凸缘1412处接合以产生排水槽1402。在一个实施方案中，邻接排水槽区段的凸缘之间的垫片可用于实现水密密封。凸缘1412还可包含脚部区段以促进将排水槽固定到地板或其它结构。如图14A进一步说明，排水槽区段彼此类似，但不相同。例如，给定排水槽区段1408的底部1414的初始高度基本上匹配邻接排水槽结构的底部的结束高度。类似地，排水槽结构1408的底部1414的结束高度基本上匹配邻接排水槽区段的初始高度。以此方式，整个结构实现基本上连续斜率，从而致使过量水性营养液流到端结构1404用于再循环或处置。

在一个实施方案中，每一生长线202由独立于与生长环境20中的其它生长线相关联的灌溉回路操作的单独灌溉回路或区支撑。在一个实施方案中，每一灌溉回路由包含图13中展示的许多组件的灌溉橇支撑。灌溉橇的使用允许在场外部分制造灌溉回路以降低产生作物生产系统的总成本。图15A及15B说明根据本公开的实施例的灌溉橇1500。如图15A及15B说明，灌溉橇1500包含各种灌溉组件(例如再循环罐1504)安装到其上的框架1502。在一个实施方案中，灌溉橇1500还包含供应泵1506、臭氧供应泵1508及内嵌pH剂量泵1510。灌溉橇1500还包含管道系统、阀、传感器、过滤器、冷却盘管、电及控制组件以连接及操作灌溉回路。在一个实施方案中，图13中说明的其它组件可操作或支持多个灌溉橇。例如，虽然灌溉橇1500包含臭氧供应泵1508及相关联管道系统，但剩余臭氧清洁组件与橇分离且可用于支持多个灌溉橇。

在一个实施方案中，营养及pH剂量系统1340通过相关联管道系统、阀及其它控制来可操作地连接到多个灌溉橇1500。灌溉控制系统根据需要控制阀及相关联管道系统组件以使营养及pH剂量系统1340及相关联传感器与给定灌溉橇1500对接。营养及pH剂量系统能够在剂量间隔之间清洗及冲洗以便防止来自一个再循环回路的营养水与另一再循环回路混合。在操作期间，每一再循环灌溉回路中的营养液以针对所述特定回路预定义的间隔取样。在取样期间，可检查8种单独营养物的离子水平且使其与所述特定回路期望的营养水平比较。营养及pH剂量系统1340可基于所需营养物混合及罐中可用于运输剂量所需的空间针对所述回路注入递送到再循环罐1504的营养物剂量。

图19说明根据本公开的实施例的植物生长环境20及用于调节生长空间20中的空气及流体(例如水)的环境调节系统302。根据本公开的实施例，植物生长环境20包含具有用于固持植物306的容器的至少一个容器支撑结构304(例如塔50)及液冷式照明灯具308。

灌溉泵309使水及营养物循环通过植物支撑结构304。二氧化碳供应设备311将二氧化碳提供到植物。根据本公开的实施例，灌溉泵309及二氧化碳供应设备311可被视作调节系统302的部分。

根据本公开的实施例，调节系统302包含除湿机310、流体(例如水)调节系统312及热交换器315中的加热盘管314。除湿机310从生长空间101接收回风A。调节系统302提供送风B，其具有经控制以满足环境20中的植物的期望操作条件的设置点的温度及相对湿度。

流体调节系统312从液冷式照明灯具308接收回流流体C。根据本公开的实施例，流体调节系统312可通过改变通过照明灯具308的流体流速来控制流体温度。流体调节系统312将具有经控制以满足环境20中的植物的期望操作条件的设置点的温度的供应流体D供应到液冷式照明灯具308。

根据本公开的实施例，来自通过流体调节系统312的流体的废热可提供到热交换器315中的加热盘管314以加热从除湿机310输出的空气E。由盘管314加热的空气作为加热空气B输出到生长空间20。

根据本公开的实施例，控制器203可控制调节系统302的所有元件。控制器203可使用经编程逻辑实施，例如计算机、微控制器或ASIC。根据本公开的实施例，控制器203可从遍及植物生长环境101分布的传感器及空气及水调节系统302接收感测到的参数。传感器204可包含感测环境条件的传感器，例如：温度；湿度；气流；CO₂；灌溉流速；灌溉水的pH、EC、DO及营养水平；及光强度、光谱及时间表。根据本公开的实施例，控制器203可将感测到的参数作为反馈用于指示调节系统302控制植物生长环境101的环境处理(例如温度、湿度)。

故障处置

制冷机故障

图21说明根据本公开的实施例的包含节能器子系统2102及空气调节子系统2104的增强型HVAC系统2100。节能器子系统2102包含进气口2106、排气扇2108、送风管道2110及回风管道2112。每一对送风管道及回风管道2110、2112使空气在生长室20中的一区内循环。每一送风管道2110提供送风SA。每一回风管道2112接收回风SA。根据本公开的实施例，送风管道2110沿着悬挂生长塔50的成对生长线202(此图中未展示)之间的过道运行。(所属领域的技术人员应认识到，“塔”及“容器支撑件”可视情况在本文中互换使用。)

节能器2102包含节能器进气风门XC01 2114及节能器排气风门XC03 2118。HVAC风门FC04到FC09 2120控制从空气调节子系统2104到生长室区的送风。根据本公开的实施例，控制器203可在一天当中的特定时间关闭端风门FC04 2120及FC09 2120以在不同冠层位置驱动更多气流用于特定植物。空气调节子系统2104类似于图19的调节子系统302般操作。空气调节子系统2104包含热交换器及HVAC进气扇2202。制冷机2204将热水及冷水提供到空气调节子系统中的除湿机系统。

如果制冷机2204指示故障或制冷机停机用于例如维护，那么控制器203可启用节能模式。根据本公开的实施例，在所述模式中且当CO₂设置点下降到低于阈值(例如400ppm)时，如果室外空气(OA)焓高于送风(SA)设置点焓或室外空气湿度比在给定时段(例如5分钟)内高于SA设置点湿度比，那么控制器维持再循环模式，其中：RA风门XC022130保持100％打开，排气扇2108保持关闭，且外部空气风门XC01 2114及XC03 2118保持关闭。

然而，根据本公开的实施例，如果在一时段(例如5分钟)内OA焓低于SA设置点焓(例如2kJ/Kg)且OA湿度比低于SA设置点湿度比(例如0.001kg/kg)，那么控制器203将XC03风门2118移动到100％打开、部分打开XC01风门2114(例如，到20％)及打开排气扇2108(例如，通过将风扇变频驱动设置为15Hz)。此导致空气作为输入混合到空气调节单元2104。控制器203继续相继调制XC02 2130及XC01 2114风门以维持由回风传感器测量的回风湿度比。控制器203控制排气扇2108追踪XC03 2118空气流速以在生长室中维持中性压力。

如果控制器203确定感测到的故障条件不再存在，那么其使系统返回到节能器模式通过其停用的正常操作，从而关闭风门XC01 2114及XC03 2118且关闭排气扇2108。

制冷机2204的正常操作状态是其将温水及冷水两者提供到除湿机单元。在除湿单元内有三个比例阀(TCV03、TCV02及TCV01)，其控制温水及冷水流到用于加热(TCV03)、冷却(TCV02)及除湿(TCV01)的三个热交换器2306、2304、2200。风扇2202(SA风扇)将空气吹到生长室20，且风门FC04到FC09 2120用于控制气流到线的供应管道输出中的每一者。回风跨除湿盘管移动以对空气除湿。在正常操作模式中，XC01 2114及XC032118关闭且XC02 2130打开且没有利用使用节能与室外空气混合。

灌溉故障

图22说明根据本公开的实施例的用于容器支撑件(例如塔)的数个生长线的发光组合件的俯视图。图水平展示五个生长线202。根据本公开的实施例，灯的线性阵列安置于生长线202的每一侧上。根据本公开的实施例，灯从容器支撑件上方向下照射以照明从容器支撑件的侧长出的植物。如所展示，灯可分组成区段(例如区段2204、2206)。

图23说明根据本公开的实施例的灌溉子系统2300，其包含供水罐2302、供应泵2304、回流泵2306、流量传感器、供应线2310、区主阀2312、分支灌溉线2316从其分叉(针对八个生长室区段展示)的侧面主灌溉线2314及排水槽2318。主灌溉线2314平行于且在垂直容器支撑件(例如塔)的生长线上方运行。根据本公开的实施例，每一分支灌溉线2316的端处的喷嘴允许水向下喷射到安置于垂直容器支撑件的顶部处的漏斗，从而能够灌溉由容器支撑件支撑的植物。排水槽2318包含排水槽水位传感器及浅池泵2320。

在操作中，供应泵2320通过供应线2310经由主灌溉线2314将营养丰富水从供应罐2302泵送到分支灌溉线2316。水从喷嘴流到容器支撑件中。没有留在容器支撑件中的任何水流到排水槽2318中。

流量传感器监测供应线2310中的流速。如同许多商用供应泵，供应泵2304在泵发生故障时提供错误信号。响应于灌溉故障条件(例如错误信号或流速下降到低于期望阈值(例如，每分钟200升))，控制器203根据本公开的实施例执行灌溉故障安全协议如下：如果灌溉故障条件持续一给定时段(例如10分钟)，那么将灯调暗(例如，降到标准照明的10％)；如果灌溉故障条件持续另一时段(例如超过30分钟)，那么关闭灯。根据本公开的实施例，如果故障条件结束，那么控制器203再打开灯。

此故障处置例程可在不同空间粒度等级下应用。例如，流量传感器可不仅感测主供应线处的流量，而且还感测不同生长室区的分支主灌溉线2316处的流量。响应于一区的流量不足，控制器203可根据所述区的协议调暗或关闭灯。

排水槽溢流预防

参考图23，本公开的实施例防止排水槽2318中的非期望水累积。过量水可由排水槽2318过快填充或排水故障引起。根据本公开的实施例，超声传感器测量排水槽中的水位(CV)，且控制器203比较感测到的水位与阈值(参考)水位。此实例展示四个参考水位：高-高(HIHI)、高(HI)、低(LO)及低-低(LOLO)。

根据本公开的实施例，水位在正常稳态操作期间维持于LO到HI之间。根据本公开的实施例，控制器203通过响应于感测到的水位的反馈而操作回流泵2306来维持。然而，根据本公开的实施例，如果感测到的水位达到HIHI或控制器203检测到回流泵2306故障，那么此表示故障条件且控制器激活浅池泵2320且取消激活供应泵2304。根据本公开的实施例，在感测到的水位达到HIHI且回流泵2306可操作时，控制器203还激活回流泵2306。

根据本公开的实施例，控制器203响应于下表中展示的排水槽相关条件而控制泵：

防止由喷嘴-塔失准引起的生长室地板上的水

如本文中别处指出，根据本公开的实施例，在正常操作下，灌溉喷嘴与安置于容器支撑件(例如塔)的上端处的漏斗对准。然而，塔偶尔会变得与喷嘴失准，从而导致水直接喷射到生长室的地板上或从漏斗的边缘溅出且流到地板上。失准可由于悬挂塔之间的间距不当而在数个例子中发生，例如由未能沿着生长线将正确数目个塔放置于所述线性空间内引起的生长线中的塔之间的喷嘴下方的间隙或其中相邻塔彼此靠太近的塔对折，借此在相邻喷嘴下方留下间隙。

塔追踪系统监测塔沿着生长线的位置。响应于追踪系统检测到塔失准(例如，由于间隙或对折)，控制器关闭供应泵。根据本公开的实施例，在塔移植且插入到生长室中之后，其停止于每一生长线处，其中扫描仪扫描塔上的条形码且确定应将塔装载到哪一线上。每一塔的物理位置存储于数据库中。控制器可查询数据库以确定在生长室内是否存在任何对折或间隙。

防止由湿塔引起的生长室地板上的水

塔装载到生长线的一端上，在生长周期期间沿着生长线移动(转位)，且从生长线的另一端卸载用于收割。在生长周期期间，灌溉系统将营养丰富水提供到塔。

塔(例如土壤穴盘)保持水且在将大量水滴到生长室的地板上之前需要时间充分排出。(例如，如果塔依低于0.1升/分钟排水，那么可认为塔已充分排水。)当塔沿着生长线移动时，其一次一个地移动，使得生长线的端处的最后一个塔进入卸载转移输送机构45(预收割区域)。根据本公开的实施例，生长线位于排水槽2318之上。然而，根据本公开的实施例，排水槽不超过生长线延伸到预收割区域中。如果塔仍在排出大量水，那么不期望将塔转移到预收割区域中。因此，根据本公开的实施例，控制器203采用滴水定时器功能来延迟塔转位直到定时器终止，例如，在转位塔之前允许至少30分钟。

灌溉之前的营养灌注序列

图24说明根据本公开的实施例的用于繁殖台的灌溉系统。根据本公开的实施例，在将植物装载到塔50中(例如，将含有植物的穴盘装载到塔容器中)之前，植物可在繁殖台(在图中标记为“等级1”2402或“等级2”2404)上的托盘中的土壤中发芽。托盘中的种子及幼苗的灌溉可使用托盘中的任何常规布局的灌溉线执行。

供应泵2406经由供应线2410将水从供应罐2408泵送到繁殖台2402、2404。根据本公开的实施例，三通再循环阀2412控制是否将来自供应罐2408的水引导回到罐2408或允许传递到繁殖台2402、2404上。

水传感器2414耦合到供应线2412以测量pH、溶解氧、臭氧、温度及导电率、例如钙、磷及硝酸盐的营养物以及用于确定水质的其它参数。营养物注入器阀2416控制营养物流到供应罐2408中。

在重新引导再循环阀2412以允许水流到繁殖台2402、2404之前，控制器203控制再循环阀2412使水再循环到罐2408直到传感器2414检测到水质在规格内。实例规格范围在下表中展示。

参数	可接受低范围	可接受高范围
			pH	5	6.7
温度(摄氏度)	5	30
			溶解氧(mg/升)	5	575
臭氧	16	30

在再循环期间，控制器203致使营养物依以下方式供应到供应罐：

·泵将酸从贮器直接定量供应到罐中。

·清洗阀2420用于使罐2408中的水再循环到臭氧发生器以控制氧化还原电势(ORP)值，

·溶解氧系统将恒定臭氧流提供到系统。

响应于控制器203确定参数在可接受范围内，其切换三通再循环阀2412以引导水流到繁殖台2402、2404。控制器203继续监测水质以确定是否切换回到营养物注入及再循环。

机器学习

本公开的实施例可应用机器学习(“ML”)技术，例如学习给定参数(例如环境条件，例如温度、湿度)与观测到的结果(例如有关产量及能耗的实验数据)之间的关系。实施例可使用例如决策树的ML模型确定特征重要性。一般来说，机器学习可描述为使用有限数目个标记数据实例执行信息任务(例如分类或回归)及接着对未知数据执行相同任务时优化性能准则(例如参数、技术或其它特征)。在例如采用线性回归的方法的监督机器学习中，机器(例如计算装置)例如通过识别模式、类别、统计关系或由训练数据展现的其它属性来学习。接着，学习的结果用于预测新数据是否将展现相同模式、类别、统计关系或其它属性。

本公开的实施例可采用无监督机器学习。替代地，一些实施例可采用使用少量标记数据及大量未标记数据的半监督机器学习。实施例还可采用特征选择来选择最相关特征的子集以优化机器学习模型的性能。取决于机器学习的类型、所选择的方法，作为线性回归的替代或补充，实施例可采用例如逻辑回归、神经网络、支持向量机(SVM)、决策树、隐马尔可夫模型、贝叶斯网络、Gram Schmidt、基于强化的学习、基于集群的学习(包含层次聚类)、遗传算法及所属领域已知的任何其它合适学习机器。特定来说，实施例可采用逻辑回归提供分类概率及分类本身。

实施例可采用图形处理单元(GPU)或张量处理单元(TPU)加速架构，其在执行机器学习任务时越来越受欢迎，尤其呈称为深度神经网络(DNN)的形式。本公开的实施例可采用基于GPU的机器学习，例如基于GPU的深度学习推理(GPU-Based Deep LearningInference)中描述的基于GPU的机器学习：性能及功率分析(A Performance and PowerAnalysis)，英伟达白皮书(NVidia Whitepaper)，2015年11月，达尔(Dahl)等人，其以其全文引用方式并入本文中。

计算机系统实施方案

图20说明根据本公开的实施例的可用于执行存储于非暂时性计算机可读媒体(例如存储器)中的程序代码的计算机系统2800的实例。计算机系统包含输入/输出子系统2802，其可用于取决于应用与人类用户或其它计算机系统介接。I/O子系统2802可包含例如键盘、鼠标、图形用户界面、触摸屏或用于输入的其它界面及例如LED或其它平面屏幕显示器或用于输出的其它界面，包含应用程序界面(API)。本公开的实施例的其它元件(例如引擎106、控制系统107及控制器203)可用与计算机系统2800类似的计算机系统实施。

程序代码可经存储于非暂时性媒体中，例如辅助存储器2810或主存储器2808或两者中的持久性存储装置。主存储器2808可包含例如随机存取存储器(RAM)的易失性存储器或例如只读存储器(ROM)的非易失性存储器及用于更快存取指令及数据的不同级别的高速缓冲存储器。辅助存储器可包含例如固态驱动、硬盘驱动或光盘的持久性存储装置。一或多个处理器2804从一或多个非暂时性媒体读取程序代码且执行代码以使计算机系统能够完成由本文中的实施例执行的方法。所属领域的技术人员将理解，处理器可获取源代码且将源代码解译或编译成在处理器2804的硬件门级可理解的机器代码。处理器2804可包含用于处置计算密集型任务的图形处理单元(GPU)。

处理器2804可经由一或多个通信接口2807(例如网络接口卡、WiFi收发器等)与外部网络通信。总线2805可通信地耦合I/O子系统2802、处理器2804、外围装置2806、通信接口2807、存储器2808及持久性存储装置2810。本公开的实施例不限于此代表性架构。替代实施例可采用不同布置及类型的组件，例如用于输入-输出组件及存储器子系统的单独总线。

所属领域的技术人员将理解，本公开的实施例的一些或所有元件及其伴随操作可由包含与计算机系统2800的处理器及存储器系统类似的一或多个处理器及一或多个存储器系统的一或多个计算机系统完全或部分实施。特定来说，本文中描述的自动系统或装置的元件可为计算机实施的。一些元件及功能可本地实施且其它元件及功能可通过不同服务器在网络上以分布式方式实施，例如，例如以客户端-服务器方式。

尽管本公开可能未明确公开本文中描述的一些实施例或特征可与本文中描述的其它实施例或特征组合，但本公开应被解读为描述所属领域一般技术人员将可实践的任何此类组合。除非本文中另有指示，否则术语“包含”应意味着“包含(但不限于)”且术语“或”应以“及/或”的方式意味着非排他性“或”。

本文中引用的所有参考文献、论文、公开案、专利、专利公开案及专利申请案以其全文引用方式并入以在其与本文中明确描述的本公开的实施例不矛盾的程度上用于所有目的。然而，本文中引用提及的任何参考文献、论文、公开案、专利、专利公开案及专利申请案不能且不应被视为承认或以任何形式暗示其构成有效现有技术或形成世界上任何国家的普遍常识的部分或公开基本事项。

本公开的选定实施例

下文是本公开的实施例的非详尽概述。下文的相依性回指相同组内的实施例。

方法实施例

组M1

1.一种用于进入受控农业环境(CAE)中的故障安全模式的计算机实施方法，其中所述CAE包含用于固持植物的多个可移动容器支撑件，所述方法包括：

a.响应于确定所述CAE中或用于所述CAE的环境调节设备中的故障条件，控制所述CAE或所述环境调节设备的操作以实现从标准操作模式到故障安全模式的变化，

b.其中所述标准操作模式对应于所述CAE中的期望环境条件，而所述故障安全模式对应于非理想环境条件。

2.根据实施例1所述的方法，其中所述故障条件包含制冷机故障，所述方法包括在所述故障安全模式中使外部空气能够在所述CAE中循环。

3.根据实施例1所述的方法，其中所述故障条件包含灌溉故障，所述方法包括在所述故障安全模式中减少所述CAE中的照明。

4.根据实施例1所述的方法，其中所述CAE包含多个区，且所述故障条件包含所述多个区中的至少一个区中的灌溉故障，所述方法包括在所述故障安全模式中减少所述至少一个区中的照明。

5.根据实施例1所述的方法，其中所述故障条件包含在第一时段内检测到灌溉故障，所述方法包括在所述第一时段之后减少所述CAE中的照明。

6.根据实施例1所述的方法，其中所述故障条件包含在第一时段期间检测到灌溉故障，所述方法包括在所述第一时段之后减少所述CAE中的照明及在所述第一时段之后的第二时段期间检测到所述灌溉故障之后关闭照明。

7.根据实施例1所述的方法，其中所述故障条件包含在所述CAE的排水槽中检测到非期望水位，所述方法包括在所述故障安全模式中激活浅池泵及减少供应泵流量。

8.根据实施例7所述的方法，所述方法包括在所述故障安全模式中增加回流泵流量。

9.根据实施例1所述的方法，其中所述故障条件包含检测到容器支撑件与灌溉源失准，所述方法包括在所述故障安全模式中防止来自所述灌溉源的水流。

10.一种受控农业环境(CAE)中的计算机实施方法，其中所述CAE包含用于固持植物的多个可移动容器支撑件，所述方法包括：

a.灌溉所述多个容器支撑件；及

b.延迟所述容器支撑件沿着生长线移动直到第一时段过去之后，其中所述第一时段基于允许灌溉水从所述容器支撑件排放的时间。

11.一种用于受控农业环境(CAE)的计算机实施方法，其中所述CAE包含用于固持植物的多个可移动容器支撑件，所述方法包括：

a.在供应罐接收营养物时使水再循环到所述供应罐；及

b.响应于确定所述水的水质符合要求而停止再循环且将所述水从所述供应罐引导到繁殖区域，所述繁殖区域用于在装载到所述容器支撑件中之前繁殖植物。

系统实施例

组S1

1.一种用于进入受控农业环境(CAE)中的故障安全模式的系统，其中所述CAE包含用于固持植物的多个可移动容器支撑件，所述系统包括：

一或多个处理器；及

一或多个存储器，其可操作地连接到所述一或多个处理器且存储指令，所述指令在由所述一或多个处理器中的至少一者执行时致使所述系统：

a.响应于确定所述CAE中或用于所述CAE的环境调节设备中的故障条件，控制所述CAE或所述环境调节设备的操作以实现从标准操作模式到故障安全模式的变化，

c.其中所述标准操作模式对应于所述CAE中的期望环境条件，而所述故障安全模式对应于非理想环境条件。

2.根据实施例1所述的系统，其中所述故障条件包含制冷机故障，且所述指令在执行时致使所述系统在所述故障安全模式中使外部空气能够在所述CAE中循环。

3.根据实施例1所述的系统，其中所述故障条件包含灌溉故障，且所述指令在执行时致使所述系统在所述故障安全模式中减少所述CAE中的照明。

4.根据实施例1所述的系统，其中所述CAE包含多个区且所述故障条件包含所述多个区中的至少一个区中的灌溉故障，且所述指令在执行时致使所述系统在所述故障安全模式中减少所述至少一个区中的照明。

5.根据实施例1所述的系统，其中所述故障条件包含在第一时段内检测到灌溉故障，且所述指令在执行时致使所述系统在所述第一时段之后减少所述CAE中的照明。

6.根据实施例1所述的系统，其中所述故障条件包含在第一时段期间检测到灌溉故障，且所述指令在执行时致使所述系统在所述第一时段之后减少所述CAE中的照明及在所述第一时段之后的第二时段期间检测到所述灌溉故障之后关闭照明。

7.根据实施例1所述的系统，其中所述故障条件包含在所述CAE的排水槽中检测到非期望水位，且所述指令在执行时致使所述系统在所述故障安全模式中激活浅池泵及减少供应泵流量。

8.根据实施例7所述的系统，其中所述指令在执行时致使所述系统在所述故障安全模式中增加回流泵流量。

9.根据实施例1所述的系统，其中所述故障条件包含检测到容器支撑件与灌溉源失准，且所述指令在执行时致使所述系统在所述故障安全模式中防止来自所述灌溉源的水流。

10.一种受控农业环境(CAE)中的系统，其中所述CAE包含用于固持植物的多个可移动容器支撑件，所述系统包括：

一或多个处理器；及

一或多个存储器，其可操作地连接到所述一或多个处理器且存储指令，所述指令在由所述一或多个处理器中的至少一者执行时致使所述系统：

a.灌溉所述多个容器支撑件；及

b.延迟所述容器支撑件沿着生长线移动直到第一时段过去之后，其中所述第一时段基于允许灌溉水从所述容器支撑件排放的时间。

11.一种受控农业环境(CAE)中的系统，其中所述CAE包含用于固持植物的多个可移动容器支撑件，所述系统包括：

一或多个处理器；及

一或多个存储器，其可操作地连接到所述一或多个处理器且存储指令，所述指令在由所述一或多个处理器中的至少一者执行时致使所述系统：

a.在供应罐接收营养物时使水再循环到所述供应罐；及

b.响应于确定所述水的水质符合要求而停止再循环且将所述水从所述供应罐引导到繁殖区域，所述繁殖区域用于在装载到所述容器支撑件中之前繁殖植物。

计算机可读媒体实施例

组CRM1

1.一种一或多个非暂时性计算机可读媒体，其存储用于进入受控农业环境(CAE)中的故障安全模式的指令，其中所述CAE包含用于固持植物的多个可移动容器支撑件，其中所述指令在由一或多个计算装置执行时致使执行：

a.响应于确定所述CAE中或用于所述CAE的环境调节设备中的故障条件，控制所述CAE或所述环境调节设备的操作以实现从标准操作模式到故障安全模式的变化，

a.其中所述标准操作模式对应于所述CAE中的期望环境条件，而所述故障安全模式对应于非理想环境条件。

2.根据实施例1所述的一或多个非暂时性计算机可读媒体，其中所述故障条件包含制冷机故障，所述指令在执行时致使：在所述故障安全模式中使外部空气能够在所述CAE中循环。

3.根据实施例1所述的一或多个非暂时性计算机可读媒体，其中所述故障条件包含灌溉故障，所述指令在执行时致使：在所述故障安全模式中减少所述CAE中的照明。

4.根据实施例1所述的一或多个非暂时性计算机可读媒体，其中所述CAE包含多个区且所述故障条件包含所述多个区中的至少一个区中的灌溉故障，所述指令在执行时致使：在所述故障安全模式中减少所述至少一个区中的照明。

5.根据实施例1所述的一或多个非暂时性计算机可读媒体，其中所述故障条件包含在第一时段内检测到灌溉故障，所述指令在执行时致使：在所述第一时段之后减少所述CAE中的照明。

6.根据实施例1所述的一或多个非暂时性计算机可读媒体，其中所述故障条件包含在第一时段期间检测到灌溉故障，所述指令在执行时致使：在所述第一时段之后减少所述CAE中的照明及在所述第一时段之后的第二时段期间检测到所述灌溉故障之后关闭照明。

7.根据实施例1所述的一或多个非暂时性计算机可读媒体，其中所述故障条件包含在所述CAE的排水槽中检测到非期望水位，所述指令在执行时致使：在所述故障安全模式中激活浅池泵及减少供应泵流量。

8.根据实施例7所述的一或多个非暂时性计算机可读媒体，所述指令在执行时致使：在所述故障安全模式中增加回流泵流量。

9.根据实施例1所述的一或多个非暂时性计算机可读媒体，其中所述故障条件包含检测到容器支撑件与灌溉源失准，所述指令在执行时致使：在所述故障安全模式中防止来自所述灌溉源的水流。

10.一种一或多个非暂时性计算机可读媒体，其存储指令，其中所述指令在由一或多个计算装置执行时致使执行：

a.在受控农业环境中灌溉用于固持植物的多个可移动容器支撑件；及

b.延迟所述容器支撑件沿着生长线移动直到第一时段过去之后，其中所述第一时段基于允许灌溉水从所述容器支撑件排放的时间。

11.一种一或多个非暂时性计算机可读媒体，其存储指令，其中所述指令在由一或多个计算装置执行时致使执行：

a.在供应罐接收营养物时使水再循环到所述供应罐；及

b.响应于确定所述水的水质符合要求而停止再循环且将所述水从所述供应罐引导到繁殖区域，所述繁殖区域用于在装载到多个容器支撑件中之前繁殖植物以用于受控农业环境中。

Claims (33)

1.一种用于进入受控农业环境(CAE)的故障安全模式的计算机实施方法，其中所述CAE包含用于固持植物的多个可移动容器支撑件，所述方法包括：

a.响应于确定所述CAE中或用于所述CAE的环境调节设备中的故障条件，控制所述CAE或所述环境调节设备的操作以实现从标准操作模式到故障安全模式的变化，

b.其中所述标准操作模式对应于所述CAE中的期望环境条件，而所述故障安全模式对应于非理想环境条件。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述故障条件包含制冷机故障，所述方法包括在所述故障安全模式中使外部空气能够在所述CAE中循环。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述故障条件包含灌溉故障，所述方法包括在所述故障安全模式中减少所述CAE中的照明。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述CAE包含多个区且所述故障条件包含所述多个区中的至少一个区中的灌溉故障，所述方法包括在所述故障安全模式中减少所述至少一个区中的照明。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述故障条件包含在第一时段内检测到灌溉故障，所述方法包括在所述第一时段之后减少所述CAE中的照明。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述故障条件包含在第一时段期间检测到灌溉故障，所述方法包括在所述第一时段之后减少所述CAE中的照明及在所述第一时段之后的第二时段期间检测到所述灌溉故障之后关闭照明。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述故障条件包含在所述CAE的排水槽中检测到非期望水位，所述方法包括在所述故障安全模式中激活浅池泵及减少供应泵流量。

8.根据权利要求7所述的方法，所述方法包括在所述故障安全模式中增加回流泵流量。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述故障条件包含检测到容器支撑件与灌溉源失准，所述方法包括在所述故障安全模式中防止来自所述灌溉源的水流。

10.一种用于受控农业环境(CAE)的计算机实施方法，其中所述CAE包含用于固持植物的多个可移动容器支撑件，所述方法包括：

a.灌溉所述多个容器支撑件；及

b.延迟所述容器支撑件沿着生长线移动直到第一时段过去之后，其中所述第一时段基于允许灌溉水从所述容器支撑件排放的时间。

11.一种用于受控农业环境(CAE)的计算机实施方法，其中所述CAE包含用于固持植物的多个移动容器支撑件，所述方法包括：

a.在供应罐接收营养物时使水再循环到所述供应罐；及

b.响应于确定所述水的水质符合要求而停止再循环且将所述水从所述供应罐引导到繁殖区域，所述繁殖区域用于在装载到所述容器支撑件中之前繁殖植物。

12.一种用于进入受控农业环境(CAE)的故障安全模式的系统，其中所述CAE包含用于固持植物的多个可移动容器支撑件，所述系统包括：

一或多个处理器；及

一或多个存储器，其可操作地连接到所述一或多个处理器且存储指令，所述指令在由所述一或多个处理器中的至少一者执行时致使所述系统：

a.响应于确定所述CAE中或用于所述CAE的环境调节设备中的故障条件，控制所述CAE或所述环境调节设备的操作以实现从标准操作模式到故障安全模式的变化，

b.其中所述标准操作模式对应于所述CAE中的期望环境条件，而所述故障安全模式对应于非理想环境条件。

13.根据权利要求12所述的系统，其中所述故障条件包含制冷机故障，且所述指令在执行时致使所述系统在所述故障安全模式中使外部空气能够在所述CAE中循环。

14.根据权利要求12所述的系统，其中所述故障条件包含灌溉故障，且所述指令在执行时致使所述系统在所述故障安全模式中减少所述CAE中的照明。

15.根据权利要求12所述的系统，其中所述CAE包含多个区且所述故障条件包含所述多个区中的至少一个区中的灌溉故障，且所述指令在执行时致使所述系统在所述故障安全模式中减少所述至少一个区中的照明。

16.根据权利要求12所述的系统，其中所述故障条件包含在第一时段内检测到灌溉故障，且所述指令在执行时致使所述系统在所述第一时段之后减少所述CAE中的照明。

17.根据权利要求12所述的方法，其中所述故障条件包含在第一时段期间检测到灌溉故障，且所述指令在执行时致使所述系统在所述第一时段之后减少所述CAE中的照明及在所述第一时段之后的第二时段期间检测到所述灌溉故障之后关闭照明。

18.根据权利要求12所述的系统，其中所述故障条件包含在所述CAE的排水槽中检测到非期望水位，且所述指令在执行时致使所述系统在所述故障安全模式中激活浅池泵及减少供应泵流量。

19.根据权利要求18所述的系统，其中所述指令在执行时致使所述系统在所述故障安全模式中增加回流泵流量。

20.根据权利要求12所述的系统，其中所述故障条件包含检测到容器支撑件与灌溉源失准，且所述指令在执行时致使所述系统在所述故障安全模式中防止来自所述灌溉源的水流。

21.一种用于受控农业环境(CAE)的系统，其中所述CAE包含用于固持植物的多个可移动容器支撑件，所述系统包括：

一或多个处理器；及

一或多个存储器，其可操作地连接到所述一或多个处理器且存储指令，所述指令在由所述一或多个处理器中的至少一者执行时致使所述系统：

a.灌溉所述多个容器支撑件；及

b.延迟所述容器支撑件沿着生长线移动直到第一时段过去之后，其中所述第一时段基于允许灌溉水从所述容器支撑件排放的时间。

22.一种用于受控农业环境(CAE)的系统，其中所述CAE包含用于固持植物的多个可移动容器支撑件，所述系统包括：

一或多个处理器；及

一或多个存储器，其可操作地连接到所述一或多个处理器且存储指令，所述指令在由所述一或多个处理器中的至少一者执行时致使所述系统：

a.在供应罐接收营养物时使水再循环到所述供应罐；及

b.响应于确定所述水的水质符合要求而停止再循环且将所述水从所述供应罐引导到繁殖区域，所述繁殖区域用于在装载到所述容器支撑件中之前繁殖植物。

23.一种一或多个非暂时性计算机可读媒体，其存储用于进入受控农业环境(CAE)的故障安全模式的指令，其中所述CAE包含用于固持植物的多个可移动容器支撑件，其中所述指令在由一或多个计算装置执行时致使执行：

a.响应于确定所述CAE中或用于所述CAE的环境调节设备中的故障条件，控制所述CAE或所述环境调节设备的操作以实现从标准操作模式到故障安全模式的变化，

b.其中所述标准操作模式对应于所述CAE中的期望环境条件，而所述故障安全模式对应于非理想环境条件。

24.根据权利要求23所述的一或多个非暂时性计算机可读媒体，其中所述故障条件包含制冷机故障，所述指令在执行时致使：在所述故障安全模式中使外部空气能够在所述CAE中循环。

25.根据权利要求23所述的一或多个非暂时性计算机可读媒体，其中所述故障条件包含灌溉故障，所述指令在执行时致使：在所述故障安全模式中减少所述CAE中的照明。

26.根据权利要求23所述的一或多个非暂时性计算机可读媒体，其中所述CAE包含多个区且所述故障条件包含所述多个区中的至少一个区中的灌溉故障，所述指令在执行时致使：在所述故障安全模式中减少所述至少一个区中的照明。

27.根据权利要求23所述的一或多个非暂时性计算机可读媒体，其中所述故障条件包含在第一时段内检测到灌溉故障，所述指令在执行时致使：在所述第一时段之后减少所述CAE中的照明。

28.根据权利要求23所述的一或多个非暂时性计算机可读媒体，其中所述故障条件包含在第一时段期间检测到灌溉故障，所述指令在执行时致使：在所述第一时段之后减少所述CAE中的照明及在所述第一时段之后的第二时段期间检测到所述灌溉故障之后关闭照明。

29.根据权利要求23所述的一或多个非暂时性计算机可读媒体，其中所述故障条件包含在所述CAE的排水槽中检测到非期望水位，所述指令在执行时致使：在所述故障安全模式中激活浅池泵及减少供应泵流量。

30.根据权利要求29所述的一或多个非暂时性计算机可读媒体，所述指令在执行时致使：在所述故障安全模式中增加回流泵流量。

31.根据权利要求23所述的一或多个非暂时性计算机可读媒体，其中所述故障条件包含检测到容器支撑件与灌溉源失准，所述指令在执行时致使：在所述故障安全模式中防止来自所述灌溉源的水流。

32.一种一或多个非暂时性计算机可读媒体，其存储指令，其中所述指令在由一或多个计算装置执行时致使执行：

a.在受控农业环境中灌溉用于固持植物的多个可移动容器支撑件；及

b.延迟所述容器支撑件沿着生长线移动直到第一时段过去之后，其中所述第一时段基于允许灌溉水从所述容器支撑件排放的时间。

33.一种一或多个非暂时性计算机可读媒体，其存储指令，其中所述指令在由一或多个计算装置执行时致使执行：

a.在供应罐接收营养物时使水再循环到所述供应罐；及

b.响应于确定所述水的水质符合要求而停止再循环且将所述水从所述供应罐引导到繁殖区域，所述繁殖区域用于在装载到多个容器支撑件中之前繁殖植物以用于受控农业环境中。

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