CN115297714A

CN115297714A - 试验调整的生长协议目标值

Info

Publication number: CN115297714A
Application number: CN202180024316.2A
Authority: CN
Inventors: M·P·C·M·克林; B·M·范德斯勒伊斯; R·F·M·范艾尔姆普特; T·范登贝格; L·A·J·范德维恩
Original assignee: Signify Holding BV
Current assignee: Signify Holding BV
Priority date: 2020-03-26
Filing date: 2021-03-18
Publication date: 2022-11-04
Also published as: JP2023516214A; PL4125325T3; EP4125325A1; WO2021191048A1; US20230125027A1; EP4125325B1; DK4125325T3; JP7335459B2

Abstract

本发明涉及一种方法，包括：选择生长协议；选择容器的标识符(45)；将生长协议与容器标识符相关联；以及通过对生长协议中指定的目标值应用调整来确定调整的目标值。该方法还包括：基于调整的目标值控制环境控制系统(11‑13、27)；从设备(23)获得与容器标识符相关联的测量信息；基于测量信息确定测量的植物生长参数值；以及将测量的植物生长参数值与期望的植物生长参数值进行比较。该方法还包括确定与各值之间的差异相关的价值，并根据超过阈值的价值，用调整的目标值替换目标值，并用测量的植物生长参数值替换期望的植物生长参数值。

Description

试验调整的生长协议目标值

技术领域

本发明涉及一种在植物生长环境中控制环境控制系统的方法。

本发明还涉及一种被配置为执行这种方法的控制器。

本发明还涉及使计算机系统能够执行这种方法的计算机程序产品。

背景技术

世界人口预计将从现在的65亿增长到2050年的90亿。社群正在迅速成为主导城市。这将对食物和清洁水的可供性造成重大限制。可用于粮食生产的空间将变得更加不足。需要对生产方法进行创新，以通过更小的空间提供更高的产量，同时变得更加可持续（最小化能源和水的使用）。

在垂直农场等封闭环境中生产食物是满足这些需求的一种方法。在全球范围内，正在对这种种植粮食的方法进行大量投资。在垂直农场，单位面积的产量远高于开阔地带的产量。水的使用被最小化。可以更容易地预防植物病和虫害。

在垂直农场（又名城市农场或植物工厂）中，食物是多层种植的，可以更好地利用可用空间。这意味着日光将无法到达植物，几乎所有的光都必须来自人工照明，这是消能的。迄今为止，阻碍全面采用垂直农业的一个问题是投资回报有限。建立垂直农场需要大量投资。投资回报很大程度上取决于农场的运营效率。通常，作物是通过遵循所谓的生长协议（也称为生长配方）来种植的。生长协议规定了一天和每天直到生长期结束的光照、气候、灌溉和作物处理的最佳目标值。

对于商业化垂直农场运营而言，这种工作方式有一个缺点。开发生长协议的过程实际上是颇为非数字化的。它需要多次耗时的生长试验才能找到最佳的生长协议。由于生长协议是特定于作物品种的，因此其必须针对存在的许多作物品种中的每一个均进行。

US2018/0359955A1公开了一种用于在生长荚中自学的方法。计算设备存储逻辑，该逻辑使装配线生长荚接收来自传感器的生长数据以确定植物的输出并将植物的输出与期望的植物输出进行比较。在一些实施例中，该逻辑使装配线生长荚确定对生长配方的改变，以提高植物的输出并改变生长配方以提高植物的输出。例如，如果植物在输出测量（例如高度、周长、果实产出、耗水量、光耗等）方面存在缺陷，则可以使用神经网络来改变配方以纠正该缺陷。类似地，如果植物对特定测量超出预期，则神经网络可用于确定该非预期结果的原因并更改配方以重现非预期结果。

US2018/0359955A1的方法的一个缺点是，基于植物的输出和期望的植物输出之间的差异来确定对种植配方进行哪些改变并非易事，这使得使用该方法复杂。神经网络需要经过训练才能有益使用。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种方法，该方法可用于以相对简单的方式改进生长协议，从而提高植物生长环境的运营效率。

本发明的第二个目的是提供一种控制器，其能够以相对简单的方式改进生长协议，从而提高植物生长环境的运营效率。

在本发明的第一方面，在植物生长环境中控制环境控制系统的方法包括：从存储在存储器中的生长协议集合中选择生长协议；从多个容器标识符中选择标识容器的容器标识符，所述容器包括至少一个植物，并且所述多个容器标识符存储在所述存储器或另外的存储器中；将所述生长协议与所述容器标识符相关联，所述生长协议包括一个或多个用于一个或多个生长条件参数的目标值；对于所述一个或多个生长条件参数中的第一生长条件参数而言，通过对所述一个或多个目标值的目标值应用调整来确定调整的目标值，所述调整大于预定最小值且小于预定最大值；以及基于所述调整的目标值来控制环境控制系统。

该方法还包括：从至少一个设备获得与所述容器标识符相关联的测量信息；基于所述测量信息确定测量的植物生长参数值；将所述测量的植物生长参数值与期望的植物生长参数值进行比较；所述期望的植物生长参数值被包括在所述生长协议中；确定与所述测量的植物生长参数值和所述期望的植物生长参数值之间的差异相关的价值；在所述生长协议中，根据所述超过阈值的价值，用所述调整的目标值替换所述目标值；并且在所述生长协议中，根据超过所述阈值的所述价值，用所述测量的植物生长参数值替换所述期望的植物生长参数值。所述方法可以由运行在可编程设备上的软件来执行。该软件可以作为计算机程序产品提供。

因此，提供了一种自动化方法，该方法能够在生产环境中种植植物的同时逐渐细化生长协议，从而逐渐提高运营效率。通过这样做，（部分）避免了进行昂贵且耗时的生长试验的需要。与其试图找出对生长协议的哪种调整会导致植物的输出与期望的植物输出之间的差异，不如调整生长协议以查看它们是否会增加价值，例如减少植物的输出和期望的植物输出之间的差异。通常，在商业环境中种植植物时，通过遵循（固定）生长协议，不会产生可用于改进生长协议的新知识。通过提供的自动化方法，可以使用持续学习来改进生长协议。这提高了种植者的投资回报率。可以监控用电量以最优化g/mol或g/kwh或盈利能力。

例如，所述方法可以包括在所述生长协议的最后生长阶段中或之后从所述至少一个设备获得所述测量信息。替代地，例如，所述方法可以包括从多个设备获得所述测量信息以及基于所述测量信息确定多个生长阶段中的所述测量的植物生长参数值。

所述第一生长条件参数的所述目标值可以表示光设置，所述环境控制系统可以包括多个照明设备，并且所述方法可以包括从所述多个照明设备中选择与所述容器标识符相关联的照明设备，以及基于所述调整的目标值控制所述照明设备。如果不可能在所有照明设备上使用相同的光设置，例如，如果不同的植物容器与不同的生长协议相关联并且需要用不同的光设置进行照明，这将是有益的。容器标识符和照明设备之间的关联可以手动配置或自动确定。如果多个不同的照明设备能够照亮同一个容器，则可以选择它们全部或它们的（严格）子集。作为后者的示例，植物容器可能需要用另一个颜色和/或强度来照明，而不是用另一个植物容器（其带有另一个植物或处在另一个生长期的相同类型植物）来照明。在这种情况下，可以基于照明设备的能力进行选择，例如收获前照明设备与幼苗照明设备。

所述第一生长条件参数的所述目标值可以代表光设置，所述环境控制系统可以包括多个照明设备，并且所述方法可以包括：确定容器标识符的当前位置；通过选择与所述容器标识符的所述当前位置相关联的照明设备，从所述多个照明设备中选择所述照明设备；以及基于所述调整的目标值控制所述照明设备。这种“跟随我的（follow-me）光源选择”允许自动跟踪容器，例如通过使用相机或RFID标签来进行，并且允许自动选择相关联的照明设备。

所述方法可以包括：确定容器的对应于所述容器标识符的无串扰区域，在所述无串扰区域中生长的植物没有光串扰，所述无串扰区域基于用户输入，或基于所述多个照明设备和生长在所述容器中的植物之间的距离，和/或基于由所述多个照明设备发射的光的图案来确定；确定对应于生长在所述容器的所述无串扰区域中的一个或多个植物的一个或多个植物标识符；以及通过获得与所述一个或多个植物标识符相关联的测量信息来获得与所述容器标识符相关联的所述测量信息。如果一个或多个植物被多个照明设备使用不同的光设置照射，那么这会导致光串扰。如果获得了关于该一个或多个植物的测量信息，则可能无法确定调整的光设置的效果是什么。因此，获得关于无串扰区域中的一个或多个植物的测量信息是有益的。

所述方法可以包括：确定在所述容器标识符的位置从所述多个照明设备中的另外的照明设备接收到的光的光特性；基于所述调整的目标值和所述光特性确定补偿的目标值；以及在所述生长协议中，根据超过所述阈值的所述价值，用所述补偿的目标值来替换所述目标值。如果另外的照明设备引起光串扰，则仍然可以借助于在容器位置处接收到的光的光特性通过补偿光串扰来确定调整的光设置的效果是什么。

例如，如果不可能从无串扰区域中的一个或多个植物获得测量信息的话，这是有益的。然而，如果能够从无串扰区域中的一个或多个植物获得测量信息的话，这也可能是有益的。例如，可以将串扰区域的测量的生长结果与相邻非串扰区域的生长结果进行比较。如果串扰区域中某处的生长结果超过相邻非串扰区域的生长结果，则可以将针对串扰区域中该位置的调整的光设置存储在新的改进光协议中，该改进光协议可以在下一个容器上进行测试/验证。在容器识别器的位置处接收到的光的光特性可以例如用光传感器测量或计算。

所述生长协议可以包括多个生长条件参数的目标值，所述多个生长条件参数可以包括所述第一生长条件参数和一个或多个其他生长条件参数，并且所述方法可以包括：在基于所述第一生长条件参数的所述调整的目标值来控制所述环境控制系统时，基于为所述一个或多个其他生长条件参数指定的一个或多个目标值来控制所述环境控制系统或另外的环境控制系统而无需调整。通常，生长协议包括多个生长条件参数（例如光、温度、湿度和CO²水平）的目标值。通过仅调整生长条件参数之一的目标值，更容易确定另外的调整可能会带来哪些更多好处。

除了光串扰区域外，由于沿气流方向的温度(T)、相对湿度(Rh)或CO²的变化，可能存在温度(T)、相对湿度(Rh)和/或CO²“串扰”区域。如果调整温度、相对湿度或CO²生长条件参数的目标值，则可以以与上述关于光所描述的类似方式来避免或考量这种“串扰”。

所述方法可以包括：将所述生长协议与另外的容器标识符相关联；通过对所述一个或多个目标值的另外的目标值应用另外的调整来确定另外的调整的目标值，所述另外的调整大于所述预定最小值并且小于所述预定最大值；基于所述另外的调整的目标值控制所述环境控制系统或不同的环境控制系统；从一个或多个设备获得与所述另外的容器标识符相关联的另外的测量信息；基于所述另外的测量信息确定另外的测量的植物生长参数值；将所述另外的测量的植物生长参数值与所述期望的植物生长参数值进行比较；确定所述另外的测量的植物生长参数值和所述期望的植物生长参数值之间的差异的另外的价值；在所述生长协议中，根据超过所述阈值的所述另外的价值，用所述另外的调整的目标值代替所述另外的目标值；以及在所述生长协议中，根据超过所述阈值的所述另外的价值，用所述另外的测量的植物生长参数值替换所述期望的植物生长参数值。可以在多个容器上执行调整的目标值的试验。每次调整的价值超过阈值（例如高于零）时，调整的目标值被认为有好处，并作为新的目标值存储在生长协议中。

所述方法可以包括：将所述生长协议与另外的容器标识符相关联；通过对所述一个或多个目标值的另外的目标值应用另外的调整来确定另外的调整的目标值，所述另外的调整大于所述预定最小值并且小于所述预定最大值；基于所述另外的调整的目标值控制所述环境控制系统或不同的环境控制系统；从一个或多个设备获得与所述另外的容器标识符相关联的另外的测量信息；基于所述另外的测量信息确定另外的测量的植物生长参数值；将所述另外的测量的植物生长参数值与所述期望的植物生长参数值进行比较；确定所述另外的测量的植物生长参数值和所述期望的植物生长参数值之间的差异的另外的价值；将所述价值与所述另外的价值进行比较；在所述生长协议中，根据超过所述阈值的所述价值和超过所述另外的价值的所述价值，用所述调整的目标值替换所述目标值；以及在所述生长协议中，根据超过所述阈值的所述价值和超过所述另外的价值的所述价值，用所述测量的植物生长参数值替换所述期望的植物生长参数值。调整的目标值的试验可以同时在多个容器上进行。在这种情况下，可以在评估结果之前收集来自多个试验的结果。具有最高价值的调整的目标值作为新的目标值存储在生长协议中。

所述方法可以包括基于与所述生长协议相关的植物物种或品种的生长模型来确定所述调整的目标值。在这种情况下，所述方法还可以包括基于所述调整的目标值和所述测量的植物生长参数值之间的关系来修改所述生长模型。生长模型可用于更好地了解植物生长并以合理的方式确定对目标值进行哪些调整。

在本发明的第二方面，在植物生长环境中控制环境控制系统的方法包括：从存储在存储器中的生长协议集合中选择生长协议；从多个植物标识符中选择植物标识符，所述多个植物标识符被存储在所述存储器或另外的存储器中；将所述生长协议与所述植物标识符相关联，所述生长协议包括用于一个或多个生长条件参数的一个或多个目标值；对于所述一个或多个生长条件参数的第一生长条件参数而言，通过将调整应用于所述一个或多个目标值的目标值来确定调整的目标值，所述调整大于预定最小值且小于预定最大值；以及基于所述调整的目标值来控制环境控制系统。

所述方法还包括：从至少一个设备获得与所述植物标识符相关联的测量信息；基于所述测量信息确定测量的植物生长参数值；将所述测量的植物生长参数值与期望的植物生长参数值进行比较，所述期望的植物生长参数值包含在所述生长协议中；确定与所述测量的植物生长参数值和所述期望的植物生长参数值之间的差异相关的价值；在所述生长协议中，根据超过阈值的所述价值，用所述调整的目标值替换所述目标值；以及在所述生长协议中，根据超过所述阈值的所述价值，用所述测量的植物生长参数值替换所述期望的植物生长参数值。所述方法可以由运行在可编程设备上的软件来执行。该软件可以作为计算机程序产品提供。

在本发明的第三方面，一种控制器包括：用于从至少一个设备获得测量信息的至少一个传感器接口；用于控制环境控制系统的至少一个控制接口；以及适于执行上述方法任一步骤的至少一个处理器。

此外，提供了一种用于执行本文描述的方法的计算机程序，以及一种存储该计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质。例如，计算机程序可以由现有设备下载或上传到现有设备，或在制造这些系统时被存储。

一种非暂时性计算机可读存储介质至少存储第一软件代码部分，第一软件代码部分在由计算机执行或处理时被配置为执行包括以下各步骤的可执行操作：从存储在存储器中的生长协议集合中选择生长协议；从多个容器标识符中选择标识容器的容器标识符，所述容器包括至少一个植物并且所述多个容器标识符被存储在所述存储器或另外的存储器中；将所述生长协议与所述容器标识符相关联，所述生长协议包括一个或多个生长条件参数的一个或多个目标值；对于所述一个或多个第一生长条件参数的第一生长条件参数，通过对所述一个或多个目标值的目标值应用调整来确定调整的目标值，所述调整大于预定最小值并且小于预定最大值；以及基于所述调整的目标值控制环境控制系统。

可执行操作还包括：从至少一个设备获得与所述容器标识符相关联的测量信息；基于所述测量信息确定测量的植物生长参数值；将所述测量的植物生长参数值与期望的植物生长参数值进行比较，所述期望的植物生长参数值包含在所述生长协议中；确定与所述测量的植物生长参数值和所述期望的植物生长参数值之间的差异相关的价值；在所述生长协议中，根据超过阈值的所述价值，用所述调整的目标值替换所述目标值；以及在所述生长协议中，根据超过所述阈值的所述价值，用所述测量的植物生长参数值替换所述期望的植物生长参数值。所述方法可以由运行在可编程设备上的软件来执行。该软件可以作为计算机程序产品提供。

一种非暂时性计算机可读存储介质至少存储第二软件代码部分，第二软件代码部分在由计算机执行或处理时被配置为执行包括包括以下步骤的可执行操作：从存储在存储器中的生长协议集合中选择生长协议；从多个植物标识符中选择植物标识符，所述多个植物标识符被存储在所述存储器或另外的存储器中；将所述生长协议与所述植物标识符相关联，所述生长协议包括用于一个或多个生长条件参数的一个或多个目标值；对于所述一个或多个生长条件参数的第一生长条件参数，通过对所述一个或多个目标值的目标值应用调整来确定调整的目标值，所述调整大于预定最小值且小于预定最大值；以及基于所述调整的目标值控制所述环境控制系统。

可执行操作还包括：从至少一个设备获得与所述植物标识符相关联的测量信息；基于所述测量信息确定测量的植物生长参数值；将所述测量的植物生长参数值与期望的植物生长参数值进行比较，所述期望的植物生长参数值包含在所述生长协议中；确定与所述测量的植物生长参数值和所述期望的植物生长参数值之间的差异相关的价值；在所述生长协议中，根据超过所述阈值的所述价值，用所述调整的目标值替换所述目标值；以及在所述生长协议中，根据超过所述阈值的所述价值，用所述测量的植物生长参数值替换所述期望的植物生长参数值。

如本领域技术人员将认识到的，本发明的各方面可以被实施为装置、方法或计算机程序产品。因此，本发明的方面可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例（包括固件、常驻软件、微代码等）或结合软件和硬件方面的实施例的形式，这些实施例在本文中通常被称为“电路”、“模块”或“系统”。本公开中描述的功能可以实现为由计算机的处理器/微处理器执行的算法。此外，本发明的各个方面可以采用体现于一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，上述一个或多个计算机可读介质在其上体现（例如存储）有计算机可读程序代码。

可以利用一个或多个计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以例如但不限于是电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外线的或者半导体的系统、装置或者设备或者前述各项的任何合适的组合。计算机可读存储介质的更具体示例可以包括但不限于以下：具有一根或多根电线的电连接、便携式计算机软盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器（EPROM或闪存）、光纤、便携式CD只读存储器(CD-ROM)、光存储设备、磁存储设备或任何前述的适当组合。在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是可包含或存储用于由指令执行系统、装置或设备使用或与其结合使用的程序的任何有形介质。

计算机可读信号介质可以包括传播的数据信号（例如呈基带的方式或者作为载波的部分）计算机可读程序代码被体现在该传播的数据信号中。这种传播的信号可以采用多种形式中的任何一种，包括但不限于电磁、光或其任何合适的组合。计算机可读信号介质可为不是计算机可读存储介质且可以通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备使用或与其结合使用的任何计算机可读介质。

体现于计算机可读介质上的程序代码可以使用任何适当介质进行传送，该适当介质包括但并不局限于无线、有线、光纤、线缆、RF等，或者它们的任何合适组合。用于实施本发明各方面操作的计算机程序代码可以采用一种或多种编程语言的任何组合来编写，所述一种或多种编程语言包括诸如Java（TM）、Smalltalk、C++等的面向对象的编程语言，以及诸如"C"编程语言或类似编程语言的传统过程编程语言。程序代码可以作为独立软件包整体在用户计算机上执行，部分在用户计算机上执行，部分在用户计算机上且部分在远程计算机上执行，或整体在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可以通过任何类型的网络（包括局域网(LAN)或广域网(WAN)）连接到用户的计算机，或者可以连接到外部计算机（例如，通过因特网使用因特网服务提供商）。

以下，参考根据本发明各实施例的方法、装置（系统）和计算机程序产品的流程图和/或框图，对本发明的各方面进行描述。将理解的是，流程图和/或框图中的每个块以及流程图和/或框图中各块的组合可以由计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备的处理器，特别是微处理器或中央处理单元(CPU)，以生产机器，从而使得该指令（其通过计算机的处理器、其他可编程数据处理装置或其他设备来执行）创建了用于实现流程图和/或框图的一个块或多个块中所指定的功能/动作的装置。

这些计算机程序指令也可以存储在计算机可读介质中，该介质可以引导计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备以特定方式工作，使得存储在计算机可读介质中的指令产生制品，该制品包括执行流程图和/或框图的一个块或多个块中所指定的功能/动作的指令。

计算机程序指令也可以加载到计算机、其他可编程数据处理设备或其他设备上，以使一系列操作步骤在计算机、其他可编程设备或其他设备上执行，以产生计算机实现的过程，从而使在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现流程图和/或框图的一个块或多个块中所指定的功能/动作的过程。

附图中的流程图和框图示出了根据本发明的各种实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的架构、功能性和操作。就这一点而言，流程图或框图中的每个块可以表示包括用于实现（一个或多个）指定的逻辑功能的一个或多个可执行指令的模块、段或代码部分。还应当注意的是，在一些可替换的实施方式中，块中所指示的功能可以采用与图中所示有所不同的次序来发生。例如，取决于所涉及到的功能性，连续示出的两个块实际上可以基本上并行地执行，或者各块有时可以以相反的顺序来执行。还将要注意的是，框图和/或流程图中的每个块以及框图和/或流程图中各块的组合可以由执行所指定的功能或动作的基于专用硬件的系统来实施，或者由专用硬件和计算机指令的组合来实施。

附图说明

本发明的这些和其他方面通过参考附图（以示例方式）是明晰的并且将进一步阐明，其中：

图1是该系统的第一实施例的框图；

图2示意性地描绘了其中可以使用该系统的植物生长环境的示例；

图3描绘了图2中所描绘的各容器之一的侧视图；

图4示意性地描绘了图2中描绘的各容器的俯视图。

图5是该系统的第二实施例的框图；

图6是该方法的第一实施例的流程图；

图7是该方法的第二实施例的流程图；

图8是该方法的第三实施例的流程图；

图9是该方法的第四实施例的流程图；

图10是该方法的第五实施例的流程图；

图11是该系统的第三实施例的框图；

图12是用于执行本发明方法的示例性数据处理系统的框图。

附图中的对应元件由相同的附图标记表示。

具体实施方式

图1示出了用于在植物生长环境中控制环境控制系统的控制器的第一实施例：光控制计算机1。例如，植物生长环境可以是垂直农场。在图1的示例中，光条件（光强度、光谱以及它们对一天中的时间和植物生长阶段的依赖性）由光控制计算机1控制，且气候条件（温度、湿度、二氧化碳水平)由气候控制计算机25控制。光条件通常在光协议/光配方中指定，气候条件通常在气候协议/配方中指定。光协议和气候协议是生长协议的一部分。

光计算机1控制照明设备11-13，例如LED模块。照明设备11-13可以是例如顶部照明装置或中间照明装置，其通常悬挂在植物或其一部分之间。气候计算机25控制加热、通风和空调(HVAC)系统27。可选地，气候控制计算机25可以从一个或多个气候传感器（未示出）接收传感器数据，气候传感器例如包括温度传感器和/或CO₂传感器，并且气候控制计算机25基于该传感器数据控制HVAC系统27。

光控计算机1包括接收器3、发射器4、处理器5和存储器7。处理器5被配置为：从存储在存储器7中的生长协议集合中选择生长协议；从多个容器标识符中选择标识容器(其包括至少一个植物)的容器标识符或从多个植物标识符中选择植物标识符；并将生长协议与容器或植物标识符相关联。在替代实施例中，生长协议的集合存储在因特网服务器上（图1中未示出）。

在图1的示例中，生长协议包含多个生长条件参数的目标值。该多个生长条件参数包括第一生长条件参数和一个或多个其他生长条件参数。第一生长条件参数的目标值代表光设置。生长协议还包括温度、CO²水平和/或湿度的一个或多个其他目标值。多个容器或植物标识符存储在存储器7中。

处理器5还被配置为：对一个或多个生长条件参数中的第一生长条件参数而言，通过对一个或多个目标值的第一目标值应用调整来确定调整的目标值；并且基于调整的目标值和气候控制计算机25经由发射器4来控制照明设备11-13中的至少一个，从而基于为一个或多个其他生长条件参数所指定的一个或多个其他目标值来控制HVAC系统27。不调整该一个或多个其他目标值。

对第一目标值的调整大于预定最小值并且小于预定最大值。尽管可以在这些边界内随机选择调整，但优选地，调整的目标值被确定为略微偏离所存储的生长协议中指定的目标值，并且调整的目标值被确定为期望实现更接近于所期望的价值（例如最大产量）的价值，因此该所期望的价值高于所存储的生长协议中指定的目标值的价值。

处理器5还被配置为：通过接收器3从传感器设备21-23中的至少一个获得与容器或植物标识符相关联的测量信息；基于测量信息确定测量的植物生长参数值；以及比较测量的植物生长参数值与期望的植物生长参数值。期望的植物生长参数值包括在生长协议中，并且通常是先前确定的所测量的生长参数，该生长参数是基于与生长协议中当前指定的目标值相关的先前获得的测量信息而确定的。

在图1的示例中，测量信息是从至少一个传感器设备获得的。在替代实施例中，测量信息是从用户已手动输入测量信息的用户设备(例如移动设备或平板电脑)获得的。虽然对于每个容器而言可以控制光（并且容器通常包含相同类型的多个植物），但通常对于每个容器而言不能控制气候，而只能控制每个更大的空间区域（例如每个生长高度）的气候。另一方面，可以对于每个植物而言或对于多个植物而言来获得测量信息。

出于统计原因，获得多个植物的测量信息优于获得单个植物的测量信息。这可以通过选择容器标识符并通过获得关于所识别容器中的多个植物的测量信息来实现（通常大约为至少10-100个植物；对于光而言，颜色成分或强度的调整越小，则需要更多的植物来建立统计上的显著效果）。这也可以通过选择多个植物标识符、在所选的植物上使用相同的调整的目标值、获得关于所选植物的测量信息并确定平均测量的植物生长参数值或平均价值来实现。

处理器5还被配置为：确定与测量的植物生长参数值和期望的植物生长参数值之间的差异相关的价值；在生长协议中，根据超过阈值的价值用调整的目标值替换目标值；并且在生长协议中，根据超过阈值的价值，用测量的植物生长参数值替换期望的植物生长参数值。该价值也称为调整的价值。

处理器5可以被配置为通过使用价值函数来确定调整的价值。价值函数定义每组输入参数值的价值。这个要被最优化的参数是植物生长期或取决于植物生长期。种植者可能能够选择目标，例如最大化植物的重量、最大化生长效率或最大化利润，这导致选择相应的价值函数。通常，生长效率表示为每单位能量消耗产生的生物量（例如，以g/kWh为单位）。如果种植者选择最大化生长效率为目标，则价值函数等于生长效率，且输入参数为生物量和消耗的能量。如果种植者选择最大化植物重量作为目标，则价值函数等于植物生长期，且输入参数是生物量。

与至少一个容器相关联的生长协议与存储在生长协议集合中的生长协议略有偏离。通过使用自学习算法来确定要进行的调整是有益的。初始调整可能是随机选择的，而在后期，调整可能会根据早期调整（已证明成功地有助于所制定的目标）来确定。

可以基于外部（用户）输入来激活或调整自学习。例如，种植者有可能指出他/她想要用以激活自学习的生长协议或农场部分。种植者还可以指出允许或禁止对哪些生长参数进行调整。光控制计算机1还可以访问外部知识源，这些知识源可以确定哪些生长参数或生长参数调整可能会提高价值。例如，这些外部知识来源可能是来自科学研究的外部报告或是其他农场系统共享的数据。

该算法还可以考虑可用的历史数据（例如，过去执行的生长协议的结果及其结局，包括对目标值和实际生长条件的调整）。除了诸如作物大小、外观或质量之类的作物相关属性之外，价值函数还可以包括外部因素，例如（例如测量的）用电量和历史、实际和预期的能源奖赏和作物奖赏。

在确定测量的植物生长参数值后，对应于测量的植物生长参数值或对应于包括测量的植物生长参数值（例如还包括测量的能量消耗参数）的一组输入参数的第一价值通过使用价值函数被获得。接下来，对应于期望的植物生长参数值或对应于包括测量的植物生长参数值的一组输入参数的第二价值被确定。该第二价值可能先前已被存储。

调整价值等于第一和第一价值之间的差。如果该调整价值超过阈值，则认为对生长协议进行的调整是有益的，并且对存储在生长协议集合中的生长协议也进行调整。如果阈值为零，则对价值的任何改进都将导致对存储在生长协议集合中的生长协议进行调整。

使用上述控制器，可以最优化光协议的方面，例如光的光谱组成。例如，可以最优化蓝光和红光的比例，同时使光合光子通量密度(PPFD)保持不变。

类似地，可以最优化PPFD。一般来说，PPFD越高，则生长速度越高，且所收获的植物的销售收入也越高。但是，通常生长效率会受到影响（即g/kWh值会降低）。

通过在输入参数中还包括所收获的植物的销售价格($/kg)和能源价格($/kWh)，可以定义一个价值函数，价值函数的最大值对应于从垂直农场运营所产生的利润最大值。使用上述控制器，可以最优化光协议以实现这样的最大利润。

因此，上述控制器可用于通过战略性地调整名义生长协议并分析结果来改进生长协议。该调整优选地应该足够大，以便能够以足够的准确度（在统计意义上而言）检测响应。该调整优选地应尽量小，以不会过多地影响植物生长，以免危害植物生长环境的运营。

控制器还可以将调整的大小与样本的大小（例如所涉及的植物容器的数量）相匹配，反之亦然。作为后者的示例，当所获得的准确度对于期望的（大的）调整的大小而言太低时，可以增加在其上对调整的目标值进行测试的植物（例如植物容器）的数量。在控制器已经看到后续参数值调整（例如光设置调整）的积极结果的情况下，控制器可以决定进行更大的参数值调整，同时仅将其应用于一个或两个植物容器。通过这种工作方式，对产量产生显著影响的风险保持在最低水平。控制器还可以决定在具有大量传感设备的植物生长环境的一部分（例如垂直农场的一部分）中进行更大的调整。如果偏离对植物产生负面影响，这使得可以及时地重新调整。

可受益地与上述控制器一起使用的种植者的目标包括：最大种植效率、最大利润、即时生产、最佳生长均匀性、最佳着色、最佳保质期、最佳复合浓度（例如维生素C)，以及对客户合同的最佳遵守。目标的另一个例子是再现性。但是，最大化上述目标之一的目标值（例如最大种植效率）过于激进以至于结果变得过于严格地依赖于系统的可靠性，例如，使用这个目标值仅很少使目标最大化，这通常是不可取的。

自学习算法可以基于诸如强化学习之类的机器学习技术，并且基于迭代地搜索价值的最大值的经典技术。例如，寻找全局最大值（或最小值）的经典方法是众所周知的模拟退火方法。寻找最近的局部最大值（或最小值）的经典方法是众所周知的梯度下降法。

在图1所示的计算机1的实施例中，计算机1包括一个处理器5。在替代实施例中，计算机1包括多个处理器。处理器5可以是通用处理器，例如来自Intel或AMD，或者是专用处理器。例如，处理器5可以运行基于Windows或Unix的操作系统。存储器7可以包括一个或多个存储器单元。例如，存储器7可以包括一个或多个硬盘和/或固态存储器。例如，存储器7可以用于存储操作系统、应用程序和应用程序数据。

例如，接收器3和发射器4可以使用一种或多种有线和/或无线通信技术来与照明设备11-13和传感设备21-23通信。在替代实施例中，在计算机1中使用多个接收器和/或多个发射器，而不是单个接收器和单个发射器。在图1所示的实施例中，使用了单独的接收器和单独的发送器。在替代实施例中，接收器3和发射器4被组合成收发器。计算机1可以包括典型地用于计算机的其他组件，例如电源连接器和显示器。本发明可以使用在一个或多个处理器上运行的计算机程序来实现。

在图1的实施例中，本发明的系统是计算机。在替代实施例中，本发明的系统是不同的设备。在图1的实施例中，本发明的系统包括单个设备。在替代实施例中，本发明的系统包括多个设备。在图1的实施例中，计算机1使用发射器来控制照明设备。在替代实施例中，计算机1仅使用模拟线路来控制照明设备。

图2描绘了可以使用图1的系统的植物生长环境的示例。在图2的示例中，第一容器45和第二容器46在传送带41上移动。

例如，传送带41可以是生长架的层的一部分，其中该生长架具有用于种植植物的多层。在这种情况下，在该层的一端处将装有幼苗的容器插入。在植物从开头到结尾被推动经过层的过程中，植物接受光处理并根据生长协议经受气候。在层的端部，可以将装有植物的容器从层中取出以进行收获（或重新布置或重新定位以进行另一处理）。这对于所谓的先进先出(FIFO)物流系统来说是典型的。

或者，在该层的一端处，将装有幼苗的容器插入，而将装有准备收获的植物的容器从同一端处抽出（所谓的后进先出(LIFO)物流系统）。

照明设备11-13的第一子集被控制以根据与第一容器45相关联的光设置来照射第一容器45。照明设备11-13的第二子集被控制以根据与第二容器46相关联的光设置来照射第二容器46。例如，照明设备11-13可以是LED照明模块。

每个照明设备通常使用与最靠近的容器相关联的生长协议中指定的光设置。当具有另一个关联的生长协议的另一个容器变为最近的容器时，照明设备将开始使用不同的照明设置。因此，与容器相关联的光协议在从生长层的开始到结束的整个容器行程中都跟随容器。每次容器移动到新位置时，新位置的照明元件将根据与该容器关联的光协议进行控制以发光。

一般而言，与容器相关的生长协议在从生长层的开始到结束的整个容器位移中都跟随开始的容器。然而，在实践中，在大多数情况下，也无法在不影响气候单元中其他生长层的气候的情况下在生长层内改变气候。在这种情况下，气候协议可以与气候单元中的所有容器相关联。

为了找到最佳的生长协议，照明设备将会略微偏离生长协议中针对所选容器所指定的光设置。换言之，调整的目标值跟随容器的物流移动。

通常，系统可以通过确定所有物流移动（例如，通过让摄像机监控连续的线性过程或通过从物流系统提供的信息推导出物流移动）或通过检测每个植物容器的位置来跟踪植物容器（例如，每个植物容器可以配备有识别标签，识别标签可以是诸如QR码的视觉标识符或诸如NFC或RFID标签的RF标识符。

通过确定测量的植物生长参数值，可以评估调整的成功。定期（即，例如在收获期间至少一次）测量选择的植物的特性（例如重量）以确定调整的价值。植物相关的测量可以与相应的植物标识符和应用的生长协议一起存储。

在生长协议的最后生长阶段中或之后，从传感器设备获得测量信息通常就足够了。例如，如果植物87处于其最后生长阶段，则仅从传感器设备23获得测量信息可能就足够了。然而，也可以从传感器设备21-23中的每一个获得测量信息，并且测量的植物生长参数值可以基于测量信息在多个生长阶段中确定。

在后一种情况下，调整的优劣可能不是（仅）在生长周期结束时（此时从生长层中抽出装有植物的容器）确定，而是（也）在中间时间确定。为此，可以使用沿生长层分布的传感器设备。传感器设备可以具有固定位置或沿着生长层移动（例如与容器的移动同步地移动）。在图2的示例中，传感器设备21-23是遍布生长层进行分布的照相机，以检测与确定调整的价值相关的植物特性。

在目标是最大化植物重量的情况下，在收获时连续地、频繁地或最终地测量重量。基于该测量，确定价值函数的值。基于此值，（自学习）算法可能会建议对与此容器关联的生长协议进行（进一步的）调整。可以在一天内、每天或每周对生长协议进行调整，而容器位于生长层中。

连续测量重量的一种方法（尽管是以间接方式）可以是：通过处理由（3D）相机捕获的图像来确定植物覆盖率或植物覆盖体积（使用从相机图像中获得的高度信息）并将其用作指示产生的生物量（例如，通过将植物覆盖率或植物覆盖体积与生物量与数据相关联）。

相机不一定需要能够识别个别植物。通常，成熟的植物可能会以个别植物不再会被识别的方式重叠。尽管如此，相机仍可用于确定视野中“绿色物质”的属性，并在知道植物密度（每平方米植物的数量）时将其分解为平均植物属性。尽管不太实用，但如果希望确定每个植物的重量，可以为单个植物提供植物标识符（例如，如果植物是盆栽植物，则每个盆上都有一个QR码）。

可以例如通过不考虑串扰区域中植物的测量信息来解决相邻选择的植物（经历不同应用的生长协议）之间的串扰（例如照明的串扰）。可以将测量的属性和应用的生长协议提供给算法以建议出与生长协议的下一个偏离，其目的是最优化价值。

在图2的示例中，传感器设备21-23包括照相机。替代地或附加地，传感器设备21-23可以包括标尺。在图2的示例中，每个容器包括多个植物。通常，传送带41上传送的植物多于图2所示的植物。例如，如图3所示，容器46可以包括三排三个植物，在图2中仅描绘了前排。

图4示意性地描绘了图2中描绘的容器的俯视图。容器45-49在传送带42上移动。容器45包含植物51-77，容器46包含植物81-89。每个植物都可能被分配了一个植物标识符。为了避免光串扰的影响，例如，可以仅获得与植物63-65相关的测量信息。虽然通常不可能对同一容器的不同植物使用不同的光设置，但通常可以获得同一容器的不同植物的不同测量信息。

图5示出了用于控制植物生长环境中的环境控制系统的控制器的第二实施例：气候控制计算机31。在图5的示例中，气候（温度、湿度、CO2水平）由气候控制计算机31和光条件（光强度、光谱以及它们对一天中的时间和植物生长阶段的依赖性）由光控计算机91控制。光计算机91控制照明设备11-13，例如LED模块。气候计算机31控制加热、通风和空调(HVAC)系统27。

气候控制计算机31包括接收器33、发射器34、处理器35和存储器37。处理器35被配置为从存储在存储器37中的生长协议集合中选择生长协议，从多个容器标识符中选择标识容器(其包括至少一个植物)的容器标识符或从多个植物标识符中选择植物标识符。并将生长协议与容器或植物标识符相关联。在替代实施例中，生长协议的集合存储在因特网服务器上(图5中未示出)。

在图5的示例中，生长协议包含多个生长条件参数的目标值。这些多个生长条件参数包括第一生长条件参数和一个或多个其他生长条件参数。第一生长条件参数代表温度、CO²水平和/或湿度之一。生长协议还包括至少一个代表光设置的目标值。多个容器或植物标识符存储在存储器37中。

处理器35还被配置成：对于一个或多个生长条件参数中的第一生长条件参数而言，通过对一个或多个目标值的第一目标值应用调整来确定调整的目标值；并经由发射器35基于调整的目标值控制HVAC系统27且基于目标光设置控制光控制计算机91(并且由此控制照明设备11-13中的至少一个)。对第一目标值的调整大于预定最小值并且小于预定最大值。目标光设置未调整。

处理器35还被配置为：通过接收器33从传感器设备21-23中的至少一个获得与容器或植物标识符相关联的测量信息；基于测量信息确定测量的植物生长参数值；并比较测量的植物生长参数值与期望的植物生长参数值。期望的植物生长参数值包含在生长协议中。

处理器35还被配置为：确定与测量的植物生长参数值和期望的植物生长参数值之间的差异相关的价值；在生长协议中，根据超过阈值的价值，用调整的目标值替换目标值；并且在生长协议中，根据超过阈值的价值，用测量的植物生长参数值替换期望的植物生长参数值。

气候控制计算机31可以另外接收来自一个或多个气候传感器（未示出）的传感器数据，该气候传感器例如包括温度传感器和/或CO₂传感器，并且基于该传感器数据控制HVAC系统27以实现达到目标温度或二氧化碳值。

在图5所示的计算机31的实施例中，计算机31包括一个处理器35。在替代实施例中，计算机31包括多个处理器。处理器35可以是通用处理器，例如来自Intel或AMD，或者是专用处理器。例如，处理器35可以运行基于Windows或Unix的操作系统。存储器37可以包括一个或多个存储器单元。例如，存储器37可以包括一个或多个硬盘和/或固态存储器。例如，存储器37可以用于存储操作系统、应用程序和应用程序数据。

例如，接收器33和发射器34可以使用一种或多种有线和/或无线通信技术来与HVAC系统27和传感器设备21-23通信。在替代实施例中，在计算机31中使用多个接收器和/或多个发射器，而不是单个接收器和单个发射器。在图5所示的实施例中，使用了单独的接收器和单独的发送器。在替代实施例中，接收器33和发射器34被组合成收发器。计算机31可以包括典型地用于计算机的其他组件，例如电源连接器和显示器。本发明可以使用在一个或多个处理器上运行的计算机程序来实现。

在图5的实施例中，计算机31使用发射器来控制HVAC系统27。在替代实施例中，计算机31仅使用模拟线路来控制HVAC系统27。

在图6中示出了在植物生长环境中控制环境控制系统的方法的第一实施例。步骤101包括从存储在存储器中的生长协议集合中选择生长协议。步骤103包括从多个容器标识符中选择标识容器的容器标识符或从多个植物标识符中选择植物标识符。容器包括至少一个植物并且多个容器或植物标识符被存储在存储器或另外的存储器中。

步骤105包括将在步骤101中选择的生长协议与在步骤103中选择的容器或植物标识符相关联。生长协议包括一个或多个生长条件参数的一个或多个目标值。步骤107包括：针对一个或多个生长条件参数中的第一生长条件参数，通过对一个或多个目标值的目标值应用调整来确定调整的目标值。该调整大于预定最小值并且小于预定最大值。

步骤109包括基于在步骤107中确定的调整的目标值来控制环境控制系统。步骤111包括从至少一个设备获得与在步骤103中选择的容器或植物标识符相关联的测量信息。步骤113包括基于在步骤111中获得的测量信息确定测量的植物生长参数值。步骤115包括将在步骤113中确定的测量的植物生长参数值与期望的植物生长参数值进行比较。期望的植物生长参数值包含在步骤101中选择的生长协议中。

步骤117包括确定与测量的植物生长参数值和期望的植物生长参数值之间的差异相关的价值。步骤118包括将在步骤117中确定的价值与阈值T进行比较。如果在步骤118中确定该价值超过阈值T，则接下来执行步骤119。步骤119包括在生长协议中用调整的目标值替换目标值。步骤121包括在生长协议中用测量的植物生长参数值替换期望的植物生长参数值。

如果在步骤118中确定价值没有超过阈值T，则在步骤121之后重复步骤103或步骤101和103，之后该方法如图6所示继续进行。在步骤121之后也重复步骤103或步骤101和103，之后该方法继续进行，如图6所示。

在步骤103到121的下一次迭代中，选择另外的容器或植物标识符，通过对目标值（例如，对在先前迭代步骤119中存储的调整的目标值）应用另外的调整来确定另外的调整的目标值，基于该另外的调整的目标值控制环境控制系统或另外的环境控制系统，获得与另外的容器或植物标识符相关的另外的测量信息，确定另外的测量的植物生长参数值并与期望的生长参数值比较（例如，与在步骤121的先前迭代中存储的测量的植物生长参数值进行比较），确定另外的（调整）价值，并且如果另外的价值超过阈值，则用另外的调整的目标值替换目标值，并将期望的生长参数值替换为另外的测量的生长参数值。

在图7中示出了在植物生长环境中控制环境控制系统的方法的第二实施例。在图2的示例中，描述了将植物容器插入到生长层中并且生长协议与该容器相关联。还描述了插入同一生长层的下一个容器可能与不同的生长协议相关联。由于容器没有被相邻容器上方的照明模块产生的光屏蔽，因此可能会发生相邻容器的不同光协议的串扰。该第二实施例解决了这个问题。

在图7的实施例中，环境控制系统包括多个照明设备。步骤101包括从存储在存储器中的生长协议集合中选择生长协议。生长协议包括一个或多个生长条件参数的一个或多个目标值。步骤131包括从多个容器标识符中选择标识容器的容器标识符。容器包括至少一个植物，并且多个容器标识符存储在存储器中或另外的存储器中。步骤133包括将在步骤101中选择的生长协议与在步骤131中选择的容器标识符相关联。

在步骤133之后执行步骤107、步骤135和步骤137。步骤107包括：针对一个或多个生长条件参数中的第一生长条件参数，通过对一个或多个目标值(包括在步骤101中选择的生长协议中)的目标值应用调整来确定调整的目标值。在图7的实施例中，第一生长条件参数的目标值表示光设置。该调整大于预定最小值并且小于预定最大值。

步骤135包括从多个照明设备中选择与在步骤131中选择的容器标识符相关联的照明设备。步骤137包括确定对应于在步骤131中选择的容器标识符的容器的无串扰区域。基于用户输入或基于多个照明设备与容器中生长的植物之间的距离和/或基于由多个照明设备发射的光的图案来确定无串扰区域。生长在无串扰区域中的植物没有光串扰。例如，容器的中心区域通常没有光串扰。步骤139包括确定一个或多个植物标识符，该一个或多个植物标识符对应于在容器的无串扰区域中生长的一个或多个植物，如在步骤137中确定的。例如，步骤139可以包括选择图4的植物标识符63、64和65。

步骤141包括基于在步骤107中确定的调整的目标值来控制在步骤135中选择的照明设备。步骤143包括从至少一个设备获得与在步骤139中确定的一个或多个植物标识符相关联的测量信息。步骤113包括基于在步骤143中获得的测量信息确定测量的植物生长参数值。步骤115包括将在步骤133中确定的测量的植物生长参数值与期望的植物生长参数值进行比较。期望的植物生长参数值包含在步骤101中选择的生长协议中。

步骤117包括确定与测量的植物生长参数值和期望的植物生长参数值之间的差异有关的价值。步骤118包括将该(调整)价值与阈值T进行比较。如果在步骤118中确定该价值超过阈值T，则接下来执行步骤119。步骤119包括在生长协议中用调整的目标值替换目标值。步骤121包括在生长协议中用测量的植物生长参数值替换期望的植物生长参数值。

因此，在图7的实施例中，通过仅包括不遭受这种串扰的植物来避免光串扰。例如，光协议与生长层中的三个相邻容器相关联，并且仅获得三个容器中间的植物（假设它们不受串扰的影响）的测量信息。或者，如果插入同一生长层的下一个容器与不同的生长协议相关联，则可以获得容器中心植物的测量信息，如关于图4所述。

在图8中示出了在植物生长环境中控制环境控制系统的方法的第三实施例。在图8的实施例中，环境控制系统包括多个照明设备并且还控制另外的环境控制系统。步骤101包括从存储在存储器中的生长协议集合中选择生长协议。生长协议包括多个生长条件参数的目标值。多个生长条件参数包括第一生长条件参数和一个或多个其他生长条件参数。

步骤131包括从多个容器标识符中选择标识容器的容器标识符。容器包括至少一个植物，并且多个容器标识符存储在存储器或另外的存储器中。步骤133包括将在步骤101中选择的生长协议与在步骤131中选择的容器标识符相关联。在步骤133之后执行步骤107、步骤161和步骤165。

步骤107包括通过对第一生长条件参数的一个或多个目标值的目标值应用调整来确定调整的目标值。第一生长条件参数的目标值代表光设置。该调整大于预定最小值并且小于预定最大值。步骤165包括为一个或多个其他生长条件参数(例如温度)确定一个或多个另外的目标值。不调整这些一个或多个另外的目标值。

步骤161包括确定在步骤133中选择的容器标识符的当前位置。步骤163包括从多个照明设备中选择与如在步骤161中所确定的容器标识符的当前位置相关联的照明设备。在完成步骤107、163和165之后执行步骤166。

步骤166包括两个子步骤：步骤167和步骤169。步骤167包括基于调整的目标值控制在步骤163中选择的照明设备。步骤169包括基于在步骤165中确定的一个或多个另外的目标值(没有调整)来控制另外的环境控制系统（例如控制气候控制计算机25且由此控制图1的HVAC系统27）。步骤167和169并行执行。

在步骤166之后执行步骤143和步骤173。步骤143包括从至少一个设备获得与容器标识符相关联的测量信息。步骤113包括基于在步骤143中获得的测量信息确定测量的植物生长参数值。步骤115包括将在步骤113中确定的测量的植物生长参数值与期望的植物生长参数值进行比较。期望的植物生长参数值包含在步骤101中选择的生长协议中。步骤117包括确定与测量的植物生长参数值和期望的植物生长参数值之间的差异相关的价值，也称为调整的价值或调整价值。

步骤173包括确定在容器标识符的位置(例如，通过光/颜色传感器)从多个照明设备中的另外的照明设备接收到的光的光特性。该另外的照明设备可能导致光串扰。步骤175包括基于在步骤107中确定的调整的目标值和在步骤173中确定的光特性来确定补偿的目标值。

步骤118包括将在步骤117中确定的(调整)价值与阈值T进行比较。如果在步骤118中确定该价值超过阈值T，则接下来执行步骤177。步骤177包括在生长协议中用在步骤175中确定的补偿的目标值替换目标值。步骤121包括在生长协议中用在步骤113中确定的测量的植物生长参数值替换期望的植物生长参数值。

在植物生长环境中控制环境控制系统的方法的第四个实施例如图9所示。该第四实施例是图6的第一实施例的变体。在图9的实施例中，步骤103和步骤203是在步骤101中选择了生长协议之后执行的。步骤203包括从多个容器标识符中选择标识另外的容器的另外的容器标识符或从多个植物标识符中选择另外的植物标识符。该另外的容器包括至少一个植物。在替代实施例中，步骤101、103和203并行执行。

接下来，步骤205包括将在步骤101中选择的生长协议与在步骤203中选择的另外的容器标识符相关联。步骤207包括通过对生长协议中包含的一个或多个目标值的另外的目标值应用另外的调整来确定另外的调整的目标值。另外的目标值可以是与在步骤107中确定的调整的目标值相同的生长条件参数或不同的生长条件参数的目标值。在前一种情况下，另外的调整不同于在步骤107中所确定的调整。另外的调整大于预定最小值并且小于预定最大值。

步骤209包括基于在步骤207中确定的另外的调整的目标值来控制环境控制系统或不同的环境控制系统。步骤211包括从一个或多个设备获得与在步骤203中选择的另外的容器标识符相关联的另外的测量信息。步骤213包括基于在步骤211中获得的另外的测量信息确定另外的测量的植物生长参数值。步骤215包括将在步骤213中确定的另外的测量的植物生长参数值与期望的植物生长参数值(其也在步骤115中使用)进行比较。步骤217包括确定另外的测量的植物生长参数值和期望的植物生长参数值之间的差异的另外的价值。

在步骤117和步骤217已经完成之后执行步骤231。步骤231包括将在步骤117中确定的(调整)价值与在步骤217中确定的另外的(调整)价值进行比较。如果该价值超过另外的价值，则执行步骤118。步骤118包括将价值与阈值T进行比较。如果在步骤118中确定该价值超过阈值T，则接下来执行步骤119。步骤119包括在生长协议中将目标值替换为在步骤107中确定的调整的目标值。步骤121包括在生长协议中用在步骤113中确定的测量的植物生长参数值替换期望的植物生长参数值。

如果该价值没有超过另外的价值，则执行步骤218。步骤218包括将另外的价值与阈值T进行比较。如果在步骤218中确定另外的价值超过阈值T，则接下来执行步骤219。步骤219包括在生长协议中将目标值替换为在步骤207中确定的另外的调整的目标值。步骤121包括在生长协议中用在步骤213中确定的另外的测量的植物生长参数值替换期望的植物生长参数值。在步骤121或步骤221完成后，重复步骤101，且该方法继续进行，如图9所示。

在图10中示出了在植物生长环境中控制环境控制系统的方法的第五实施例。该第四实施例是图6的第一实施例的延伸。在图10的实施例中，图6的步骤107由步骤251实现，在步骤121之后执行步骤253。步骤251包括基于与生长协议相关联的植物物种或品种的生长模型来确定调整的目标值。步骤253包括基于调整的目标值和测量的植物生长参数值之间的关系来修改生长模型。

图6至10的的实施例显示了本发明的各个方面。在替代实施例中，这些方面中的多个被组合。

图11示出了用于控制植物生长环境中的环境控制系统的控制器的第三实施例：因特网服务器271。在图11的示例中，气候（温度、湿度、CO₂水平）由气候控制计算机25来控制，且光条件（光强度、光谱以及它们对一天中的时间和植物生长阶段的依赖性）由光控计算机91控制。光计算机91控制照明设备11-13，例如LED模块。气候计算机25控制加热、通风和空调(HVAC)系统27。

因特网服务器271包括接收机273、发射机274、处理器275和存储器277。处理器275被配置为：从存储在存储器277中的生长协议集合中选择生长协议；从多个容器标识符中选择标识容器(其包括至少一个植物)的容器标识符，或从多个植物标识符中选择植物标识符。并将生长协议与容器或植物标识符相关联。

多个容器或植物标识符也存储在存储器277中。在图11的示例中，生长协议包括多个生长条件参数的目标值。这些多个生长条件参数可以包括例如光条件、温度、CO²水平和/或湿度。

处理器275还被配置为：对于一个或多个生长条件参数中的第一个而言，通过对一个或多个目标值的第一目标值应用调整来确定调整的目标值。对第一目标值的调整大于预定最小值并且小于预定最大值。不调整其他生长条件参数的目标值。

处理器275还被配置为：基于调整的目标值和未调整的其他目标值，通过发射器274控制气候控制计算机25(并且由此控制HVAC系统27)和光控制计算机91(并且由此控制照明设备11-13中的至少一个)。

处理器275还被配置为：通过接收器273获得与容器或植物标识符相关联的测量信息；基于测量信息确定测量的植物生长参数值；并将测量的植物生长参数值与期望的植物生长参数进行比较价值。期望的植物生长参数值包含在生长协议中。例如，测量信息可以从种植者的用户设备或从耦合到种植者的ERP系统的自动称重系统获得。

处理器275还被配置为：确定与测量的植物生长参数值和期望的植物生长参数值之间的差异有关的价值；在生长协议中，根据超过阈值的价值，用调整的目标值替换目标值；并且在生长协议中，根据超过阈值的价值，用测量的植物生长参数值替换期望的植物生长参数值。

在图11的示例中，因特网服务器271被示为控制单个光控制计算机91和单个气候控制计算机25。然而，使用中央计算机的优势在于它允许在不同的位置安排调整，例如在垂直农场内或不同农场之间安排调整。例如，因特网服务器271可以在不同的位置并行地或顺序地安排不同的试验，并且可以执行图6到图9的方法，或因此执行图6到图9的方法的组合。

作为示例，种植者可以拥有多个垂直农场，每个垂直农场具有至少一个气候单元，每个气候单元具有至少一个生长架，并且每个生长架具有至少一个生长层。在这个例子中，种植者在这些垂直农场中种植某种作物和品种，并遵循名义生长协议和一定的时间和物流排定。然后可以通过用户界面向种植者提供从以下选项中进行选择的选项：

- 可用目标的列表（例如最大化生长效率的目标）。或者，用户可能能够通过目标编辑器定义目标。种植者也可以选择多个目标或定义各限制以例如最大化所生产的生物量，同时将每公斤所生产的生物量的能量保持在某个最大限制以下；

- 对于选择的目标，生长条件参数列表是可能变化的且与实现该目标是相关的（举例而言，垂直农场1和生长单元1中的温度例如可以在22^oC到25^oC之间，而在生长单元2中可以在20^oC到30^oC之间）。

根据做出的选择，因特网服务器271：与光控制计算机91和气候控制计算机25连接；在垂直农场的生长单元的生长架的生长层中，选择植物容器；并指示光控制计算机91或气候控制计算机25使用该容器的调整的目标值（例如温度的偏差）。在替代实施例中，因特网服务器271可以与垂直农场的中央控制系统连接，该中央控制系统然后与其他本地系统（例如包括物流系统、光控制计算机、气候控制计算机，以及可能ERP系统）连接。

在该容器的收获时，检索所收获植物的测量的植物参数。备选地，可以在植物仍驻留在生长层中时，或当植物从生长层中取出以重新间隔或重新定位时，测量和检索植物参数。然后处理收获信息，连同处理关于过去执行或正在执行的类似生长协议（或类似植物或类似植物品种的生长协议）及其结果的所有可用信息，以建议对名义生长配方进行改进的调整。这可能会重复数次，甚至连续不断。

在图11所示的服务器271的实施例中，服务器271包括一个处理器275。在替代实施例中，服务器271包括多个处理器。处理器275可以是通用处理器，例如来自Intel或AMD，或者是专用处理器。例如，处理器275可以运行基于Windows或Unix的操作系统。存储器277可以包括一个或多个存储器单元。例如，存储器277可以包括一个或多个硬盘和/或固态存储器。例如，存储器277可以用于存储操作系统、应用程序和应用数据。

例如，接收器273和发射器274可以使用一种或多种有线和/或无线通信技术与光控制计算机91和气候控制计算机25进行通信。在替代实施例中，在服务器271中使用多个接收器和/或多个发射器，而不是单个接收器和单个发射器。在图11所示的实施例中，使用了单独的接收器和单独的发送器。在替代实施例中，接收器273和发射器274被组合成收发器。服务器271可以包括其他典型的服务器组件，例如电源连接器和显示器。本发明可以使用在一个或多个处理器上运行的服务器程序来实现。

图12描制了框图，该框图示出了可以执行如图6-10所述的方法的示例性数据处理系统。

如图12所示，数据处理系统300可以包括通过系统总线306耦合到存储器元件304的至少一个处理器302。因此，所述数据处理系统可以将程序代码存储在存储器元件304内。此外，处理器302可以执行通过系统总线306从存储器元件304访问的程序代码。在一方面，数据处理系统可以被实现为适合于存储和/或执行程序代码的计算机。然而，应当理解，数据处理系统300可以以包括能够执行本说明书中描述的功能的处理器和存储器的任何系统的形式来实现。

存储器元件304可以包括一个或多个物理存储器设备，作为示例，物理存储器设备诸如为本地存储器308以及一个或多个大容量存储设备310。本地存储器可以指通常在程序代码的实际执行期间使用的随机存取存储器或其他非持久性存储器设备。大容量存储设备可以被实现为硬盘驱动器或其它持久性数据存储设备。处理系统300还可以包括一个或多个高速缓存存储器(未示出)，其提供至少一些程序代码的暂时存储以便减少在执行期间必须从大容量存储设备310检索程序代码的次数。例如如果处理系统300是云计算平台的一部分的话，处理系统300还可以能够使用另一个处理系统的存储器元件。

可选地，描述为输入设备312和输出设备314的输入/输出(I/O)设备可以耦合到数据处理系统。输入设备的示例可以包括但不限于键盘、诸如鼠标的指示设备、麦克风（例如用于语音和/或话语的识别）等。输出设备的示例可以包括但不限于监视器或显示器、扬声器等。输入和/或输出设备可以直接地或通过介入的I/O控制器耦合到数据处理系统。

在一个实施例中，输入和输出设备可以实现为组合的输入/输出设备（在图12中以虚线围绕输入设备312和输出设备314示出）。这种组合设备的示例是触敏显示器，有时也称为“触摸屏显示器”或简称为“触摸屏”。在这样的实施例中，对设备的输入可以通过物理对象在触摸屏显示器上或触摸屏显示器附近的移动来提供，所述物理对象例如是触笔或用户的手指。

网络适配器316也可以耦合到数据处理系统以使其能够通过介入的专有网络或公共网络耦合到其他系统、计算机系统、远程网络设备和/或远程存储设备。网络适配器可以包括：数据接收器，用于接收由所述系统、设备和/或网络传输到数据处理系统300的数据；以及数据发送器，用于将数据从数据处理系统300发送到所述系统、设备和/或网络。调制解调器、线缆调制解调器和以太网卡是可以供数据处理系统300使用的不同类型的网络适配器的示例。

如图12所示，存储器元件304可以存储应用程序318。在各种实施例中，应用程序318可以存储在本地存储器308、一个或多个大容量存储设备310中，或者与本地存储器和大容量存储设备分开。应当理解，数据处理系统300可以进一步执行可以促进应用程序318的执行的操作系统（图12中未示出）。以可执行程序代码的形式实现的应用程序318可以由数据处理系统300执行，例如由处理器302执行。响应于对应用程序的执行，数据处理系统300可以被配置为执行这里描述的一个或多个操作或方法步骤。

本发明的各种实施例可以实现为与计算机系统一起使用的程序产品，其中程序产品的程序定义了实施例的功能（包括本文描述的方法）。在一个实施例中，程序可以包含在多种非暂时性计算机可读存储介质上，其中，本文所用的表述“非暂时性计算机可读存储介质”包括所有计算机可读介质，具有唯一的例外是暂时性传播信号。在另一个实施例中，程序可以包含在各种暂时性计算机可读存储介质上。示例性的计算机可读存储介质包括但不限于：(i)信息被永久存储于其上的不可写存储介质（例如，计算机内的只读存储设备，例如可由CD-ROM驱动器读取的CD-ROM磁盘、ROM芯片或任何类型的固态非易失性半导体存储器）；(ii)可变信息存储于其上的可写存储介质（例如，闪存、软盘驱动器或硬盘驱动器内的软盘，或任何类型的固态随机存取半导体存储器）。计算机程序可以在本文所描述的处理器302上运行。

本文所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的，并且不意图限制本发明。如本文所使用的，除非上下文另有明确指出，否则单数形式"一"、"一个"和"该"旨在也包括复数形式。将进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定了所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或它们的组。

相对应的结构、材料、动作和所有构件或步骤的等同形式，加上以下权利要求书中的功能元件，意在包括与特别主张的其它所主张的元件相结合地执行该功能的任何结构、材料或动作。本发明实施例的描述已经出于说明的目的被给出，但是其并非意在对所公开形式的实施方式进行穷尽性说明，或者其并非意在局限于所公开形式的实施方式。在并不背离本发明的范围和精神的情况下，许多修改和变化对于本领域技术人员将是显然的。对实施例的选择和描述以便对本发明的原则和一些实际应用进行最佳解释，并且使本领域技术人员中的另一些能够针对以下各种实施例来理解本发明：即，所述实施例具有适于所考虑到的特定用途的各种修改。

Claims

1.一种在植物生长环境中控制环境控制系统(11-13)的方法，所述方法包括：

-从存储在存储器中的生长协议集合中选择(101)生长协议；

-从多个容器标识符中选择(103)标识容器的容器标识符，所述容器包括至少一个植物并且所述多个容器标识符被存储在所述存储器或另外的存储器中；

-将所述生长协议与所述容器标识符相关联(105)，所述生长协议包括用于一个或多个生长条件参数的一个或多个目标值；

-对于所述一个或多个生长条件参数中的第一生长条件参数而言，通过对所述一个或多个目标值的目标值应用调整来确定(107)调整的目标值，所述调整大于预定最小值并且小于预定最大值；

-基于所述调整的目标值控制(109)环境控制系统(11-13)；

-从至少一个设备(21-23)获得(111)与所述容器标识符相关联的测量信息；

-基于所述测量信息确定(113)测量的植物生长参数值；

-比较(115)所述测量的植物生长参数值与期望的植物生长参数值，所述期望的植物生长参数值包含在所述生长协议中；

-确定(117)与所述测量的植物生长参数值和所述期望的植物生长参数值之间的差异相关的价值；

-在所述生长协议中，根据超过阈值的所述价值，用所述调整的目标值替换(119)所述目标值；和

-在所述生长协议中，根据超过所述阈值的所述价值，用所述测量的植物生长参数值替换(121)的所述期望的植物生长参数值。

2. 如权利要求1所述的方法，其中所述第一生长条件参数的目标值表示光设置，所述环境控制系统包括多个照明设备（11-13），所述方法包括：

-从所述多个照明设备中选择(135)与所述容器标识符相关联的照明设备；和

-基于所述调整的目标值控制(141)所述照明设备。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一生长条件参数的目标值表示光设置，所述环境控制系统包括多个照明设备（11-13），所述方法包括：

-确定(161)容器标识符的当前位置；

-通过选择与所述容器标识符的所述当前位置相关联的照明设备，从所述多个照明设备中选择(163)所述照明设备；和

-基于所述调整的目标值控制(167)所述照明设备。

4.如权利要求2或3所述的方法，其中，所述方法包括：

-确定(137)对应于所述容器标识符的容器的无串扰区域，在所述无串扰区域中生长的植物没有光串扰，所述无串扰区域基于用户输入，或基于所述多个照明设备与生长在所述容器中的植物之间的距离，和/或基于所述多个照明设备发射的光的图案而确定，

-确定(139)对应于在所述容器的所述无串扰区域中生长的一个或多个植物的一个或多个植物标识符，以及

-通过获得与所述一个或多个植物标识符相关联的测量信息来获得(143)与所述容器标识符相关联的所述测量信息。

5.如权利要求2或3所述的方法，其中，所述方法包括：

-确定(173)在所述容器标识符的位置从所述多个照明设备中的另外的照明设备接收到的光的光特性；

-基于所述调整的目标值和所述光特性确定(175)补偿的目标值；和

-在所述生长协议中，根据超过所述阈值的所述价值，用所述补偿的目标值替换(177)所述目标值。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述生长协议包括多个生长条件参数的目标值，所述多个生长条件参数包括所述第一生长条件参数和一个或多个其他生长条件参数，并且所述方法包括：在基于所述第一生长条件参数的所述调整的目标值来控制所述环境控制系统(11-13)时，基于为所述一个或多个其他生长条件参数指定的一个或多个目标值来控制(169)所述环境控制系统(11-13)或另外的环境控制系统(25，27)而无需调整。

7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括：

-将(105)所述生长协议与另外的容器标识符相关联；

-通过对所述一个或多个目标值的另外的目标值应用另外的调整来确定(107)另外的调整的目标值，所述另外的调整大于所述预定最小值且小于所述预定最大值；

-根据所述另外的调整的目标值控制(109)所述环境控制系统(11-13)或不同的环境控制系统(25，27)；

-从一个或多个设备(21-23)获得(111)与所述另外的容器标识符相关联的另外的测量信息；

-基于所述另外的测量信息确定(113)另外的测量的植物生长参数值；

-比较(115)所述另外的测量的植物生长参数值与所述期望的植物生长参数值；

-确定(117)所述另外的测量的植物生长参数值与所述期望的植物生长参数值之间的差异的另外的价值；

-在所述生长协议中，根据超过所述阈值的所述另外的价值，用所述另外的调整的目标值替换(119)所述另外的目标值；和

-在所述生长协议中，根据超过所述阈值的所述另外的价值，用所述另外的测量的植物生长参数值替换(121)所述期望的植物生长参数值。

8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括：

-将(205)所述生长协议与另外的容器标识符相关联；

-通过对所述一个或多个目标值的另外的目标值应用另外的调整来确定(207)另外的调整的目标值，所述另外的调整大于所述预定最小值且小于所述预定最大值；

-根据所述另外的调整的目标值控制(209)所述环境控制系统(11-13)或不同的环境控制系统(25，27)；

-从一个或多个设备(21-23)获得(211)与所述另外的容器标识符相关联的另外的测量信息；

-基于所述另外的测量信息确定(213)另外的测量的植物生长参数值；

-比较(215)所述另外的测量的植物生长参数值与所述期望的植物生长参数值；

-确定(217)所述另外的测量的植物生长参数值与所述期望的植物生长参数值之间的差异的另外的价值；

-比较(231)所述价值与所述另外的价值；

-在所述生长协议，根据超过所述阈值的所述价值和超过所述另外的价值的所述价值，用所述调整的目标值替换(119)所述目标值；和

-在所述生长协议中，根据超过所述阈值的所述价值和超过所述另外的价值的所述价值，用所述测量的植物生长参数值替换(121)所述期望的植物生长参数值。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括在所述生长协议的最后增长阶段中或之后从所述至少一个设备(21-23)获得所述测量信息。

10. 如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括：

-从多个设备(21-23)获得所述测量信息；和

-基于所述测量信息确定多个生长阶段中的所述测量的植物生长参数值。

11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法包括基于与所述生长协议相关联的植物物种或品种的生长模型来确定(251)所述调整的目标值。

12.如权利要求11所述的方法，其中所述方法包括基于所述调整的目标值和所述测量的植物生长参数值之间的关系修改(253)所述生长模型。

13.一种在植物生长环境中控制环境控制系统(11-13)的方法，所述方法包括：

-从存储在存储器中的生长协议集合中选择(101)生长协议；

-从多个植物标识符中选择(103)植物标识符，所述多个植物标识符被存储在所述存储器或另外的存储器中；

-将所述生长协议与所述植物标识符相关联(105)，所述生长协议包括用于一个或多个生长条件参数的一个或多个目标值；

-基于所述调整的目标值控制(109)环境控制系统(11-13)；

-从至少一个设备(21-23)获得(111)与所述植物标识符相关联的测量信息；

-基于所述测量信息确定(113)测量的植物生长参数值；

-在所述生长协议中，根据超过所述阈值的所述价值，用所述测量的植物生长参数值替换(121)所述期望的植物生长参数值。

14.一种控制器（1，31），包括：至少一个传感器接口（3，33），用于从至少一个设备（21-23）获得测量信息；至少一个控制接口，用于控制环境控制系统（11-13，27）)；以及至少一个处理器，适用于执行权利要求1至13中任一项的方法的步骤。

15.一种计算机程序或计算机程序套件，包括至少一个软件代码部分或存储至少一个软件代码部分的计算机程序产品，当在权利要求14的控制器的至少一个处理器上运行时，该软件代码部分致使所述至少一个处理器执行权利要求1至13中任一项的方法。