RU2776122C1 - Plant cultivation control system - Google Patents

Plant cultivation control system Download PDF

Info

Publication number
RU2776122C1
RU2776122C1 RU2021111820A RU2021111820A RU2776122C1 RU 2776122 C1 RU2776122 C1 RU 2776122C1 RU 2021111820 A RU2021111820 A RU 2021111820A RU 2021111820 A RU2021111820 A RU 2021111820A RU 2776122 C1 RU2776122 C1 RU 2776122C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
data
detector
substrate
properties
plant
Prior art date
Application number
RU2021111820A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Пол Ж. Л. Х. БАУВЕНС
Эндрю Ритхолл ЛИ
Питер Бенджамин СПОР
Original Assignee
Роквул Интернэшнл А/С
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 Роквул Интернэшнл А/С filed Critical Роквул Интернэшнл А/С
Application granted granted Critical
Publication of RU2776122C1 publication Critical patent/RU2776122C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: agriculture.
SUBSTANCE: invention relates to the field of agriculture, in particular, to hydroponics. The system (13) for controlling the plant cultivation conditions in hydroponic cultivation systems comprises: at least one detector (1301) for measuring at least one property of the substrate for plant cultivation or environmental conditions; first (1303) and second data processing tools. One or each detector (1301) is therein configured to measure the property or properties of the substrate for plant cultivation or environmental conditions and transmit the identifier of the detector and the measured property or properties via a communication channel to the first data processing tool. The first data processing tool (1303) is configured to: store the predetermined cultivation data in memory, including irrigation data, environmental data, yield data, cultivated crop data and/or climatic data determining the relation between: multiple values for one or more magnitudes from the number of temperature, pH level, water content, nutrient content, oxygen content in the substrate, air temperature, humidity, and illumination level, climatic conditions, parameters of the plant, yield, and crop condition; and multiple desired irrigation parameters and environmental parameters; process the measured properties received from each detector, resulting in processed properties of the substrate; provide output data indicating the desired input cultivation data for the cultivation substrate based on the processed properties and the predetermined cultivation data. The processed properties and the indicated output data form the processed data. The predicted properties of the substrate are calculated based on the processed data, the difference between the processed properties of the substrate and the predicted properties of the substrate is determined. The second data processing tool is therein configured to receive said difference from the first data processing tool (1303); receive the input message condition data in order to output a message based on said difference, and output a message when said difference satisfies the message condition.In the method, the system (13) for controlling the plant cultivation conditions is used. Portable communication apparatus of the detector (12) is adapted for use in the system.
EFFECT: improvement in the control of plant cultivation conditions.
21 cl, 18 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к выращиванию растений в гидропонных системах выращивания, содержащих искусственные субстраты, включая в себя управление условиями выращивания растений, такими как условия выращивания растений в субстратах из минеральной ваты, используемых для выращивания растений, а также условий окружающей среды.The present invention relates to growing plants in hydroponic growing systems containing artificial substrates, including the control of plant growing conditions, such as plant growing conditions in mineral wool substrates used for growing plants, as well as environmental conditions.

Уровень техникиState of the art

Гидропонные системы выращивания известны в данной области техники для выращивания растений с использованием минеральных питательных растворов без почвы (т.е. беспочвенных культур). Растения в гидропонных системах выращивания можно выращивать на субстратах разных типов, таких как, например, минеральная вата, стекловата, кокосовая койра (кокосовое волокно) или торфяные плиты.Hydroponic growing systems are known in the art for growing plants using mineral nutrient solutions without soil (ie, soilless crops). Plants in hydroponic growing systems can be grown on different types of substrates such as mineral wool, glass wool, coco coir (coir) or peat slabs.

Известно, что растения могут быть выращены в субстратах для выращивания из минеральной ваты. Такие субстраты для выращивания, как правило, предоставляются в виде когерентных пробки, блока, плиты или мата/оделяла и в общем случае включают связующее, обычно органическое связующее, чтобы обеспечить структурную целостность продукта.It is known that plants can be grown in mineral wool growing substrates. Such growth substrates are typically provided in the form of a coherent plug, block, slab, or mat/blanket and generally include a binder, usually an organic binder, to ensure the structural integrity of the product.

Как правило, процессом выращивания растения управляют на двух стадиях: первая стадия, управляемая «растениеводом», на которой растение выращивают из семян; и вторая стадия, управляемая «производителем», во время которой растение поддерживают и собирают любой урожай. Например, в случае растения томата растениевод может высаживать отдельные семена томата в цилиндрические пробки, имеющие толщину 25-30 мм и радиус около 20-30 мм. После прорастания семени растениевод помещает пробку в кубовидный блок, чтобы обеспечить дальнейший рост корневой системы и растения. Затем за отдельным растением в блоке ухаживают до тех пор, пока оно не может быть передано от растениевода производителю.As a rule, the process of growing a plant is controlled in two stages: the first stage, controlled by the "grower", in which the plant is grown from seeds; and the second stage, controlled by the "producer", during which the plant is maintained and whatever crop is harvested. For example, in the case of a tomato plant, the grower may plant individual tomato seeds in cylindrical plugs having a thickness of 25-30 mm and a radius of about 20-30 mm. After the seed germinates, the grower places the cork in the cuboid block to allow further growth of the root system and the plant. The individual plant in the block is then tended until it can be transferred from grower to grower.

Хотя часто в каждом блоке предусмотрено только одно растение, в одном блоке может быть помещено много растений. В некоторых примерах одно растение в блоке делят на два путем расщепления стебля на ранней фазе развития, в результате чего два растения совместно используют одну корневую систему. В другом варианте множество растений может быть привито вместе и выращено в одном блоке.Although often only one plant is provided in each block, many plants can be placed in one block. In some examples, one plant in a block is divided into two by splitting the stem early in development, whereby the two plants share the same root system. Alternatively, a plurality of plants may be grafted together and grown in one block.

Использование растениеводом отдельных пробки и блока не является существенным для всех растений, но было описано, например, в европейской патентной заявке EP 2111746, как обеспечивающее ряд преимуществ. В частности, небольшой размер пробки позволяет более регулярно поливать растение на начальной стадии без насыщения его субстрата.The grower's use of a separate plug and block is not essential for all plants, but has been described, for example in European patent application EP 2111746, as providing a number of advantages. In particular, the small size of the plug allows more regular watering of the plant in the initial stage without saturating its substrate.

После получения от растениевода производитель размещает ряд блоков на одной плите из минеральной ваты с получением системы выращивания растений. Плита из минеральной ваты, как правило, полностью закрыта фольгой или другим непроницаемым для жидкости слоем за исключением отверстий на верхней поверхности для приема блоков с растениями и сливного отверстия, предусмотренного на нижней поверхности.Upon receipt from the grower, the grower places a number of blocks on a single rock wool slab to form a plant growing system. The rock wool board is generally completely covered with foil or other liquid-impervious layer, except for holes on the top surface to receive the plant blocks and a drain hole provided on the bottom surface.

Во время последующего выращивания растения воду и питательные вещества подают с использованием капельниц, которые доставляют жидкость, содержащую воду и питательные вещества, в систему либо непосредственно к блокам, либо к плитам. Вода и питательные вещества в блоках и плитах поглощаются корнями растений и соответственно растения растут. Вода и питательные вещества, которые не были усвоены растением, либо оставляют в субстрате системы, либо сливают через сливное отверстие.During the subsequent growth of the plant, water and nutrients are supplied using drippers that deliver a liquid containing water and nutrients into the system, either directly to the blocks or to the slabs. The water and nutrients in the blocks and slabs are absorbed by the roots of the plants and the plants grow accordingly. Water and nutrients that have not been taken up by the plant are either left in the system's substrate or drained through the drain hole.

В процессе выращивания желательно использовать воду и питательные вещества как можно более эффективно. Это обусловлено как затратами, так и экологическими причинами. В частности, получение питательных веществ является дорогостоящим, при этом сточные воды, содержащие такие питательные вещества, трудно утилизировать из-за экологического законодательства. Такие вызовы будут расти, так как сырьевые материалы (особенно удобрения, такие как фосфаты) становятся все более дефицитными. Желание исключить подобные отходы совпадает с желанием улучшить условия выращивания растений, и, следовательно, повысить урожайность и качество плодов, полученных таким путем от растений.During the growing process, it is desirable to use water and nutrients as efficiently as possible. This is due to both cost and environmental reasons. In particular, obtaining nutrients is expensive, and wastewater containing such nutrients is difficult to dispose of due to environmental legislation. Such challenges will grow as raw materials (especially fertilizers such as phosphates) become increasingly scarce. The desire to eliminate such waste coincides with the desire to improve the growing conditions of plants, and, consequently, to increase the yield and quality of the fruits obtained in this way from plants.

Окружающей средой гидропонной системы выращивания, такой как теплица, можно управлять с помощью компьютера климат-контроля, выполненного с возможностью регулировать такие факторы, как, например, длительность в часах облучения солнечным светом, температура, влажность, скорость ветра или направление ветра. Компьютер климат-контроля может также отслеживать рост растений, здоровье растений, содержание воды и питательных веществ в субстрате. Измерение содержания воды и/или содержания питательных веществ в субстрате для выращивания растений известно. Хотя известные системы и устройства могут предоставить полезную информацию о составе сельскохозяйственной почвы и могут помочь с автоматизацией орошения почвы, они, однако, не могут обеспечить решения по эффективному управлению распределением воды и воды/питательных веществ в гидропонных системах выращивания, таких как субстраты из минеральной ваты. Также желательно в процессе выращивания использовать как можно более эффективно ресурсы, потребляемые компьютером климат-контроля, такие как электричество, вода и отопление, по тем же причинам, что приведены выше.The environment of a hydroponic growing system, such as a greenhouse, can be controlled by a climate control computer capable of adjusting factors such as hours of exposure to sunlight, temperature, humidity, wind speed, or wind direction, for example. The climate computer can also monitor plant growth, plant health, water content and nutrient content in the substrate. The measurement of water content and/or nutrient content in a growing substrate is known. Although the known systems and devices can provide useful information about the composition of agricultural soil and can help with the automation of soil irrigation, they, however, cannot provide solutions for the efficient management of water and water/nutrient distribution in hydroponic growing systems, such as mineral wool substrates. . It is also desirable during the growing process to use as efficiently as possible the resources consumed by the climate control computer, such as electricity, water and heating, for the same reasons as above.

В европейской патентной заявке EP 3016492 предложено решение по эффективному управлению распределением воды и питательных веществ в гидропонных системах выращивания. При использовании такой системы производители утверждают стратегию орошения (которая означает количество питательных веществ и воды, подаваемых в систему), проводят мониторинг системы, а затем корректируют уровень орошения на основании, например, измерений содержания воды или содержания питательных веществ. Однако проблема такого подхода состоит в том, что стратегию орошения своевременно не корректируют и целевые уровни (например, воды или питательных веществ) достигаются либо слишком рано, либо слишком поздно.European patent application EP 3016492 proposes a solution for efficient management of water and nutrient distribution in hydroponic growing systems. With such a system, growers approve an irrigation strategy (which refers to the amount of nutrients and water supplied to the system), monitor the system, and then adjust irrigation levels based on, for example, measurements of water content or nutrient content. However, the problem with this approach is that the irrigation strategy is not adjusted in a timely manner and target levels (eg water or nutrients) are reached either too early or too late.

Существует постоянная потребность в совершенствовании систем, доступных пользователю, для управления орошением растений при выращивании растений в системах гидропонного выращивания. В частности, желательно улучшить управление условиями выращивания в ответ на быстро меняющиеся факторы, такие как факторы окружающей среды, или на замену растений, субстратов или других материалов, используемых в системе.There is a continuing need for improved systems available to the user for managing plant irrigation when growing plants in hydroponic growing systems. In particular, it is desirable to improve the management of growing conditions in response to rapidly changing factors, such as environmental factors, or to changes in plants, substrates, or other materials used in the system.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Для устранения недостатков известного уровня техники предложена система управления условиями выращивания растений в гидропонных системах выращивания, причем система управления условиями выращивания растений содержит:To eliminate the shortcomings of the prior art, a system for controlling plant growing conditions in hydroponic growing systems is proposed, and the system for controlling plant growing conditions contains:

по меньшей мере, один детектор для измерения, по меньшей мере, одного свойства субстрата для выращивания растений или условий окружающей среды;at least one detector for measuring at least one property of the growing substrate or environmental conditions;

первое и второе средство обработки данных;first and second data processing means;

средство хранения данных; иdata storage means; and

причем один или каждый детектор выполнен с возможностью измерять свойство или свойства субстрата для выращивания растений или условий окружающей среды и передавать идентификатор детектора и измеренное свойство или свойства по каналу связи первому средству обработки данных;wherein one or each detector is configured to measure a property or properties of the growing substrate or environmental conditions and transmit the detector identifier and the measured property or properties over a communication channel to the first data processing means;

причем первое средство обработки данных выполнено с возможностью:wherein the first data processing means is configured to:

хранить в памяти заранее определенные данные выращивания, включающие в себя данные по орошению, данные об окружающей среде, данные растения, данные об урожае, данные о выращиваемой культуре и/или климатические данные, определяющие взаимосвязь между:store in memory predetermined growing data, including irrigation data, environmental data, plant data, yield data, crop data and/or climate data defining the relationship between:

многочисленными значениями для одной или нескольких величин из числа температуры, уровня рН, содержания воды, содержания питательных веществ, содержания кислорода в субстрате, температуры воздуха, влажности и уровня освещенности, климатических условий, параметров растения, урожая и состояния посевов; иmultiple values for one or more of temperature, pH level, water content, nutrient content, oxygen content in the substrate, air temperature, humidity and light level, climatic conditions, plant parameters, yield and crop conditions; and

множеством желаемых параметров орошения и параметров окружающей среды;a variety of desired irrigation parameters and environmental parameters;

обрабатывать измеренные свойства, принятые от каждого детектора, для получения обработанных свойств субстрата;process the measured properties received from each detector to obtain processed properties of the substrate;

предоставлять выходные данные, указывающие на входные данные желаемого выращивания для субстрата для выращивания и среды выращивания, на основании обработанных свойств и заранее определенных данных выращивания, причем обработанные свойства и указанные выходные данные образуют обработанные данные; иprovide output indicating a desired growth input for the growth substrate and growth medium based on the processed properties and predetermined growth data, the processed properties and said output forming the processed data; and

вычислять прогнозируемые свойства субстрата на основании обработанных данных;calculate predicted properties of the substrate based on the processed data;

определять разницу между обработанными свойствами субстрата и прогнозируемыми свойствами субстрата;determine the difference between the treated properties of the substrate and the predicted properties of the substrate;

где второе средство обработки данных выполнено с возможностью:where the second data processing means is configured to:

принимать указанную разницу от первого средства обработки данных;receive said difference from the first data processing means;

принимать входные данные условия сообщения для выведения сообщения на основании указанной разницы; иreceive a message condition input to output a message based on the specified difference; and

выводить сообщение, когда указанная разница удовлетворяет условию сообщения.output a message when the specified difference satisfies the message condition.

Следует понимать, что система подходит для гидропонных систем на стадии разведения, а также стадий выращивания, как описано выше; другими словами, система может использована как растениеводами, так и производителями.It should be understood that the system is suitable for hydroponic systems at the breeding stage as well as the growing stages as described above; in other words, the system can be used by both growers and growers.

Преимущественно система управления предоставляет пользователям (например, растениеводам или производителям) возможность осуществлять оптимальное управление своими культурами в критические моменты во время возделывания. Это достигается путем вывода сообщения пользователю, когда стратегия выращивания должна быть изменена, чтобы гарантировать своевременное достижение прогнозируемых свойств субстрата. Имея систему, в которой первое средство обработки данных способно действовать как буфер для сбора данных от одного или нескольких детекторов и обрабатывать эти данные, можно легко предоставлять обработанные данные и другие уведомления (такие как предупреждения) второму средству обработки данных. Конечно, первое средство обработки данных может направлять указанную разницу на второе средство обработки данных. В некоторых вариантах осуществления измеренные свойства, обработанные свойства, прогнозируемые свойства, указанные выходные данные, заранее определенные данные выращивания, взаимосвязи, хранящиеся в памяти, и/или обработанные данные также могут быть приняты вторым средством обработки данных от первого средства обработки данных.Advantageously, the control system provides users (eg growers or growers) with the ability to optimally manage their crops at critical times during cultivation. This is achieved by displaying a message to the user when the growing strategy needs to be changed to ensure that the predicted properties of the substrate are achieved in a timely manner. By having a system in which the first data processor is able to act as a buffer to collect data from one or more detectors and process the data, it is easy to provide the processed data and other notifications (such as alerts) to the second data processor. Of course, the first processing means may forward said difference to the second processing means. In some embodiments, measured properties, processed properties, predicted properties, specified outputs, predetermined growth data, relationships stored in memory, and/or processed data may also be received by the second data processor from the first data processor.

Данные получают от детекторов, размещенных на объекте, и передают на первое средство обработки данных. В предпочтительных вариантах осуществления детекторы представляют собой беспроводные датчики. Кроме того, данные могут быть получены от климатического компьютера, хранящего климатическую информацию (такую как информация о местных климатических условиях), от входных данных, касающихся информации о выращивании растений и информации по урожаю и/или культуре.The data is received from the detectors placed on the object and transmitted to the first data processing means. In preferred embodiments, the detectors are wireless sensors. In addition, data may be obtained from a climate computer storing climate information (such as information about local climate conditions), from inputs relating to plant growing information and crop and/or crop information.

Затем данные могут быть отправлены из первого средства обработки данных в средство хранения данных, такое как облако или база данных, и сохранены через какое-то время в виде регистрируемых данных. С другой стороны, система может дополнительно включать средство хранения данных, такое как облако или база данных. Первое средство обработки данных также может быть выполнено с возможностью направлять обработанные данные в средство хранения данных, и средство хранения данных может быть выполнено с возможностью сохранять направленные данные через какое-то время в виде регистрируемых данных. В некоторых вариантах осуществления средство хранения данных и первое средство обработки данных могут быть частью единого блока или устройства, которые в дальнейшем может называться смарт-боксом («smartbox», интеллектуальный ящик). В других вариантах осуществления средство хранения данных и первое средство обработки данных могут быть, например, частью облачного сервиса. Следует иметь ввиду, что функциональные возможности первого и второго средства обработки данных могут быть достигнуты, например, с помощью одного и того же блока или облачного сервиса.The data may then be sent from the first data processing means to a data storage medium such as a cloud or a database and stored over time as logged data. On the other hand, the system may further include a data storage medium such as a cloud or a database. The first data processing means may also be configured to send the processed data to the data storage means, and the data storage means may be configured to store the directed data over time as logged data. In some embodiments, the data storage means and the first data processing means may be part of a single unit or device, which may hereinafter be referred to as a smart box. In other embodiments, the storage means and the first data processing means may be part of a cloud service, for example. It should be understood that the functionality of the first and second data processing means can be achieved, for example, using the same block or cloud service.

Упомянутое выше «сообщение» может представлять собой рекомендацию, такую как рекомендация по заданному значению, которое должно быть применено. Такая рекомендация может содержать совет. Совет может предоставлять подробную информацию по настройкам, применяемым к системе для управления условиями выращивания растений, на основании собранных данных по выращиванию и сохраненного соотношения между различными параметрами (такими как один или несколько параметров из числа температуры, уровня pH, содержания воды, содержания питательных веществ, содержания кислорода в субстрате, температуры воздуха, влажности и уровня освещенности, уровня ФАР (PAR), климатических условий, уровня CO2, параметров растения, урожая и состояния посевов) и параметрами орошения и окружающей среды. Как изложено ниже, такие параметры орошения и окружающей среды могут включать орошение, фертигацию, отопление, вентиляцию, освещение, затенение и влажность. Совет также может показывать влияние, которое, по прогнозам, окажет на систему применение параметров орошения и/или окружающей среды. Кроме того, как изложено ниже, рекомендация может быть автоматически применена системой с входными данными пользователя или без них.The "message" mentioned above may be a recommendation, such as a recommendation for a set value, to be applied. Such a recommendation may contain advice. The Board may provide detailed information on the settings applied to the system for managing plant growing conditions based on the collected growing data and the stored relationship between various parameters (such as one or more of temperature, pH, water content, nutrient content, oxygen content in the substrate, air temperature, humidity and light level, PAR level (PAR), climatic conditions, CO 2 level, plant parameters, yield and crop conditions) and irrigation and environmental parameters. As discussed below, such irrigation and environmental parameters may include irrigation, fertigation, heating, ventilation, lighting, shading, and humidity. The tip can also show the impact that the application of irrigation and/or environmental parameters is predicted to have on the system. In addition, as discussed below, the recommendation may be automatically applied by the system with or without user input.

Детекторы могут быть выполнены с возможностью измерять параметры, имеющие место у растения или в окружающей среде (то есть, в пространстве выращивания и вокруг него). Например, при измерении температуры детекторы могут быть в состоянии измерять температуру окружающего воздуха (то есть, температуру в среде выращивания, или в конкретном месте, или репрезентативно по всему пространству выращивания), или измерять температуру растения.The detectors may be configured to measure parameters occurring in the plant or in the environment (ie, in and around the growing space). For example, when measuring temperature, the detectors may be able to measure the temperature of the ambient air (ie, the temperature in the growing environment, or at a particular location, or representative of the entire growing space), or measure the temperature of the plant.

В дополнение к приведенным выше параметрам детекторами могут быть измерены другие параметры растения. Примеры конкретных параметров растения включают диаметр стебля растения, высоту растения и сокодвижение в растении. При измерении параметров растения детектор для выполнения измерений может использовать один или несколько инвазивных зондов и неинвазивных датчиков. Под «инвазивными» в данном контексте подразумевается, что зонд может быть сконструирован и расположен, при применении, так, чтобы его можно было внедрить в объем растения для проведения конкретных измерений для растения. Неинвазивный датчик может позволить проводить измерение на растении без проникновения внутрь растения.In addition to the above parameters, other parameters of the plant can be measured by the detectors. Examples of specific plant parameters include plant stem diameter, plant height, and plant sap flow. When measuring plant parameters, the detector may use one or more invasive probes and non-invasive sensors to perform measurements. By "invasive" in this context is meant that the probe can be designed and positioned, in use, so that it can be introduced into the plant volume to make specific measurements for the plant. A non-invasive sensor may allow measurements to be taken on the plant without penetrating the inside of the plant.

Первое средство обработки данных (которое может быть названо, например, «мостом») затем вычисляет прогнозируемые свойства субстрата на основании регистрируемых данных. Под «прогнозируемым свойством» понимают индикатор свойства, ожидаемый в конкретный момент времени или через конкретный промежуток времени на основании регистрируемых данных. Например, содержание воды, достигнутое в секции производителя в определенный день, может быть предсказано из содержания воды, достигнутого в предыдущий день, если погодные условия остаются неизменными. После сохранения в облаке регистрируемые данные могут быть проанализированы любыми аналитическими средствами. В других вариантах осуществления второе средство обработки данных, которое может представлять собой ПК (PC) или смартфон, выполняет вычисление прогнозируемых свойств субстрата на основании регистрируемых данных.The first data processing means (which may be called, for example, a "bridge") then calculates the predicted properties of the substrate based on the recorded data. By "predictable property" is meant an indicator of a property expected at a particular point in time or after a particular period of time based on the recorded data. For example, the water content achieved in a producer section on a particular day can be predicted from the water content achieved on the previous day if the weather conditions remain unchanged. Once stored in the cloud, the logged data can be analyzed by any analytical tool. In other embodiments, the implementation of the second data processing means, which may be a PC (PC) or a smartphone, performs the calculation of the predicted properties of the substrate based on the recorded data.

В частности, сообщение запускается, когда есть разница между обработанными и прогнозируемыми значениями и эта разница удовлетворяет условию сообщения, например, находится в пределах заранее определенного интервала или выше заранее определенного порога, которые могут быть установлены пользователем. Например, триггеры сообщения могут быть установлены пользователем введением «заданных значений», которые означают желаемые значения или свойства системы (также называемые целями). Установив одно или несколько таких сообщений, пользователь способен создавать персонализированную стратегию орошения быстро и более эффективно, чем в существующих системах.In particular, a message is triggered when there is a difference between the processed and predicted values and the difference satisfies a message condition, eg, is within a predetermined interval or above a predetermined threshold that can be set by the user. For example, message triggers can be set by the user by entering "setpoints", which means desired values or properties of the system (also called targets). By setting one or more of these messages, the user is able to create a personalized irrigation strategy quickly and more efficiently than existing systems.

В некоторых вариантах осуществления условие сообщения может быть введено во второе средство обработки данных пользователем и/или первым средством обработки данных. Когда условие сообщения вводят из первого средства обработки данных, первое средство обработки данных может генерировать условие сообщения на основании взаимосвязи, сохраненной в памяти, или желаемых параметров орошения и параметров окружающей среды.In some embodiments, the message condition may be entered into the second data processor by the user and/or the first data processor. When the reporting condition is input from the first data processing means, the first data processing means may generate a reporting condition based on the relationship stored in the memory or the desired irrigation parameters and environmental parameters.

Обработанное свойство может относится к непосредственно измеренному свойству, такому как температура, или к вычисленному свойству, такому как содержание питательных веществ, на основании данных датчика. Под прогнозируемым свойством понимают индикатор свойства, основанный на регистрируемых данных, например, данных, сохраненных в облаке. Другими словами, прогнозируемое значение основано на значении, полученном в более раннее время для аналогичного набора условий.The processed property may refer to a directly measured property, such as temperature, or a calculated property, such as nutrient content, based on sensor data. A predictable property is a property indicator based on logged data, such as data stored in the cloud. In other words, the predicted value is based on the value obtained at an earlier time for a similar set of conditions.

В предпочтительных вариантах осуществления обработанные свойства и прогнозируемые свойства отображаются, например, в графическом пользовательском интерфейсе, позволяющем пользователю визуально сравнивать их и, следовательно, принимать быстрые решения и получать быструю обратную связь о последствиях этих решений. Графический пользовательский интерфейс может принадлежать приложению, запускаемому на ПК, или мобильному устройству, называемому «портативным устройством связи», такому как смартфон, планшет и т.д. Например, обработанные и прогнозируемые свойства в графическом пользовательском интерфейсе могут отображаться рядом друг с другом (то есть, кривые, построенные рядом). В частности, решения пользователя относятся к настройке уровней запуска сообщений и/или стратегии орошения. Взаимодействие между пользователем и графическим пользовательским интерфейсом позволяет более гибко и точно управлять условиями выращивания, которые можно легко и централизованно реконфигурировать в ответ на новые данные или в ответ на другие влияющие факторы, такие как факторы окружающей среды или замена растений или субстратов или других материалов, используемых в системе.In preferred embodiments, the processed properties and predicted properties are displayed, for example, in a graphical user interface, allowing the user to visually compare them and therefore make quick decisions and get quick feedback on the consequences of those decisions. The graphical user interface may belong to an application running on a PC or a mobile device referred to as a "handheld communication device", such as a smartphone, tablet, etc. For example, processed and predicted properties in a graphical user interface may be displayed side by side (ie, curves plotted side by side). In particular, the user's decisions relate to the setting of message trigger levels and/or irrigation strategy. The interaction between the user and the graphical user interface allows more flexible and precise control of growing conditions, which can be easily and centrally reconfigured in response to new data or in response to other influencing factors such as environmental factors or replacement of plants or substrates or other materials used. in system.

В предпочтительных вариантах осуществления уровень разности, при котором срабатывает сообщение, то есть, заранее определенные интервал или порог, в пределах которых разность гарантирует сообщение, может быть скорректирован пользователем. Этот уровень гибкости преимущественно улучшает управление и может усилить взаимодействие с пользователем.In preferred embodiments, the level of difference at which the message fires, that is, the predetermined interval or threshold within which the difference guarantees the message, can be adjusted by the user. This level of flexibility advantageously improves control and can enhance user experience.

Первое средство обработки данных детектора может быть выполнено с возможностью корректировать входные данные, указывающие на запуск сообщения. Это позволяет системному персоналу загружать заданные значения и вычисления в пользовательскую систему управления орошением, чтобы пользователь автоматически получал рекомендации по наилучшей стратегии орошения. Предпочтительно оптимальные заданные значения и вычисления могут быть получены с помощью аналитической оценки данных (например, графиков и рассчитанных значений), сопоставленных для системы в течении некоторого времени в виде части регистрируемых данных. В других вариантах осуществления второе средство обработки данных детектора может быть выполнено с возможностью корректировать входные данные, указывающий на запуск сообщения.The first detector data processing means may be configured to correct input data indicating the triggering of a message. This allows system staff to upload setpoints and calculations to the user's irrigation management system so that the user is automatically advised on the best irrigation strategy. Preferably, optimal setpoints and calculations can be obtained by analytical evaluation of data (eg, graphs and calculated values) compared to the system over time as part of the logged data. In other embodiments, the second detector data processing means may be configured to correct input data indicating the triggering of a message.

Портативное устройство связи в системе может представлять собой, например, смартфон или планшет, которые включают второе средство обработки данных. Соответственно, портативное устройство связи детектора предпочтительно подходит для запуска приложения для управления выращиванием растений. С другой стороны, портативное устройство связи может представлять собой специализированное «карманное» устройство, поддерживающее связь с приемником. Приемник также может передавать данные непосредственно в средство хранения данных.The portable communication device in the system may be, for example, a smartphone or tablet that includes a second data processing means. Accordingly, the portable detector communication device is preferably suitable for running a plant management application. On the other hand, the portable communication device may be a dedicated "handheld" device that communicates with the receiver. The receiver may also transmit data directly to the data storage means.

Когда портативное устройство связи находится во взаимодействии с детекторами, оно может быть названо «портативным устройством связи детектора». Портативное устройство связи в системе дополнительно позволяет проводить проверки и тестирование отдельных компонентов системы и позволяет облегчить настройку системы, так как пользователь может размещать детекторы в области выращивания и проверять выходные параметры без необходимости возвращаться к центральному компьютеру или обрабатывающему устройству, чтобы проверить или обновить конфигурацию и характеристики системы. Один или несколько детекторов могут быть использованы в системе, и предпочтительные варианты осуществления могут включать от 1 до 3 детекторов или больше. Предпочтительно система в наблюдаемой зоне, может быть развернута по беспроводной связи как будет описано ниже более подробно.When a portable communication device is in communication with detectors, it may be referred to as a "detector portable communication device". The portable communication device in the system additionally allows checking and testing of individual system components and allows for easier system setup, as the user can place detectors in the growth area and check output parameters without having to return to the central computer or processing device to check or update the configuration and characteristics. systems. One or more detectors may be used in the system, and preferred embodiments may include 1 to 3 or more detectors. Preferably, the system in the monitored area may be deployed wirelessly as will be described in more detail below.

Первое средство обработки данных может быть выполнено с возможностью управления входными данными выращивания (такими как входные данные орошения) для субстрата для выращивания растений и/или для окружающей среды, в которой субстрат расположен, на основании выходных данных, указывающих на желаемые входные данные выращивания (такие как входные данные орошения). «Выходные данные, указывающие на желаемые входные данные орошения» относится к входным параметрам для субстрата для выращивания, предоставляемым первым средством обработки данных детектора системы. Например, входные параметры орошения могут представлять собой входные данные в компьютере климат-контроля гидропонной системы. Другими словами, система не только может определять, будет ли достигнута желаемая цель вовремя и рекомендовать изменения в стратегии, но рекомендация может быть автоматически приведена в исполнение путем изменения стратегии орошения климатического компьютера. В других вариантах осуществления портативное устройство связи может быть выполнено с возможностью управлять входными данными выращивания для субстрата для выращивания растений и/или для окружающей среды, в которой субстрат расположен, на основании выходных данных, указывающих на желаемые входные данные выращивания.The first data processing means may be configured to control the growth input (such as irrigation input) for the growing substrate and/or the environment in which the substrate is located based on the output indicative of the desired grow input (such as irrigation input). "Output indicating the desired irrigation input" refers to inputs to the growth substrate provided by the first detector processing means of the system. For example, irrigation inputs may be input to the climate control computer of a hydroponic system. In other words, not only can the system determine if the desired goal will be reached on time and recommend changes to the strategy, but the recommendation can be automatically enforced by changing the climate computer's irrigation strategy. In other embodiments, the portable communication device may be configured to control the growth input for the growing substrate and/or the environment in which the substrate is located based on the output indicative of the desired growth input.

В предпочтительных вариантах осуществления передачу детектором данных первому средству обработки данных детектора осуществляют с временным интервалом меньше чем 10 мин, предпочтительно меньше чем 5 мин, более предпочтительно меньше чем 3 мин. Это позволяет своевременно отслеживать и управлять стратегией орошения. Кроме того, детектор может напрямую передавать данные на второе средство обработки данных детектора или в средство хранения данных.In preferred embodiments, the detector transmits data to the first detector data processing means at a time interval of less than 10 minutes, preferably less than 5 minutes, more preferably less than 3 minutes. This allows timely monitoring and management of the irrigation strategy. In addition, the detector may directly transmit data to the second data processing means of the detector or to the data storage means.

Соответственно, настоящее изобретение может использовать свойства, такие как температура (то есть, температура корней), содержание воды и содержание питательных веществ, определяя электропроводность жидкости в субстрате, например, чтобы точно определить содержание питательных веществ в искусственном субстрате в противоположность уровням отдельных элементов. «Содержание питательных веществ» также относится к содержанию отдельных питательных веществ, которое может быть измерено, например, с помощью датчика.Accordingly, the present invention can use properties such as temperature (i.e., root temperature), water content, and nutrient content to determine the electrical conductivity of a fluid in a substrate, for example, to accurately determine the nutrient content of an artificial substrate as opposed to the levels of individual elements. "Nutrient content" also refers to the content of individual nutrients, which can be measured, for example, with a sensor.

Таким образом, в отличие от существующих систем настоящая система обеспечивает гибкое решение проблемы управления отходами воды, характерной для беспочвенных культур гидропонных систем. Как обсуждалось выше, субстраты в гидропонных системах часто имеют фиксированные объемы воды, в отличие от почв и транспорта в почвах, в которых вода может распространяться по неограниченному объему субстрата в любом направлении. Фиксированные объемы воды в гидропонных системах обычно составляют от 1 до 30 литров на м2, чаще всего от 4 до 15 литров на м2. На одно растение фиксированные объемы воды, как правило, составляют 0,5-10 литров. Фиксированные объемы воды в гидропонных системах также довольно малы по сравнению с областями укоренения растений в почве.Thus, unlike existing systems, the present system provides a flexible solution to the water waste management problem associated with soilless crop hydroponic systems. As discussed above, substrates in hydroponic systems often have fixed volumes of water, in contrast to soils and transport in soils, in which water can spread over an unlimited volume of substrate in any direction. Fixed volumes of water in hydroponic systems are typically 1 to 30 liters per m 2 , most commonly 4 to 15 liters per m 2 . For one plant, fixed volumes of water, as a rule, are 0.5-10 liters. Fixed volumes of water in hydroponic systems are also quite small compared to plant rooting areas in the soil.

Беспочвенные субстраты в гидропонных системах могут быть расположены поверх почвы, на бетонных полах, на желобах, передвижных столах и т.д. Относительно меньшие объемы воды в сочетании с выращиванием вне почвы позволяют производителям собирать излишки воды, дезинфицировать воду и повторно использовать воду для внесения новых питательных растворов. Количество сливаемой воды относительно невелико (например, от 0 до 60 м3 на га в летний день). С помощью существующих систем дезинфекции (с использованием, например, насосов, специально предназначенных для этой цели) собранную слитую воду можно продезинфицировать, как правило, в течение 24 часов, чтобы она была готова к использованию на следующий день.Soilless substrates in hydroponic systems can be placed on top of the soil, on concrete floors, on gutters, mobile tables, etc. Relatively smaller volumes of water, combined with out-of-soil cultivation, allow growers to collect excess water, disinfect the water, and reuse the water to make new nutrient solutions. The amount of water drained is relatively small (eg 0 to 60 m 3 per ha on a summer day). With existing disinfection systems (using, for example, pumps specially designed for this purpose), the collected drain water can be disinfected, usually within 24 hours, so that it is ready for use the next day.

В искусственных субстратах, например, всасывающее давление, прикладываемое растениями для поглощения воды, обычно находится в интервале между pF 0 и 2, наиболее часто между pF 0 и 1,5. Хотя поглощение воды растениями в этом интервале не ограничено, различия в этом интервале могут определять различия в распределении сухого вещества в растениях. Напротив, в сельскохозяйственных почвах нормальные интервалы pF находятся между pF 2 и pF 4,2 (прикладываемое всасывающее давление растений составляет от 100 до 16000 атм). В этом интервале речь идет о доступности воды для растений, а не о ее влиянии на распределение сухой массы.In artificial substrates, for example, the suction pressure applied by plants to absorb water is typically between pF 0 and 2, most commonly between pF 0 and 1.5. Although the uptake of water by plants in this interval is not limited, differences in this interval may determine differences in the distribution of dry matter in plants. In contrast, in agricultural soils, normal pF ranges are between pF 2 and pF 4.2 (applied plant suction pressure is between 100 and 16,000 atm). In this interval, we are talking about the availability of water for plants, and not about its effect on the distribution of dry matter.

Портативное устройство связи также может быть выполнено с возможностью: принимать данные детектора от детектора системы; и передавать данные детектора первому средству обработки данных детектора. Портативное устройство связи может быть выполнено с возможностью принимать обработанные данные из средства хранения данных. Портативное устройство связи также может находиться во взаимодействии со средством хранения данных и может быть выполнено с возможностью принимать данные, по меньшей мере, от одного беспроводного детектора и направлять данные в средство хранения данных. Это может позволить пользователю проверять данные детектора, относящиеся к выходным данным или к состоянию детектора в зоне выращивания, и далее пересылать принятые данные первому средству обработки данных детектора с целью хранения данных для последующего анализа, или обновлять входные данные или данные конфигурации в системе после исправления или обновления установки или настройки компонентов системы. Данные могут быть сохранены на одном или нескольких детекторах, портативном устройстве связи, первом или втором средстве обработки данных детектора и в средстве хранения данных в течение длительных периодов, например, в течение 7 дней. При мониторинге выращивания растений часто полезно анализировать данные по выращиванию, охватывающие длительные периоды, чтобы обеспечить надежное и полезное представление по тенденциях. Имея систему, которая способна хранить данные в течение длительных периодов, например, на протяжении 7 дней, можно предоставлять производителям надежные и репрезентативные данные.The portable communications device may also be configured to: receive detector data from a system detector; and transmitting the detector data to the first detector data processing means. The portable communication device may be configured to receive processed data from the data storage means. The portable communication device may also be in communication with the data storage means and may be configured to receive data from at least one wireless detector and send the data to the data storage means. This may allow the user to check the detector data related to the output data or the state of the detector in the growing area, and then forward the received data to the first detector data processing means to store the data for later analysis, or to update the input or configuration data in the system after correction or update the installation or configuration of system components. The data may be stored on one or more detectors, the portable communication device, the detector's first or second data processing means, and the data storage means for extended periods, such as 7 days. When monitoring plant growth, it is often useful to analyze production data covering long periods to provide a reliable and useful trend view. By having a system that can store data for long periods, such as 7 days, it is possible to provide manufacturers with reliable and representative data.

Как правило, данные измеренных параметров (то есть, данные, измеренные непосредственно детектором) могут быть отправлены из детектора и сохранены локально на первом средстве обработки данных («мост») в течение периодов, по меньшей мере, один месяц, предпочтительно, по меньшей мере, два месяца. Когда данные параметров отправляют в облачный сервис или средства хранения данных, данные параметров, как правило, могут храниться на облачном сервисе или в средстве хранения данных в течение периодов, по меньшей мере, один год, предпочтительно, по меньшей мере, два года. Аналогично, вычисленные данные (то есть, данные измеренного параметра, которые были обработаны посредством вычислений, чтобы предоставить интерпретированные значения) также могут храниться в облачном сервисе или в средстве хранения данных в течение периодов, по меньшей мере, один год, предпочтительно, по меньшей мере, два года. Имея сохраненные за длительный период данные можно создать надежный источник данных, по которым могут быть рассчитаны тенденции выращивания и действия, требуемые для выращивания. Более того, наличие краткосрочных данных (данных за последние один или два месяца), сохраненных локально на мосту, позволяет быстрее получать доступ к данным, которые часто используются для расчета и предоставления пользователю.Typically, measured parameter data (i.e., data measured directly by the detector) may be sent from the detector and stored locally on the first data processing means ("bridge") for periods of at least one month, preferably at least , two months. When the parameter data is sent to the cloud service or storage medium, the parameter data may generally be stored in the cloud service or storage medium for periods of at least one year, preferably at least two years. Likewise, calculated data (i.e., measured parameter data that has been processed through calculations to provide interpreted values) may also be stored in a cloud service or storage medium for periods of at least one year, preferably at least , two years. With data stored over a long period, a reliable source of data can be created from which growing trends and actions required for growing can be calculated. Moreover, having short-term data (data for the last one or two months) stored locally on the bridge allows faster access to data that is often used for calculation and provision to the user.

Данные могут быть сохранены и обработаны в дискретные, усредненные величины. Например, данные измеренных параметров от детекторов могут быть усреднены за пяти-минутный период, чтобы обеспечить «5-минутные данные» измеренных параметров. Хотя 5-минутные данные оказались полезными для целей настоящего изобретения, данные, усредненные по другим периодам времени, таким как 10-минутные данные и часовые данные, которые производятся как и 5-минутные данные, также признаны полезными при использовании. Вычисленные данные также могут быть сохранены и обработаны в таких дискретных величинах, как 5-минутные данные.Data can be stored and processed into discrete, averaged values. For example, measured parameter data from detectors may be averaged over a five-minute period to provide "5-minute data" of measured parameters. Although 5 minute data has proven useful for the purposes of the present invention, data averaged over other time periods such as 10 minute data and hourly data that are produced as well as 5 minute data have also been found useful in use. The calculated data can also be stored and processed in discrete units such as 5 minute data.

Первое средство обработки данных детектора также может быть выполнено с возможностью: обрабатывать измеренные свойства, принятые от каждого детектора, для определения содержания питательных веществ в субстрате, связанном с каждым детектором; и предоставлять выходные данные, указывающие на желаемые входные данные орошения для субстрата для выращивания, на основании вычисленного содержания питательных веществ в субстрате. Управление входными данными орошения на основании содержания питательных веществ не известно, так как обычно используют другие входные данные, такие как обнаруженное облучение или обнаруженные уровни воды. Использование уровней питательных веществ для управления орошением отражает признание того, что, по меньшей мере, время от времени, уровень содержания воды не следует поддерживать в определенной точке, если это оказывает пагубное влияние на уровень питательных веществ. Например, когда предпринимают целенаправленные усилия по снижению уровня содержания воды в субстрате, существует риск, что это приведет к повышенному уровню питательных веществ. Поэтому было признано нецелесообразным игнорировать уровень питательных веществ при осуществлении управления уровнем содержания воды. В предпочтительных вариантах свойством, указывающим на содержание питательных веществ, является электропроводность жидкости в субстрате для выращивания.The first detector data processing means may also be configured to: process the measured properties received from each detector to determine the nutrient content of the substrate associated with each detector; and provide an output indicative of the desired irrigation input for the growing substrate based on the calculated nutrient content of the substrate. Management of irrigation inputs based on nutrient content is not known, as other inputs such as detected irradiation or detected water levels are commonly used. The use of nutrient levels for irrigation management reflects the recognition that, at least occasionally, water levels should not be maintained at a certain point if this has a detrimental effect on nutrient levels. For example, when deliberate efforts are made to reduce the water content of the substrate, there is a risk that this will lead to increased levels of nutrients. Therefore, it has not been deemed appropriate to ignore nutrient levels when managing water levels. In preferred embodiments, the property indicative of nutrient content is the electrical conductivity of the liquid in the growth substrate.

Портативное устройство связи также может быть выполнено с возможностью: принимать идентификатор детектора от детектора системы; принимать данные детектора, относящиеся к детектору; и передавать идентификатор детектора и данные детектора первому средству обработки данных, также называемому «центральным средством обработки данных детектора». Это обеспечивает гибкий ввод данных детектора в центральное процессорное средство системы без необходимости присутствия в центральном процессорном средстве данных детектора, так что конфигурация может быть выполнена более эффективно в зоне выращивания.The portable communications device may also be configured to: receive a detector identifier from a system detector; receive detector data related to the detector; and transmit the detector ID and detector data to the first data processing means, also called "detector central processing means". This allows for flexible input of detector data to the system CPU without the need for detector data to be present on the CPU, so that configuration can be performed more efficiently in the growing area.

Портативное устройство связи может быть выполнено с возможностью: принимать, с помощью входных данных пользователя, определенные пользователем данные детектора с идентификатором детектора; и передавать идентификатор детектора и определенные пользователем данные детектора первому средству обработки данных детектора. Ввод пользовательских данных позволяет пользователю определять данные для детектора и передавать данные первому средству обработки данных детектора для удаленного местоположения, так что конфигурация может быть выполнена более эффективно в зоне выращивания.The portable communications device may be configured to: receive, with user input, user-defined detector data with a detector ID; and transmitting the detector ID and the user-defined detector data to the first detector data processing means. Entering user data allows the user to define the data for the detector and transmit the data to the first data processing means of the detector for the remote location, so that the configuration can be performed more efficiently in the growing area.

Данные, связанные с идентификатором детектора, могут включать любые или все данные из числа: данных о местоположении детектора; состояния питания детектора; состояния линии связи между детектором и первым средством обработки данных детектора; информации, указывающей на тип и/или размер субстрата для выращивания, измеренные детектором; и/или свойства или свойств субстрата для выращивания, измеренных детектором. Некоторые или все из приведенных выше данных могут быть переданы детектором или введены пользователем в портативное устройство связи детектора.The data associated with a detector ID may include any or all of the following: detector location data; detector power status; state of the communication line between the detector and the first data processing means of the detector; information indicative of the type and/or size of the growth substrate as measured by the detector; and/or the properties or properties of the growth substrate as measured by the detector. Some or all of the above data may be transmitted by the detector or entered by the user into the detector's portable communication device.

Портативное устройство связи может быть выполнено с возможностью: принимать измеренные свойства от детектора; связывать измеренные свойства с идентификатором детектора этого детектора; и передавать идентификатор детектора и связанные измеренные свойства первому средству обработки данных детектора системы. Это может позволить пользователю проверять выходные данные детектора в зоне выращивания и далее направлять их в центральное средство обработки для хранения данных для последующего анализа или обновлять входные данные или данные конфигурации в системе после исправления или обновления установки или конфигурации компонентов системы.The portable communication device may be configured to: receive measured properties from the detector; associate the measured properties with the detector ID of that detector; and transmitting the detector identifier and associated measured properties to the first detector processing means of the system. This may allow the user to check the output of the detector in the growing area and then send it to a central processing facility for data storage for later analysis, or to update the input or configuration data in the system after correcting or updating the installation or configuration of system components.

Портативное устройство связи может дополнительно содержать средство определения местоположения для определения данных о местоположении устройства или детектора и может быть также выполнено с возможностью: связывать идентификатор детектора с определенными данными о местоположении; и передавать идентификатор детектора и связанные данные о местоположении в первое средство обработки данных детектора системы. Это дает возможность направлять сведения о местоположении детектора или детекторов системы первому средству обработки данных детектора без необходимости возврата к первому средству обработки данных детектора.The portable communication device may further comprise a location means for determining the location data of the device or detector, and may also be configured to: associate a detector identifier with certain location data; and transmitting the detector ID and associated location data to the first detector processing means of the system. This makes it possible to send location information of the detector or detectors of the system to the first detector data processor without having to return to the first detector data processor.

Первое средство обработки данных и один или несколько детекторов каждый могут включать модуль LoRa, выполненный с возможностью принимать и передавать данные посредством технологии передачи данных LoRa. Первое средство обработки данных может быть выполнено с возможностью взаимодействовать с одним или несколькими детекторами посредством передачи данных по протоколу LoRa. Передача данных по протоколу LoRa (сокращенно от Long Range (большая дальность)) позволяет устанавливать беспроводную сеть для передачи данных с очень большой дальностью (как правило, приблизительно от 10 до 25 км) при низкой стоимости и низком энергопотреблении. Это дает возможность детекторам и первому средству обработки данных, мосту, быть надежно подключенными недорогим и эффективным образом.The first data processing means and one or more detectors may each include a LoRa module configured to receive and transmit data via LoRa data transmission technology. The first data processing means may be configured to interact with one or more detectors through data transmission over the LoRa protocol. LoRa (short for Long Range) data transmission allows you to set up a wireless network for data transmission with a very long range (typically approximately 10 to 25 km) at low cost and low power consumption. This allows the detectors and the first processing means, the bridge, to be securely connected in a cost-effective and efficient manner.

Альтернативно или в комбинации первое средство обработки данных и один или несколько детекторов каждый могут включать Bluetooth модуль, выполненный с возможностью устанавливать друг с другом систему беспроводной связи Bluetooth. Первое средство обработки данных может быть выполнено с возможностью взаимодействия с одним или несколькими детекторами посредством передачи данных по протоколу Bluetooth. Передача данных по Bluetooth позволяет устанавливать беспроводную сеть передачи данных на небольшом расстоянии (как правило, приблизительно 100 м) при низких затратах. Это дает возможность детекторам и первому средству обработки данных быть надежно подключенными недорогим и эффективным образом.Alternatively, or in combination, the first processing means and the one or more detectors may each include a Bluetooth module configured to establish a Bluetooth wireless communication system with each other. The first data processing means may be configured to communicate with one or more detectors via Bluetooth data transmission. Bluetooth data transmission allows you to set up a wireless data network at a short distance (typically approximately 100 m) at low cost. This allows the detectors and the first data processing means to be securely connected in an inexpensive and efficient manner.

Портативное устройство связи может включать Bluetooth модуль, выполненный с возможностью устанавливать беспроводную связь Bluetooth с первым средством обработки данных или с одним или несколькими детекторами. Портативное устройство связи может быть выполнено с возможностью передавать и принимать данные через сеть Bluetooth с первым средством обработки данных и одним или несколькими детекторами. Такая конфигурация позволяет портативному устройству связи взаимодействовать с детекторами даже в случае неполадок более широкой сети. Другими словами, пользователь может быстро и напрямую получать доступ через сеть малого радиуса действия к данным, измеренным детектором, даже в случае сбоя питания.The portable communications device may include a Bluetooth module configured to establish Bluetooth wireless communication with the first processing means or with one or more detectors. The portable communication device may be configured to transmit and receive data via a Bluetooth network with the first data processing means and one or more detectors. This configuration allows the portable communications device to communicate with the detectors even if the wider network fails. In other words, the user can quickly and directly access the data measured by the detector via a short-range network, even in the event of a power failure.

Кроме того, предложен способ управления условиями выращивания растений с использованием системы в соответствии с изобретением.In addition, a method is provided for controlling plant growing conditions using a system in accordance with the invention.

Способ может дополнительно включать введение условия сообщения в портативное устройство связи, выполняющее приложение в соответствии с изобретением, как описано выше.The method may further include introducing a message condition to the portable communication device executing the application in accordance with the invention, as described above.

Также предусмотрено портативное устройство связи, адаптированное для использования в системе, описанной выше, например, смартфон или специализированное карманное устройство. Предпочтительно при применении портативное устройство связи образует часть системы в соответствии с изобретением.Also provided is a portable communication device adapted for use in the system described above, such as a smartphone or dedicated handheld device. Preferably, when used, the portable communication device forms part of the system according to the invention.

Кроме того, предусмотрен компьютерный программный продукт, загружаемый в память электронного устройства связи и содержащий команды, которые при исполнении этим электронным устройством связи заставляют его конфигурироваться в качестве заявленного портативного устройства связи детектора.In addition, a computer program product is provided that is loaded into the memory of the electronic communication device and contains instructions that, when executed by this electronic communication device, cause it to be configured as the claimed portable detector communication device.

Это также создает платформу для анализа данных для обработки регистрируемых данных, используемых в системе в соответствии с изобретением. Это преимущественно позволяет пользователям получать экспертные консультации на основании проанализированных данных.It also creates a data analysis platform for processing the logged data used in the system according to the invention. This advantageously allows users to receive expert advice based on the analyzed data.

Ряд факторов, отслеживаемых детекторами системы, может оказывать сильное влияние, или отдельно или в сочетании с уровнем питательных веществ, и эти факторы могут меняться по всей большой системе выращивания растений. Система, описанная выше, позволяет пользователю реализовывать недорогую систему и быстро и легко перемещать оборудование или детекторы в другие зоны теплицы или другие зоны выращивания, так что можно быстро и легко управлять условиями во множестве зон без необходимости покупки нового оборудования для каждой зоны.A number of factors monitored by system detectors can have a strong influence, either alone or in combination with nutrient levels, and these factors can vary throughout a large growing system. The system described above allows the user to implement a low cost system and quickly and easily move equipment or detectors to other areas of the greenhouse or other growing areas so that conditions in multiple areas can be quickly and easily controlled without having to purchase new equipment for each area.

Таким образом, предложена быстрая и гибкая система обратной связи, которая может быть использована для тщательного и надежного мониторинга уровня питательных веществ в плите и для управления поставляемой водой в зависимости от этого уровня. Это дает возможность своевременно управлять окружающей средой для каждого растения, обеспечивая максимальный результат для данной подачи воды и/или питательных веществ.Thus, a fast and flexible feedback system has been proposed that can be used to closely and reliably monitor the nutrient levels in the slab and to control the water supply based on this level. This makes it possible to timely manage the environment for each plant, ensuring the maximum result for a given supply of water and/or nutrients.

Преимущества улучшенного управления распределением воды и/или питательных веществ особенно важны на ранней стадии, когда содержащий растение блок впервые помещают на плиту. В этот момент важно, чтобы первый слой содержал достаточно воды и питательных веществ, чтобы гарантировать хорошее укоренение внутри плиты. Это способствует позитивному развитию корней для обеспечения оптимального и здорового развития растений. Полезным является то, что плита по настоящему изобретению не только предоставляет достаточные количества воды и питательных вещества, но также дает возможность тщательно управлять уровенем воды и питательных веществ в непосредственной близости от корней. Это помогает избежать перекорма растения, который способен уменьшить развитие фруктов и/или овощей.The benefits of improved management of water and/or nutrient distribution are especially important at an early stage when the block containing the plant is first placed on the slab. At this point, it is important that the first layer contains enough water and nutrients to ensure good rooting inside the slab. This promotes positive root development to ensure optimal and healthy plant development. Advantageously, the plate of the present invention not only provides sufficient amounts of water and nutrients, but also allows the water and nutrient levels in the immediate vicinity of the roots to be carefully managed. This helps to avoid overfeeding the plant, which can reduce fruit and/or vegetable development.

Система по настоящему изобретению может быть использована в любой системе выращивания растений (в одинаковой мере как растениеводами, так и производителями) и может быть реализована по существу с любым субстратом для выращивания растений, который может содержать природные или искусственные материалы и который может быть использован в управляемой среде, такой как теплица, в теплицах туннельного типа или во внешней окружающей среде. Преимущества изобретения могут быть реализованы практически в любой области сельского хозяйства или садоводства, где условия выращивания, описанные здесь, подлежат управлению.The system of the present invention can be used in any plant growing system (both growers and growers alike) and can be implemented with essentially any plant growing substrate that may contain natural or artificial materials and that can be used in a controlled manner. environment such as a greenhouse, in tunnel greenhouses, or in an outdoor environment. The benefits of the invention can be realized in virtually any field of agriculture or horticulture where the growing conditions described here are to be controlled.

Может быть предложена система управления условиями выращивания растений в гидропонных системах выращивания, причем эта система управления условиями выращивания растений включает:A system for managing plant growth conditions in hydroponic growing systems may be provided, the system for controlling plant growing conditions including:

по меньшей мере, один детектор для измерения, по меньшей мере, одного свойства субстрата для выращивания растений;at least one detector for measuring at least one property of the plant growth substrate;

первое и второе средство обработки данных;first and second data processing means;

средство хранения данных; иdata storage means; and

один или каждый детектор выполнены с возможностью измерять свойство или свойства субстрата для выращивания растений и передавать идентификатор детектора и измеренное свойство или свойства по каналу связи первому средству обработки данных;one or each detector is configured to measure a property or properties of the plant growth substrate and transmit the detector identifier and the measured property or properties over a communication channel to the first data processing means;

причем первое средство обработки данных выполнено с возможностью:wherein the first data processing means is configured to:

хранить в памяти заранее определенные данные орошения, определяющие зависимость между:store in memory predefined irrigation data defining the relationship between:

многочисленными значениями для одной или нескольких величин из числа температуры, уровня рН, содержания воды, содержания питательных веществ, содержания кислорода и параметров растения субстрата; иmultiple values for one or more of temperature, pH, water content, nutrient content, oxygen content, and substrate plant parameters; and

множеством желаемых параметров орошения;a variety of desired irrigation parameters;

обрабатывать измеренные свойства, принятые от каждого детектора, для получения обработанных свойств субстрата;process the measured properties received from each detector to obtain processed properties of the substrate;

предоставлять выходные данные, указывающие на желаемые входные данные орошения для субстрата для выращивания, на основании обработанных свойств и заранее определенных данных орошения, где в некоторых вариантах осуществления указанные выходные данные и обработанные свойства образуют обработанные данные; иprovide an output indicative of a desired irrigation input for the growth substrate based on the processed properties and predetermined irrigation data, where in some embodiments, said output and the processed properties form the processed data; and

направлять обработанные данные в средство хранения данных, причем средство хранения данных выполнено с возможностью хранить направленные данные в виде регистрируемых данных;forwarding the processed data to a data storage means, the data storage means being configured to store the directed data as logged data;

где второе средство обработки данных выполнено с возможностью:where the second data processing means is configured to:

принимать данные из средства хранения данных;receive data from the data storage means;

вычислять прогнозируемые свойства субстрата на основании регистрируемых данных; определять разницу между обработанными свойствами субстрата и прогнозируемыми свойствами субстрата;calculate predicted properties of the substrate based on the recorded data; determine the difference between the treated properties of the substrate and the predicted properties of the substrate;

принимать входные данные условия сообщения для выведения сообщения на основании указанной разницы; иreceive a message condition input to output a message based on the specified difference; and

выводить сообщение, когда указанная разница удовлетворяет условию сообщения.output a message when the specified difference satisfies the message condition.

Может быть предложена система управления условиями выращивания растений в гидропонных системах выращивания, и эта система управления условиями выращивания растений включает:A system for managing plant growing conditions in hydroponic growing systems can be proposed, and this plant growing condition management system includes:

по меньшей мере, один детектор для измерения, по меньшей мере, одного свойства субстрата для выращивания растений или условий окружающей среды;at least one detector for measuring at least one property of the growing substrate or environmental conditions;

первое и второе средство обработки данных;first and second data processing means;

средство хранения данных; иdata storage means; and

один или каждый детектор выполнены с возможностью измерять свойство или свойства субстрата для выращивания растений или условий окружающей среды и передавать идентификатор детектора и измеренные свойство или свойства по каналу связи первому средству обработки данных;one or each detector is configured to measure a property or properties of the growing substrate or environmental conditions and transmit the detector identifier and the measured property or properties over a communication channel to the first data processing means;

причем первое средство обработки данных выполнено с возможностью:wherein the first data processing means is configured to:

хранить в памяти заранее определенные данные выращивания, включающие данные по орошению, данные об окружающей среде, данные о растении, данные об урожае, данные о выращиваемой культуре и/или климатические данные, определяющие взаимосвязь между:store predefined growing data, including irrigation data, environmental data, plant data, yield data, crop data and/or climate data, defining the relationship between:

многочисленными значениями для одной или нескольких величин из числа температуры, уровня рН, содержания воды, содержания питательных веществ, содержания кислорода в субстрате, температуры воздуха, влажности и уровня освещенности, климатических условий, параметров растения, урожая и состояния посевов; иmultiple values for one or more of temperature, pH level, water content, nutrient content, oxygen content in the substrate, air temperature, humidity and light level, climatic conditions, plant parameters, yield and crop conditions; and

множеством желаемых параметров орошения и параметров окружающей среды;a variety of desired irrigation parameters and environmental parameters;

обрабатывать измеренные свойства, принятые от каждого детектора, для получения обработанных свойств субстрата;process the measured properties received from each detector to obtain processed properties of the substrate;

предоставлять выходные данные, указывающие на входные данные желаемого выращивания для субстрата для выращивания и среды субстрата, на основании обработанных свойств и предопределенных данных выращивания, где в некоторых вариантах осуществления обработанные свойства и указанные выходные данные образуют обработанные данные; иprovide output indicative of a desired growth input for the growth substrate and substrate environment based on the processed properties and the predefined growth data, where in some embodiments the processed properties and said output form the processed data; and

направлять обработанные данные в средство хранения данных, причем средство хранения данных выполнено с возможностью хранить направленные данные в виде регистрируемых данных;forwarding the processed data to a data storage means, the data storage means being configured to store the directed data as logged data;

где второе средство обработки данных выполнено с возможностью:where the second data processing means is configured to:

принимать регистрируемые данные из средства хранения данных;receive the logged data from the data storage means;

вычислять прогнозируемые свойства субстрата на основании регистрируемых данных; определять разницу между обработанными свойствами субстрата и прогнозируемыми свойствами субстрата;calculate predicted properties of the substrate based on the recorded data; determine the difference between the treated properties of the substrate and the predicted properties of the substrate;

принимать входные данные условия сообщения для выведения сообщения на основании указанной разницы; иreceive a message condition input to output a message based on the specified difference; and

выводить сообщение, когда указанная разница удовлетворяет условию сообщения.output a message when the specified difference satisfies the message condition.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Пример системы, способа, портативного устройства связи, компьютерной программы и платформы описан со ссылкой на прилагаемые чертежи.An example of a system, method, portable communication device, computer program and platform is described with reference to the accompanying drawings.

ФИГ. 1 иллюстрирует плиту, используемую для выращивания растений.FIG. 1 illustrates a plate used for growing plants.

ФИГ. 2 иллюстрирует систему выращивания растений, содержащую блок вместе с плитой ФИГ. 1.FIG. 2 illustrates a plant growing system comprising a block along with the plate of FIG. one.

ФИГ. 3 иллюстрирует блок ФИГ. 2 вместе с пробкой и растением.FIG. 3 illustrates the block of FIG. 2 together with cork and plant.

ФИГ. 4 иллюстрирует устройство орошения на месте рядом с системой выращивания растений ФИГ. 2.FIG. 4 illustrates an in situ irrigation arrangement adjacent to the plant growing system of FIG. 2.

ФИГ. 5 иллюстрирует местоположение детекторов воды и питательных веществ на системе выращивания растений ФИГ. 2.FIG. 5 illustrates the location of the water and nutrient detectors on the plant growing system of FIG. 2.

ФИГ. 6 показывает схематично систему управления выращиванием растений, включающую различные элементы.FIG. 6 shows schematically a plant management system including various elements.

ФИГ. 7 иллюстрирует другую систему, включающую различные элементы.FIG. 7 illustrates another system including various elements.

ФИГ. 8 представляет собой пример графического пользовательского интерфейса, показывающий измеренные уровни содержания воды, электропроводности и температуры.FIG. 8 is an example of a graphical user interface showing measured levels of water content, conductivity, and temperature.

ФИГ. 9A и 9B показывают другие примеры графического пользовательского интерфейса.FIG. 9A and 9B show other examples of the graphical user interface.

ФИГ. 10 представляет собой пример графического пользовательского интерфейса, показывающий многопараметрические измерения для уровней содержания воды, электропроводности и температуры.FIG. 10 is an example of a graphical user interface showing multivariable measurements for water content, conductivity, and temperature levels.

ФИГ. 11A представляет собой пример графического пользовательского интерфейса, показывающий дневную динамику в системе, где могут быть введены заданные значения.FIG. 11A is an example of a graphical user interface showing the daily trend in the system where setpoints can be entered.

ФИГ. 11B представляет собой пример графического пользовательского интерфейса, показывающий годовую динамику в системе, где эталонная (то есть, целевая) линия отображена рядом с кривой управления орошением.FIG. 11B is an example of a graphical user interface showing yearly progress in a system where the reference (ie, target) line is displayed next to the irrigation control curve.

ФИГ. 11C представляет собой пример графического пользовательского интерфейса, показывающий прогнозируемые линии, построенные на основании определенных заданных значений.FIG. 11C is an example of a graphical user interface showing predictive lines plotted based on certain predetermined values.

ФИГ. 11D показывает пример одной формы сообщения, такого как уведомление.FIG. 11D shows an example of one form of a message, such as a notification.

ФИГ. 11E показывает еще один снимок с экрана графического пользовательского интерфейса, запускаемого на смартфоне.FIG. 11E shows another screen shot of a graphical user interface running on a smartphone.

ФИГ. 12 иллюстрирует пример среды для плит и блоков, используемых для выращивания растений.FIG. 12 illustrates an example of slab and block media used for growing plants.

ФИГ. 13 иллюстрирует пример системы управления выращиванием растений, содержащей различные элементы.FIG. 13 illustrates an example of a plant management system containing various elements.

Подробное описаниеDetailed description

На ФИГ. 1 показана плита 1 из минеральной ваты, имеющая первый слой первой плотности, расположенный над вторым слоем второй плотности. Плита 1 имеет объем 6,8 литров, хотя в более общем случае для предпочтительных вариантов осуществления объем может находиться в интервале от 3 до 20 литров, более предпочтительно в интервале от 5 до 15 литров и наиболее предпочтительно в интервале от 5 до 11 литров. Такие плиты могут иметь объем в интервале от 6 до 8 литров. С другой стороны, объем может находиться в интервале, например, от 3 до 15 литров или 3 до 10 литров. Альтернативная предпочтительная плита имеет объем 9 литров. Плита может включать множество слоев, в том числе нижний слой и верхний слой, чьи условия выращивания могут меняться относительно друг друга.FIG. 1 shows a rock wool board 1 having a first layer of first density placed over a second layer of second density. Cooker 1 has a volume of 6.8 liters, although more generally, for preferred embodiments, the volume may be in the range of 3 to 20 liters, more preferably in the range of 5 to 15 liters, and most preferably in the range of 5 to 11 liters. Such plates may have a volume in the range of 6 to 8 liters. On the other hand, the volume may be in the range of, for example, 3 to 15 liters or 3 to 10 liters. An alternative preferred cooker has a volume of 9 liters. The slab may include a plurality of layers, including a bottom layer and a top layer, whose growth conditions may vary relative to each other.

Как и в случае варианта осуществления, показанного на ФИГ. 1, предпочтительно, чтобы высота нижнего слоя была больше, чем высота верхнего слоя. Например, соотношение высот верхнего и нижнего слоев может составлять 1:(1-3) или предпочтительно 1:(1,2-2,5). Более предпочтительно это соотношение равно 1:(1,2-1,8).As with the embodiment shown in FIG. 1, it is preferable that the height of the lower layer is greater than the height of the upper layer. For example, the ratio of the heights of the upper and lower layers may be 1:(1-3) or preferably 1:(1.2-2.5). More preferably this ratio is 1:(1.2-1.8).

Использование двух разных плотностей в плите предпочтительного варианта осуществления наряду с ее относительно небольшим размером, как установлено, способствует удержанию воды и питательных веществ, а также обеспечивает по существу равномерное их распределение по всей плите.The use of two different densities in the board of the preferred embodiment, along with its relatively small size, has been found to help retain water and nutrients, as well as provide a substantially uniform distribution throughout the board.

Что касается ФИГ. 2, то плита 1 показана с блоком 2, расположенным на ее верхней поверхности. Плита 1 также имеет непроницаемое для жидкости покрытие вокруг минеральной ваты, причем покрытие имеет два отверстия. Во-первых, на верхней поверхности имеется отверстие, чтобы обеспечить контакт между минеральной ватой плиты 1 и блоком 2. Во-вторых, на нижней поверхности имеется отверстие, которое действует как сливное отверстие 3.With regard to FIG. 2, plate 1 is shown with block 2 located on its upper surface. The board 1 also has a liquid-impervious cover around the mineral wool, the cover having two openings. Firstly, there is an opening on the top surface to allow contact between the mineral wool of the slab 1 and block 2. Secondly, there is an opening on the bottom surface that acts as a drain hole 3.

Блок 2 и плита 1 предпочтительно выполнены из одного и того же или похожего материала. Таким образом, приведенное ниже описание материала плиты 1 может быть также применено к блоку 2. В частности, блок 2 может содержать каменную вату и связующие и/или смачивающие агенты, описанные ниже.Block 2 and plate 1 are preferably made of the same or similar material. Thus, the following description of the material of board 1 can also be applied to block 2. In particular, block 2 may contain stone wool and the binders and/or wetting agents described below.

Размеры блока могут быть выбраны в зависимости от выращиваемого растения. Например, предпочтительные длина и ширина блока для растений перца или огурцов составляют 10 см. Для растений томатов длину увеличивают до 15 см или даже 20 см. Высота блоков предпочтительно находится в интервале от 7 до 12 см и более предпочтительно в интервале от 8 до 10 см.Block sizes can be selected depending on the plant being grown. For example, the preferred length and width of the block for pepper or cucumber plants is 10 cm. For tomato plants, the length is increased to 15 cm or even 20 cm. The height of the blocks is preferably in the range of 7 to 12 cm, and more preferably in the range of 8 to 10 cm. .

Таким образом, предпочтительные размеры для растений перца и огурцов лежат в интервале от 10×10×7 см до 10×10×12 см и более предпочтительно от 10×10×8 см до 10×10×10 см.Thus, the preferred sizes for pepper and cucumber plants are in the range of 10 x 10 x 7 cm to 10 x 10 x 12 cm and more preferably 10 x 10 x 8 cm to 10 x 10 x 10 cm.

ФИГ. 3 иллюстрирует растение 5 в положении внутри пробки 4, размещенной внутри блока 2, показанного на ФИГ. 2. Подобно блоку 2 пробка 4, как правило, сформирована из минеральной ваты со связующим и/или смачивающим агентом, как описано ниже применительно к плите 1.FIG. 3 illustrates a plant 5 in position within a plug 4 placed inside the block 2 shown in FIG. 2. Like block 2, plug 4 is typically formed from mineral wool with a binder and/or wetting agent, as described below for board 1.

В некоторых вариантах осуществления пробка 4 не предусмотрена, а семена размещают непосредственно внутри отверстия в блоке, из которого в последствие вырастает растение 5. Примером растения, для которого применяется такой подход, является огурец.In some embodiments, plug 4 is not provided and seeds are placed directly inside the hole in the block, from which plant 5 subsequently grows. An example of a plant for which this approach is applied is cucumber.

Предпочтительно растение 5 представляет собой фруктовое или овощное растение, такое как томат или т.п. С другой стороны, растением может быть, например, огурец, баклажан или сладкий перец. Настоящее изобретение может способствовать увеличению урожая фруктов или овощей от растения, а также может повысить качество этих фруктов или овощей за счет повышения точности управления условиями выращивания для субстрата, в котором растение выращивают.Preferably plant 5 is a fruit or vegetable plant such as a tomato or the like. On the other hand, the plant may be, for example, a cucumber, an eggplant or a bell pepper. The present invention can help increase the yield of fruits or vegetables from a plant, and can also improve the quality of these fruits or vegetables by improving the accuracy of controlling the growing conditions for the substrate in which the plant is grown.

Как упоминалось выше, плита 1 предпочтительно представляет собой плиту из минеральной ваты. Используемые минеральные волокна могут представлять собой любые искусственные стекловидные волокна (MMVF), такие как стекловолокно, керамические волокна, базальтовые волокна, шлаковая вата, каменная вата и другие, но обычно это волокна каменной ваты. Каменная вата в общем случае имеет содержание оксида железа не менее 3% и содержание щелочноземельных металлов (оксида кальция и оксида магния) от 10 до 40% наряду с другими обычными оксидными составляющими минеральной ваты. К ним относятся кремнезем, глинозем, щелочные металлы (оксид натрия и оксид калия), которые обычно присутствуют в небольших количествах; и также может присутствовать диоксид титана и другие второстепенные оксиды. В общем случае продукт может быть сформирован из любого типа искусственного стекловолокна, которое традиционно известно для производства субстратов для выращивания.As mentioned above, the board 1 is preferably a mineral wool board. The mineral fibers used can be any man-made vitreous fibers (MMVF) such as glass fibers, ceramic fibers, basalt fibers, cinder wool, stone wool and others, but are usually stone wool fibers. Stone wool generally has an iron oxide content of at least 3% and an alkaline earth metal content (calcium oxide and magnesium oxide) of 10 to 40%, along with other conventional mineral wool oxide constituents. These include silica, alumina, alkali metals (sodium oxide and potassium oxide), which are usually present in small amounts; and titanium dioxide and other minor oxides may also be present. In general, the product may be formed from any type of man-made fiberglass that is conventionally known for the production of growth substrates.

Минеральную вату обычно связывают с помощью связующей системы, которая содержит композицию связующего и дополнительно смачивающий агент.Mineral wool is typically bonded with a binder system that contains a binder composition and an additional wetting agent.

На фиг. 4 показана система выращивания растений, состоящая из плиты 1, блока 2 и пробки 4, показанных на ФИГ. 1-3, и устройства орошения. Устройство орошения 6 выполнено с возможностью подавать раствор воды и питательных веществ в систему либо непосредственно к блоку, либо к плите. Предпочтительно устройство орошения выполнено так, чтобы подавать воду и/или питательный раствор непосредственно в блок 2. Поскольку блок расположен далеко от сливного отверстия 3 (как описано выше со ссылкой на ФИГ. 2), раствор из устройства орошения должен проходить более 50% от расстояния вдоль плиты 1 до достижения сливного отверстия 3. В качестве альтернативы устройство орошения может подавать воду и питательный раствор непосредственно в плиту 1, но предпочтительно его размещают так, чтобы делать это либо рядом с блоком, либо на дальней стороне блока 2 относительно сливного отверстия 3.In FIG. 4 shows a plant growing system consisting of the slab 1, block 2 and plug 4 shown in FIG. 1-3, and irrigation devices. The irrigation device 6 is configured to supply a solution of water and nutrients to the system either directly to the block or to the plate. Preferably, the sprinkler is configured to supply water and/or nutrient solution directly to the block 2. Since the block is located far from the drain hole 3 (as described above with reference to FIG. 2), the solution from the sprinkler must pass more than 50% of the distance along slab 1 until it reaches drain 3. Alternatively, the sprinkler can supply water and nutrient solution directly to slab 1, but is preferably positioned to do so either next to the block or on the far side of block 2 relative to drain 3.

Устройство орошения 6 может быть подключено к отдельным резервуарам питательных веществ и воды, и им можно управлять для выбора подходящих пропорций питательных веществ и воды. В качестве альтернативы может быть предусмотрен один объединенный резервуар питательных веществ и воды, так что устройство орошения подает в систему жидкость, имеющую те же пропорции воды и питательных веществ, что и в этом резервуаре.Irrigation device 6 can be connected to separate nutrient and water tanks and can be controlled to select the appropriate proportions of nutrients and water. Alternatively, a single combined reservoir of nutrients and water may be provided so that the sprinkler supplies liquid to the system having the same proportions of water and nutrients as in that reservoir.

На управление устройством орошения можно преимущественно воздействовать с использованием системы или способа управления в соответствии с различными вариантами осуществления. Система управления может управлять устройствами орошения, снабжающими питательными веществами и водой множество систем выращивания растений, каждая из которых содержит плиту 1, на которой размещен блок 2, содержащий растения. Системой управления можно управлять на основании обнаруженных уровней питательных веществ в воде в одной или нескольких плитах, как описано в документе EP 2953447A, который включен в настоящий документ посредством ссылки, а также на основании ряда других факторов, как изложено ниже. Дополнительное управление может быть осуществлено на основании определенных уровней содержания воды и/или температур в одной или нескольких плитах.The control of the irrigation device can advantageously be influenced using a control system or method according to various embodiments. The control system can control irrigation devices supplying nutrients and water to a plurality of plant growing systems, each of which contains a plate 1 on which a block 2 containing plants is placed. The control system can be controlled based on the detected levels of nutrients in the water in one or more plates, as described in EP 2953447A, which is incorporated herein by reference, as well as based on a number of other factors, as set forth below. Additional control may be performed based on certain levels of water content and/or temperatures in one or more plates.

Местоположение детекторов 7, используемых для определения этих уровней в одном варианте осуществления, показано на ФИГ. 5. Типичные детекторы описаны в документе EP 2953446A, который включен в данный документ посредством ссылки. Детекторы, как правило, содержат корпусную часть вместе с одним или несколькими, обычно тремя или шестью зондами, которые проходят от корпуса в плиту. Зонды, как правило, выполнены из нержавеющей стали или другого проводящего материала и используются для измерения содержания воды и/или уровней электропроводности (ЭП (ЕС)) субстрата путем анализирования температуры, сопротивления и/или электроемкости субстрата. Уровни ЭП могут быть использованы для установления уровня питательных веществ в растворе в плите 1, поскольку они отражают содержание ионов в этом растворе.The location of the detectors 7 used to determine these levels in one embodiment is shown in FIG. 5. Exemplary detectors are described in EP 2953446A, which is incorporated herein by reference. Detectors typically comprise a body along with one or more, typically three or six probes that extend from the body into the plate. The probes are typically made of stainless steel or other conductive material and are used to measure the water content and/or electrical conductivity levels (EC(EC)) of a substrate by analyzing the temperature, resistance and/or capacitance of the substrate. EC levels can be used to establish the nutrient level of a solution in plate 1, as they reflect the ion content of that solution.

Предпочтительно уровень ЭП поддерживают в интервале от 1,0 до 12 мСм/см, более предпочтительно в интервале от 2 до 7 мСм/см. Предпочтительные уровни ЭП могут быть выбраны в зависимости от типа выращиваемой культуры. Если ЭП слишком низкая (например, меньше чем 1,0 мСм/см), растение будет испытывать недостаток в питательных веществах. Если ЭП находится в интервале от 2 до 3,5 мСм/см, это позволит максимально повысить объем производства. Если ЭП немного выше, это будет приводить к улучшению качества плодов (например, ЭП в интервале от 3,5 до 5 мСм/см). Если ЭП слишком высокая (например, свыше 5 мСм/см для перца и огурцов или свыше 12 мСм/см для томатов), это будет приводить к проблемам с качеством плодов типа вершинной гнили (Blossom End Rot). Высокая ЭП подразумевает, что будут высокие уровни содержания натрия и хлора в субстрате, что может привести к потере урожая и необходимости сливать воду из теплицы.Preferably, the EP level is maintained in the range of 1.0 to 12 mS/cm, more preferably in the range of 2 to 7 mS/cm. Preferred levels of EPO may be selected depending on the type of crop being grown. If the EC is too low (eg, less than 1.0 mS/cm), the plant will be deficient in nutrients. If the EC is in the range from 2 to 3.5 mS/cm, this will maximize the production volume. If the EC is slightly higher, this will result in improved fruit quality (eg EC between 3.5 and 5 mS/cm). If the EC is too high (for example, over 5 mS/cm for peppers and cucumbers or over 12 mS/cm for tomatoes), this will lead to fruit quality problems such as Blossom End Rot. A high EC implies that there will be high levels of sodium and chlorine in the substrate, which can lead to yield loss and the need to drain the greenhouse.

В системах предшествующего уровня техники детекторы 7 размещают на верхней поверхности плиты 1, при этом зонды проходят вертикально через плиту. Этот подход предназначен для обеспечения измерения, которое отражает общее содержание воды или питательных веществ по вертикали плиты 1. Однако на практике такие зонды, как правило, выдают результаты, на которые чрезмерно влияют условия в одной или нескольких областях плиты 1, например, в верхней части плиты. Одна из причин, из-за которой это несоответствие может возникать, заключается в изменении уровня ЭП по плите 1, что однозначно влияет на измеренные электрические свойства, такие как сопротивление и/или электроемкость, по которым рассчитывают, например, содержание воды.In prior art systems, the detectors 7 are placed on the top surface of the slab 1 with the probes passing vertically through the slab. This approach is intended to provide a measurement that reflects the total vertical water or nutrient content of slab 1. However, in practice, such probes tend to produce results that are overly influenced by conditions in one or more areas of slab 1, such as the top plates. One of the reasons why this discrepancy may occur is the change in the level of the electric field across the plate 1, which clearly affects the measured electrical properties, such as resistance and/or capacitance, from which, for example, the water content is calculated.

Дополнительные трудности возникают в подходах предшествующего уровня техники из-за количества блоков 2, обычно размещаемых на плите 1. Часто бывает трудно найти положения на плите 1, которые функционально эквивалентны для каждого блока 2, особенно с учетом потенциальной асимметрии в системе, вызываемой расположением сливного отверстия 3 на одном конце плиты 1.Additional difficulties arise in prior art approaches due to the number of blocks 2 typically placed on slab 1. It is often difficult to find positions on slab 1 that are functionally equivalent for each block 2, especially given the potential asymmetry in the system caused by the location of the drain hole. 3 at one end of plate 1.

В системе по настоящему изобретению эти трудности можно преодолеть. В частности, на ФИГ. 5 показано, что детекторы 7 расположены на стороне плиты 1 (то есть, корпусная часть детектора 7 расположена напротив вертикальной поверхности плиты, а зонды проходят горизонтально). Такой подход доступен благодаря улучшенному содержанию воды и распределению ЭП в плите 1. Так как они по существу однородны в плите 1 предпочтительного варианта осуществления, горизонтальная протяженность зондов обеспечивает точные показания.In the system of the present invention, these difficulties can be overcome. In particular, in FIG. 5 shows that the detectors 7 are located on the side of the slab 1 (that is, the body of the detector 7 is against the vertical surface of the slab and the probes run horizontally). This approach is available due to the improved water content and distribution of EC in slab 1. Since they are substantially uniform in slab 1 of the preferred embodiment, the horizontal extent of the probes provides accurate readings.

Действительно, хотя плита 1 на ФИГ. 5 показана с множеством детекторов 7, это не относится ко всем предпочтительным вариантам осуществления. Массив детекторов 7, показанный на ФИГ. 5, позволяет измерять распределение содержания воды и распределение ЭП и использовать для анализа характеристик плиты 1, обеспечивая результаты, такие как результаты, подробно рассмотренные ниже. Однако на практике оказывается, что на каждую плиту может потребоваться только один детектор 7, и детекторы могут быть распределены вокруг разных плит в зоне выращивания, чтобы получить наглядное представление об общих условиях выращивания для этой зоны. Этот детектор 7 предпочтительно содержит горизонтально простирающемся зонды, расположенные в положении, смещенном от блока в направлении сливного отверстия 3.Indeed, although plate 1 in FIG. 5 is shown with a plurality of detectors 7, this does not apply to all preferred embodiments. The array of detectors 7 shown in FIG. 5 allows the water content distribution and the EP distribution to be measured and used to analyze the characteristics of the plate 1, providing results such as those discussed in detail below. However, in practice it turns out that only one detector 7 may be required per slab and the detectors can be distributed around different slabs in a growing area to give a visual indication of the general growing conditions for that area. This detector 7 preferably comprises horizontally extending probes located in a position offset from the block towards the drain 3.

В дополнение к описанным выше детекторам 7, размещенным в контакте с плитой 1 для записи информации с плиты (то есть, для записи информации из «корневой зоны»), как показано на ФИГ. 12, в некоторых вариантах осуществления в системе также могут быть использованы дополнительные детекторы 22. Они могут быть установлены на плите 1 или рядом с ней, установлены на колонне, на земле, на подпорке или поверхности. Помимо детекторов 7 и дополнительных детекторов 22 на ФИГ. 12 также показана теплица 20, содержащая несколько плит 1 и блоков 2, тем самым создавая среду, в которой растения в блоках могут расти.In addition to the detectors 7 described above placed in contact with the slab 1 to record information from the slab (ie, to record information from the "root zone"), as shown in FIG. 12, in some embodiments, additional detectors 22 may also be used in the system. They may be mounted on or near slab 1, mounted on a column, on the ground, on a prop, or surface. In addition to detectors 7 and additional detectors 22 in FIG. 12 also shows a greenhouse 20 containing a number of slabs 1 and blocks 2, thereby providing an environment in which the plants in the blocks can grow.

Дополнительные детекторы 22 выполнены с возможностью отслеживать, измерять и/или передавать свойства, такие как температура воздуха, давление, уровень освещенности и/или облучения, влажность и/или скорость воздуха, и/или свойства, указывающие на такие критерии. Детекторы могут представлять собой датчики, такие как термометр (например, электрический термометр, включая цифровой или аналоговый термометр), барометр, фотометр, датчик влажности и/или анемометр. Это позволяет собирать информацию об окружающей среде в дополнение к информации по корневой зоне.Additional detectors 22 are configured to monitor, measure and/or transmit properties such as air temperature, pressure, light and/or radiation levels, humidity and/or air velocity, and/or properties indicative of such criteria. The detectors may be sensors such as a thermometer (eg, an electrical thermometer, including a digital or analog thermometer), a barometer, a photometer, a humidity sensor, and/or an anemometer. This allows environmental information to be collected in addition to root zone information.

Детекторы 7 и дополнительные детекторы 22 могут быть использованы для управления качеством воды и/или питательных веществ, подаваемых к плите 1, с использованием системы управления 10, например, системы, показанной на ФИГ. 6, как описано в документе EP 3016492A1, который включен в данный документ посредством ссылки. Система управления может также менять концентрацию питательных веществ в растворе, подаваемом системами орошения 6 к плитам 1. Как можно увидеть на ФИГ. 6, детекторы 7 отслеживают данные в плитах 1 и передают данные через сеть 8 в блок управления 9 и портативное устройство связи 12, такое как мобильный телефон, смартфон, планшет или подобное устройство, при взаимодействии с сетью. Дополнительные детекторы 22 отслеживают данные в окружающей среде, в которой размещены плиты. Связь по сети с блоком управления и портативным устройством связи в дополнительных детекторах 22 такая же, как и в случае детекторов 7. Независимо от источника данные загружают в базу данных, такую как облачный сервис. Затем блок управления приводит в действие устройства орошения (капельницы) 6 и устройства окружающей среды (такие как увлажнители, осушители, вентиляционные приспособления, освещение, шторы, обогреватели, устройства кондиционирования и/или охлаждения воздуха) по сети 8 для подачи воды и питательных веществ к плитам 1. Блок управления 9 может быть запрограммирован на желаемую стратегию орошения и может автоматически гарантировать, что орошение проводится, чтобы управлять уровнями питательных веществ в плите 1, и также можно управлять уровнями содержания воды. Таким образом, достигается автоматическое управление процессом орошения с получением желаемого результата.Detectors 7 and additional detectors 22 may be used to control the quality of water and/or nutrients supplied to stove 1 using a control system 10, such as the system shown in FIG. 6 as described in EP 3016492A1, which is incorporated herein by reference. The control system can also change the concentration of nutrients in the solution supplied by the irrigation systems 6 to the plates 1. As can be seen in FIG. 6, the detectors 7 monitor the data in the plates 1 and transmit the data via the network 8 to the control unit 9 and the portable communication device 12 such as a mobile phone, smart phone, tablet or the like while interacting with the network. Additional detectors 22 monitor data in the environment in which the plates are placed. Network communication with the control unit and portable communication device in the additional detectors 22 is the same as in the case of the detectors 7. Regardless of the source, the data is uploaded to a database such as a cloud service. The control unit then operates irrigation devices (drippers) 6 and environmental devices (such as humidifiers, dehumidifiers, ventilation devices, lights, curtains, heaters, air conditioning and/or cooling devices) through the network 8 to supply water and nutrients to slabs 1. The control unit 9 can be programmed with the desired irrigation strategy and can automatically ensure that irrigation is carried out to control nutrient levels in slab 1 and water levels can also be controlled. Thus, automatic control of the irrigation process is achieved to obtain the desired result.

Аналогичным образом детекторы 7 и дополнительные детекторы 22 могут быть использованы для управления условиями окружающей среды в среде, в которой расположена плита 1 (такой как теплица, показанная на ФИГ. 12). Это достигается с использованием системы управления, показанной на ФИГ. 6. Кроме того, блок управления 9 может быть запрограммирован на желаемую стратегию окружающей среды и может автоматически гарантировать, что управление окружающей средой выполняется, чтобы управлять условиями окружающей среды. Как и в случае стратегии орошения, таким способом достигается автоматическое управление процессом в окружающей среде с получением желаемого результата.Similarly, detectors 7 and additional detectors 22 may be used to control the environmental conditions in the environment in which stove 1 is located (such as the greenhouse shown in FIG. 12). This is achieved using the control system shown in FIG. 6. In addition, the control unit 9 can be programmed with a desired environmental strategy and can automatically ensure that environmental control is performed to control environmental conditions. As in the case of the irrigation strategy, in this way automatic control of the process in the environment is achieved to obtain the desired result.

Система может включать одно или несколько портативных устройств связи 12, таких как смартфон, планшет или т.п., и/или специализированное карманное устройство во взаимодействии с приемником (не показан), как будет описано в связи с ФИГ. 7. Портативное устройство связи 12 или ПК (PC), подключенные к сети, например, могут быть выполнены с возможностью запускать приложение, выполняющее способ управления, как будет описано подробно ниже.The system may include one or more portable communication devices 12, such as a smartphone, tablet, or the like, and/or a dedicated handheld device in cooperation with a receiver (not shown), as will be described in connection with FIG. 7. The portable communication device 12 or a PC connected to a network, for example, may be configured to run an application executing the control method, as will be described in detail below.

Как правило, каждая система управления будет содержать большое число плит 1. Детекторы могут быть размещены на каждой плите 1, или детекторы могут быть размещены на выборке плит 1, чтобы обеспечить репрезентативные результаты. Кроме того, дополнительные детекторы 22 могут быть размещены в среде, в которой расположены плиты. Детекторы 7 жестко устанавливают на плитах 1, чтобы они могли передавать результаты на блок управления 9 через равные интервалы. Например, детекторы и дополнительные детекторы могут предоставлять результаты с интервалами в одну минуту, пять минут или через другой подходящий временной период. Это дает возможность постоянно или периодически управлять плитами 1 в системе и окружающую среду, поэтому плиты могут быть политы подобающим образом, а условия окружающей среды соответствующим образом скорректированы.Typically, each control system will contain a large number of slabs 1. Detectors may be placed on each slab 1, or detectors may be placed on a sample of slabs 1 to provide representative results. In addition, additional detectors 22 may be placed in the environment in which the slabs are located. The detectors 7 are rigidly mounted on the plates 1 so that they can transmit the results to the control unit 9 at regular intervals. For example, the detectors and additional detectors may provide results at intervals of one minute, five minutes, or other suitable time period. This makes it possible to constantly or periodically control the plates 1 in the system and the environment, so that the plates can be properly watered and the environmental conditions adjusted accordingly.

Дополнительная информация может быть предоставлена системе из климатического компьютера, как показано ниже. Кроме того, в систему могут быть предоставлены данные о сельскохозяйственных культурах, такие как информация о растении и урожае, а также климатическая информация с климатического компьютера. Информация о растении и урожае может предоставляться либо автоматически через использование устройств мониторинга растений, таких как камеры и устройства автоматического мониторинга урожая, либо может быть предоставлена пользователем вручную.Additional information can be provided to the system from the climate computer as shown below. In addition, crop data, such as plant and yield information, as well as climate information from a climate computer, can be provided to the system. Plant and yield information may either be provided automatically through the use of plant monitoring devices such as cameras and automatic crop monitors, or may be provided manually by the user.

Устройствами орошения 6 в системе можно управлять для применения определенной стратегии орошения. Кроме того, устройствами окружающей среды 24 в системе можно управлять, чтобы применять определенную стратегию окружающей среды. Стратегия орошения и стратегия окружающей среды могут быть взаимосвязаны и составлять часть более широкой стратегии выращивания. Например, такая стратегия выращивания может включать ряд отдельных фаз, предназначенных для управления растениями посредством генеративного этапа и вегетативного этапа развития. Как понятно в данной области техники, генеративный этап развития относится к типу развития, при котором поощряется производство цветов/плодов, тогда как во время вегетативного этапа роста у растения образуется более высокая доля листьев и других зеленых элементов. Генеративный этап развития поощряется при относительной нехватке воды, в то время как вегетативный этап роста поощряется обильной подачей воды. Вегетативный этап роста приводит к более высокому росту общей биомассы растения, в то время как генеративный этап развития повышает процент развития, который способствует производству плодов или цветов.Irrigation devices 6 in the system can be controlled to apply a particular irrigation strategy. In addition, environmental devices 24 in the system can be controlled to apply a certain environmental strategy. Irrigation strategy and environmental strategy can be linked and form part of a broader growing strategy. For example, such a growing strategy may include a number of separate phases designed to manage plants through a generative stage and a vegetative stage of development. As understood in the art, the generative stage of development refers to a type of development in which flower/fruit production is encouraged, while during the vegetative stage, the plant produces a higher proportion of leaves and other green elements. The generative stage of development is encouraged with relative water scarcity, while the vegetative stage of growth is encouraged with abundant water supply. The vegetative stage of growth leads to a higher growth of the total biomass of the plant, while the generative stage of development increases the percentage of development that contributes to the production of fruits or flowers.

Известно, что можно получить преимущество таких типов этапов роста, применяя стратегии орошения, в ходе которых меняется предпочтительный уровень содержания воды. В соответствии с такой стратегией выращивания субстрат для выращивания растений поливают каждый день в попытке достичь желаемого уровня содержания воды, а условия окружающей среды адаптируют каждый день, в попытке достичь желаемой ситуации в окружающей среде. Содержание воды в субстрате измеряют в виде процента от содержания воды в субстрате при полном его насыщении. Следовательно, значение 0% относится к сухому субстрату, а значение 100% к полностью насыщенному субстрату.It is known that one can take advantage of these types of growth stages by applying irrigation strategies that change the preferred water content. According to such a growing strategy, the growing substrate is watered every day in an attempt to achieve the desired water content, and the environmental conditions are adjusted every day in an attempt to achieve the desired environmental situation. The water content of the substrate is measured as a percentage of the water content of the substrate at full saturation. Therefore, a value of 0% refers to a dry substrate and a value of 100% to a fully saturated substrate.

Что касается стратегии орошения, то, как правило, стратегия орошения этого типа включает ряд отдельных этапов. Во-первых, перед размещением блока 2 на плите 1 плиту 1 обычно насыщают или почти насыщают водой. Это помогает гарантировать, что, когда блок 2 впервые помещают на плиту 1, поощряется рост корней в плиту 1. В этот момент, однако, производитель озабочен тем, чтобы растение 5 приносило плоды как можно скорее. Чтобы достичь этого, производитель стремиться придать «генеративный импульс» (то есть, импульс для инициирования генеративного этапа роста). Это делается во время первого периода стратегии орошения путем уменьшения желаемого содержания воды до минимального уровня перед его повторным увеличением. Принцип состоит в том, что снижение содержания воды будет поощрять генеративное развитие растения и, следовательно, цветение растения, приводящее к плодам в самое ранее доступное время.As for the irrigation strategy, as a rule, this type of irrigation strategy includes a number of separate stages. First, before placing block 2 on slab 1, slab 1 is typically saturated or nearly saturated with water. This helps to ensure that when block 2 is first placed on slab 1, root growth is encouraged into slab 1. At this point, however, the grower is concerned that plant 5 will bear fruit as soon as possible. To achieve this, the producer seeks to give a "generative impulse" (that is, the impulse to initiate the generative stage of growth). This is done during the first period of the irrigation strategy by reducing the desired water content to a minimum level before increasing it again. The principle is that reducing the water content will encourage the generative development of the plant and hence the flowering of the plant resulting in fruit at the earliest available time.

После применения генеративного импульса производитель желает вернуть растения в устойчивую фазу преимущественно вегетативного роста, чтобы получить листья и структуру растения, которые теперь будут поддерживать растущие плоды. Следовательно, к концу первого периода стратегии орошения желаемое содержание воды повышают. Уровень желаемого содержания воды повышают до тех пор, пока он не достигнет устойчивого значения, при котором его держат по существу постоянным во время второго периода стратегии орошения.After applying the generative impulse, the grower wishes to return the plants to a stable phase of predominantly vegetative growth in order to obtain leaves and plant structure that will now support growing fruits. Therefore, towards the end of the first period of the irrigation strategy, the desired water content is increased. The level of the desired water content is raised until it reaches a stable value at which it is kept substantially constant during the second period of the irrigation strategy.

Во втором периоде поощряется более интенсивный вегетативный рост благодаря более высокому содержанию воды в субстрате. Второй период в целом соответствует летнему сезону, в течение которого относительно большое количество солнечного света побуждает растения расти быстрее. Соответственно, растениям необходимо предоставлять относительно высокий процент воды. Следует понимать, что, хотя в этот период развитие может быть направлено в сторону вегетативного роста в большей степени, чем в другие периоды, плоды продолжают расти, хотя темпы роста управляются с помощью такого управления. По мере того, как наступает осень, а затем зима, скорость транспирации снижается. В результате больше нет необходимости поддерживать такое же содержание воды в субстрате. Более того, на этом этапе есть потребность стимулировать дальнейший рост плодов перед тем, как растение достигнет конца цикла. По обеим этим причинам стратегия орошения может включать третий период, в течение которого снижают уровень содержания воды. Скорость снижения относительно постепенна.In the second period, more intensive vegetative growth is encouraged due to the higher water content in the substrate. The second period generally corresponds to the summer season, during which a relatively large amount of sunlight encourages plants to grow faster. Accordingly, the plants need to be provided with a relatively high percentage of water. It should be understood that although during this period the development may be directed towards vegetative growth to a greater extent than in other periods, the fruits continue to grow, although the growth rate is controlled by such management. As autumn and then winter come, the rate of transpiration decreases. As a result, it is no longer necessary to maintain the same water content in the substrate. Moreover, at this stage there is a need to stimulate further fruit growth before the plant reaches the end of the cycle. For both of these reasons, the irrigation strategy may include a third period during which the water content is reduced. The rate of decline is relatively gradual.

Снижение содержания воды во время третьего периода поощряет генеративный рост растения, и в результате продлевает сезон, в течение которого от растения могут быть получены полезные плоды.The reduction in water content during the third period encourages the generative growth of the plant, and as a result, prolongs the season during which useful fruits can be obtained from the plant.

Соответственно, стратегии орошения могут быть использованы, чтобы попытаться управлять растением между стадиями генеративного и вегетативного роста для увеличения урожая плодов, получаемого от растения. Обычно этот процесс проводят путем доведения уровней содержания воды внутри субстрата до желаемых уровней. Однако следует понимать, что такое управление не является достаточным для создания оптимальных условий выращивания. В частности, снижение уровней содержания воды может приводить к повышенным уровням питательных веществ, что, как было обнаружено, может ингибировать рост растений. Соответственно, в настоящих вариантах осуществления уровнем воды, подаваемой в плиту, управляют в зависимости от уровня питательных веществ, чтобы исключить нежелательные эффекты.Accordingly, irrigation strategies can be used to attempt to manage the plant between the generative and vegetative growth stages to increase the yield of fruit obtained from the plant. Typically, this process is carried out by adjusting the levels of water content within the substrate to the desired levels. However, it should be understood that such management is not sufficient to create optimal growing conditions. In particular, lower water levels can lead to elevated nutrient levels, which have been found to inhibit plant growth. Accordingly, in the present embodiments, the level of water supplied to the stove is controlled depending on the level of nutrients in order to avoid undesirable effects.

При рассмотрении стратегии выращивания очевидно, что также можно использовать аналогичные отдельные стадии, а генеративные импульсы и вегетативные импульсы могут быть вызваны не только за счет управления орошением. Обеспечение дополнительного тепла в более прохладные периоды года, обеспечение охлаждения или предотвращения попадания света в теплицу (например, с помощью экранов или мела на тепличном стекле) в более теплые периоды года будут оказывать влияние на выращивание растений, также как и на изменение влажности и уровней освещенности/облучения. Дополнительная вентиляция также может быть предусмотрена в более теплое время года. Конкретная величина и тип корректировки будут приводить к генеративным и/или вегетативным эффектам у растений.When considering the cultivation strategy, it is obvious that similar separate stages can also be used, and generative impulses and vegetative impulses can be caused not only by irrigation management. Providing additional heat during cooler periods of the year, providing cooling or preventing light from entering the greenhouse (for example, using screens or chalk on greenhouse glass) during warmer periods of the year will have an impact on plant growth, as well as changes in humidity and light levels. /irradiation. Additional ventilation can also be provided during the warmer seasons. The specific amount and type of adjustment will result in generative and/or vegetative effects in plants.

С точки зрения информации о растении и информации об урожае (также называемой информацией о выращиваемой культуре), которую учитывают в некоторых вариантах осуществления, то она включает диаметр стебля растения и высоту цветения, которые могут быть измерены на протяжении ряда дней и/или недель. Количеством плодов, произведенных растением, также можно управлять, как и их размером. Кроме того, положение плода или количество гроздьев плода, которые были произведены растением во время цикла выращивания, могут быть записаны, чтобы определить в какой фазе ростового цикла находится растение. Например, растение томата, как правило, имеет ростовой цикл из шести фаз с разными условиями, обеспечивающими преимущества, когда растение находится в каждой из различных фаз.In terms of plant information and yield information (also referred to as crop information) that is taken into account in some embodiments, this includes plant stem diameter and flowering height, which can be measured over a number of days and/or weeks. The number of fruits produced by a plant can also be controlled, as can their size. In addition, the position of the fruit or the number of fruit clusters that were produced by the plant during the growing cycle can be recorded to determine what phase of the growth cycle the plant is in. For example, a tomato plant typically has a six phase growth cycle with different conditions providing benefits when the plant is in each of the different phases.

ФИГ. 7 показывает систему 11, включающую множество детекторов 1101 (также называемых датчиками), приемник 1102, первое устройство обработки данных детектора 1103 (называемое в некоторых вариантах осуществления центральным устройством обработки данных детектора или смарт-боксом (smartbox)), преобразователь сигналов 1104 («преобразователь») и портативные устройства связи 1105 и 12. Хотя на ФИГ. 7 показаны только датчики корневой зоны, нижеследующее также применимо к датчикам окружающей среды, включая то, как датчики взаимодействуют и передают информацию и как эту информацию используют, анализируют, обрабатывают и хранят, а также как датчики идентифицируются любой платформой, графическим пользовательским интерфейсом, мобильным устройством и портативным устройством связи.FIG. 7 shows a system 11 including a plurality of detectors 1101 (also referred to as sensors), a receiver 1102, a first detector processor 1103 (referred to as a detector central processor or smartbox in some embodiments), a signal converter 1104 ("transducer "") and portable communication devices 1105 and 12. Although FIG. 7 shows only root zone sensors, the following also applies to environmental sensors, including how sensors interact and communicate information and how that information is used, analyzed, processed and stored, and how sensors are identified by any platform, graphical user interface, mobile device and a portable communication device.

В этом примере первое портативное устройство связи 1105 представляет собой специализированное «переносное» устройство которое устанавливает связь с приемником 1102, используя технологию радиосвязи. В этом примере второе портативное устройство связи 12 представляет собой телефон смартфон, который не требует приемника 1102.In this example, the first portable communication device 1105 is a dedicated "portable" device that communicates with the receiver 1102 using radio technology. In this example, the second portable communication device 12 is a smartphone phone that does not require a receiver 1102.

Система также включает базу данных, такую как облачный сервис 1120, и центральное устройство обработки данных детектора 1103 выполнено с возможностью получать доступ к массиву данных из облака и извлекать данные, которые должны быть временно сохранены в его памяти для обработки. Данные могут быть отправлены от детекторов 1101 к приемнику 1102 и из приемника 1102 на смарт-бокс 1103. Смарт-бокс обрабатывает необработанные данные с получением обработанных значений. Например, детектор (то есть, датчик) может измерять свойство субстрата, смарт-бокс обрабатывает или преобразует необработанные данные и данные отправляют в облако для хранения в виде регистрируемых данных.The system also includes a database such as a cloud service 1120, and the detector central processing unit 1103 is configured to access the data array from the cloud and retrieve data to be temporarily stored in its memory for processing. Data may be sent from detectors 1101 to receiver 1102 and from receiver 1102 to smart box 1103. The smart box processes the raw data into processed values. For example, a detector (i.e., a sensor) can measure a property of a substrate, a smart box processes or converts the raw data, and the data is sent to the cloud for storage as logged data.

Как можно увидеть на ФИГ. 7, передача данных является двухсторонней. Соответственно, данные могут быть отправлены из смарт-бокса 1103 в облако 1120 или из облака 1120 в смарт-бокс 1103. Следует иметь ввиду, что в альтернативных вариантах осуществления данные могут быть отправлены в облако напрямую из приемника и/или датчика, как показано на ФИГ. 7. В таких вариантах осуществления функциональные возможности смарт-бокса, описанные ниже, могут быть осуществлены удаленно с рабочего места производителя, например, в облачном сервисе. Другими словами, важны функциональные возможности устройства смарт-бокс, а не само устройство, независимо от того, реализовано это в устройстве на рабочем месте производителя или удаленно.As can be seen in FIG. 7, data transmission is two-way. Accordingly, data may be sent from smart box 1103 to cloud 1120, or from cloud 1120 to smart box 1103. It should be appreciated that in alternative embodiments, data may be sent to the cloud directly from a receiver and/or sensor, as shown in FIG. 7. In such embodiments, the smart box functionality described below can be implemented remotely from a manufacturer's workstation, such as in a cloud service. In other words, it is the functionality of the smart box device that matters, not the device itself, whether implemented in the device at the manufacturer's workstation or remotely.

В этом примере система включает как смартфон 12, так и специализированное карманное устройство 1105, хотя следует иметь ввиду, что для оповещения пользователя может быть использовано только одно портативное устройство связи. Также будет понятно, что сообщение, запущенное приложением, может быть передано пользователю с помощью любого средства без использования портативного устройства связи, например, по электронной почте, или сообщением, оправленным на пользовательский терминал, такой как ПК пользователя.In this example, the system includes both a smartphone 12 and a dedicated handheld device 1105, although it should be noted that only one portable communication device can be used to alert the user. It will also be appreciated that a message triggered by an application may be transmitted to a user by any means without the use of a portable communication device, such as by e-mail, or by a message sent to a user terminal such as the user's PC.

Портативное устройство связи, однако, имеет преимущество в том, что оно гарантирует своевременную доставку сообщения пользователю. Смартфон 12 может осуществлять беспроводную связь с облаком 1102 и способен запускать приложения, включая графические пользовательские интерфейсы, как будет описано более подробно ниже. Карманное устройство требует приемник 1102 и может загружать сохраненные данные с датчика 1101. В альтернативных вариантах осуществления смартфон может функционировать и как карманный компьютер для проверки датчиков, и как устройство обработки данных для выполнения приложения в соответствии с изобретением, оповещая пользователя и отображая графические пользовательские интерфейсы.The portable communication device, however, has the advantage of ensuring that the message is delivered to the user in a timely manner. Smartphone 12 is capable of wirelessly communicating with cloud 1102 and is capable of running applications, including graphical user interfaces, as will be described in more detail below. The handheld device requires a receiver 1102 and can download stored data from the sensor 1101. In alternative embodiments, a smartphone can function as both a handheld computer for checking sensors and as a data processor for executing an application in accordance with the invention, alerting the user and displaying graphical user interfaces.

Система также может быть подключена к климатическому компьютеру 1106 для управления доставкой воды и питательных веществ в субстраты для выращивания. Пользовательский терминал, такой как ноутбук, настольный компьютер, устройство мобильной связи или другой электронный интерфейс, могут быть подключены к системе через физическую или беспроводную сеть, как в 1107. Система варианта осуществления может включать некоторые или все из описанных выше элементов и их описание в отношении этого варианта осуществления не подразумевает, что какие-либо или все являются существенными элементами, так как варианты осуществления могут быть реализованы с помощью подмножества описанных компонентов и/или признаков.The system can also be connected to the climate computer 1106 to control the delivery of water and nutrients to the growing substrates. A user terminal, such as a laptop, desktop computer, mobile communication device, or other electronic interface, may be connected to the system via a physical or wireless network, as in 1107. The system of an embodiment may include some or all of the elements described above and their description in relation to This embodiment does not imply that any or all are essential elements, as the embodiments may be implemented using a subset of the described components and/or features.

Каждый из детекторов или датчиков 1101 системы выполнен с возможностью измерения, по меньшей мере, одного свойства субстрата, такого как температура, содержание воды, уровень pH и содержание питательных веществ в субстрате для выращивания растений, когда детектор помещен на субстрат, или находится в контакте с субстратом, или, по меньшей мере, частично вставлен в субстрат для выращивания растений; или выполнен с возможностью измерения, по меньшей мере, одного свойства окружающей среды, такого как температура воздуха, влажность, давление, уровень диоксида углерода (CO2), уровень освещенности или облучения, также называемого уровнем фотосинтетически активной радиации (ФАР (PAR)), и движение воздуха. В некоторых системах детекторы могут напрямую проводить измерения отдельных питательных веществ и температуры, и вычислять, например, содержание воды, уровень pH или содержание питательных веществ в субстрате.Each of the detectors or sensors 1101 of the system is configured to measure at least one property of the substrate, such as temperature, water content, pH level, and nutrient content in the plant growth substrate, when the detector is placed on the substrate, or is in contact with substrate, or at least partially inserted into the substrate for growing plants; or is configured to measure at least one property of the environment, such as air temperature, humidity, pressure, carbon dioxide (CO 2 ), light or exposure level, also called the level of photosynthetically active radiation (PAR (PAR)), and air movement. In some systems, detectors can directly measure individual nutrients and temperature, and calculate, for example, water content, pH, or nutrient content of the substrate.

В некоторых примерах детекторы содержат зонды и специализированные датчики для прямого измерения отдельных параметров. Например, детектор может содержать датчик температуры (включающий один или несколько датчиков из числа термистора, термопары, резистивного термометра или полупроводникового датчика с широкой запрещенной зоной), датчик влажности, датчик CO2, датчик ФАР (PAR), каждый избирательно работающий для измерения температуры, влажности, уровня СО2 и уровней ФАР соответственно у детектора или рядом с ним.In some examples, the detectors include probes and specialized sensors to directly measure individual parameters. For example, the detector may include a temperature sensor (comprising one or more of a thermistor, thermocouple, resistance thermometer, or wide bandgap semiconductor sensor), a humidity sensor, a CO 2 sensor, a PAR (PAR) sensor, each selectively operable to measure temperature, humidity, CO 2 level and PAR levels, respectively, at or near the detector.

Хотя датчик ФАР способен проводить надежные и высококачественные измерения уровней освещенности, в некоторых областях применения детектор включает простой светочувствительный датчик, избирательно работающий по определению наличия или отсутствия света. Такие светочувствительные датчики могут включать, например, фотоэлемент или фоторезистор, и при применении могут быть расположены так, чтобы реагировать на присутствие источника света.While the PAR sensor is capable of making reliable, high quality measurements of light levels, in some applications the detector includes a simple light sensor that selectively operates to detect the presence or absence of light. Such photosensitive sensors may include, for example, a photoelectric cell or a photoresistor, and in use may be positioned to respond to the presence of a light source.

Детекторы могут быть выполнены с возможностью измерять параметры, имеющие место у растения или в окружающей среде (то есть, в пространстве выращивания и вокруг него). Например, при измерении температуры детекторы способны измерять температуру среды (то есть, температуру в среде выращивания, или в определенном месте, или репрезентативно по всему пространству выращивания), или измерять температуру растения.The detectors may be configured to measure parameters occurring in the plant or in the environment (ie, in and around the growing space). For example, when measuring temperature, the detectors are able to measure the temperature of the environment (ie, the temperature in the growing environment, or at a specific location, or representative of the entire growing space), or to measure the temperature of the plant.

Помимо приведенных выше параметров с помощью детекторов могут быть измерены дополнительные параметры растения. Примеры конкретных параметров растения включают диаметр стебля растения, высоту растения и сокодвижение в растении. При измерении параметров растения для выполнения измерений детектор может использовать один или несколько инвазивных зондов и неинвазивных датчиков. Под «инвазивным» в данном контексте понимается, что зонд выполнен и расположен при использовании с возможностью внедрения в объем растения, чтобы выполнить конкретные измерения в растении. Неинвазивный датчик позволяет провести измерения в растении без необходимости проникновения в него.In addition to the above parameters, additional plant parameters can be measured using detectors. Examples of specific plant parameters include plant stem diameter, plant height, and plant sap flow. When measuring plant parameters, the detector may use one or more invasive probes and non-invasive sensors to perform measurements. By "invasive" in this context is meant that the probe is designed and located in use with the possibility of penetration into the volume of the plant to perform specific measurements in the plant. The non-invasive sensor allows you to take measurements in the plant without having to penetrate it.

Например, как описано выше, детекторы могут быть выполнены с возможностью измерять сокодвижение в растении. Сокодвижение означает движение жидкости в корнях, стеблях и побегах растений. Измерение сокодвижения, как правило, производят путем измерения движения жидкости и других соединений через ксилему растения. Такие измерения могут быть проведены, например, с помощью неинвазивных датчиков, выполненных с возможностью реагировать (обычно за счет использования излучения, такого как инфракрасное) на поток жидкости через ксилему растения, или с помощью инвазивных зондов, выполненных с возможностью внедрения при применении в какое-либо место на растении и получения физических измерений потока жидкости через ксилему.For example, as described above, the detectors may be configured to measure sap flow in a plant. Sap flow means the movement of fluid in the roots, stems and shoots of plants. The measurement of sap flow is generally made by measuring the movement of fluid and other compounds through the plant's xylem. Such measurements can be made, for example, with non-invasive sensors configured to respond (usually through the use of radiation such as infrared) to the flow of fluid through the plant's xylem, or with invasive probes configured to be inserted into any application. either place on the plant and obtain physical measurements of fluid flow through the xylem.

Для некоторых измерений может требоваться, чтобы производитель или другой специалист вручную провели измерения и ввели результаты измерения в систему. Например, измерения диаметра стебля растения могут быть выполнены путем измерения стебля растения с помощью пары штангенциркулей. Результат измерения может быть введен в детектор 1101 или портативное устройство связи, чтобы быть направленным в смарт-бокс 1103 или хранилище данных. С другой стороны, результат измерения может быть напрямую введен в смарт-бокс 1103.Some measurements may require the manufacturer or other person to manually take measurements and enter the measurement results into the system. For example, plant stem diameter measurements can be made by measuring the plant stem with a pair of calipers. The measurement result may be entered into the detector 1101 or portable communication device to be sent to the smart box 1103 or data storage. On the other hand, the measurement result can be directly entered into the smart box 1103.

Установлено, что в системе варианта осуществления, показанного на ФИГ. 7, предпочтительно, чтобы детектор считывал соответствующее свойство, указывающее на температуру, содержание воды, содержания кислорода, общее содержание питательных веществ, содержание отдельных питательных веществ (например, кальция, калия, натрия), параметры корней, параметры растения или уровни pH в субстрате, или на температуру воздуха, влажность, давление, уровень освещенности или облучения или движение воздуха, и передавал это свойство непосредственно на удаленный процессор, такой как смарт-бокс предпочтительного варианта осуществления, чтобы преобразованием записанного и переданного параметра можно было управлять, регулировать его и выполнять централизованно и удаленно от детектора или датчика 1101. В общем случае электропроводность (ЭП) может быть использована в качестве заданного значения для общего состояния питания. Однако индивидуальные измерения на питательных веществах могут быть важны для определения индивидуального баланса элементов, например, для установления, как соотносятся между собой концентрации аммиака и нитрата.It has been found that in the system of the embodiment shown in FIG. 7, it is preferable that the detector reads an appropriate property indicating temperature, water content, oxygen content, total nutrient content, individual nutrient content (e.g. calcium, potassium, sodium), root parameters, plant parameters or pH levels in the substrate, or air temperature, humidity, pressure, light or irradiation level, or air movement, and communicate this property directly to a remote processor such as the smart box of the preferred embodiment, so that the conversion of the recorded and transmitted parameter can be controlled, adjusted, and performed centrally and remote from the detector or sensor 1101. In general, electrical conductivity (EC) can be used as a setpoint for the overall power state. However, individual measurements on nutrients can be important in determining the individual balance of elements, for example, to establish how the concentrations of ammonia and nitrate relate to each other.

Детекторы и/или мост также могут быть использованы для вычисления значения дефицита давления паров (ДДП (VPD)). Значение ДДП показывает разницу между уровнем влаги в воздухе и максимальным количеством влаги, которое воздух может удерживать при насыщении. ДДП, как правило, может быть рассчитан детектором путем снятия показаний температуры и влажности в среде выращивания, и необязательно температуры растения. Хотя детектор может выполнять пересчет конкретных параметров в значение ДДП перед отправкой данных ДДП в мост, с другой стороны, мост также может принимать конкретные параметры и проводить пересчет или преобразование в значение ДДП.Detectors and/or a bridge can also be used to calculate a Vapor Pressure Deficit (VPD) value. The DDP value measures the difference between the level of moisture in the air and the maximum amount of moisture the air can hold when saturated. The DDP can typically be calculated by the detector by taking readings of temperature and humidity in the growing medium, and optionally the temperature of the plant. While the detector may convert specific parameters to a DFT value before sending the DFT data to the bridge, on the other hand, the bridge can also receive specific parameters and convert or convert to a DFT value.

В примерах, где детектор осуществляет преобразование основных измеренных параметров в «полезные» физические значения (например, преобразование температуры и влажности в значение ДДП), детектор может отправлять только преобразованные «полезные» значения и отбрасывать или сохранять измеренные основные значения. Измеренные параметры могут быть сохранены локально, но также могут быть сохранены в смарт-боксе, хранилище данных или в облаке. Это может сильно уменьшить объем требуемой передачи. С другой стороны, детектор может отправлять в мост как основные измеренные значения, так и преобразованные «полезные» значения. Такая конфигурация позволяет сохранять на мосту основные измеренные значения для последующего доступа, когда потребуется. Кроме того, мост может осуществлять вычисления самостоятельно, чтобы проверять конверсионные вычисления, проводимые детектором.In instances where the detector converts key measured parameters to "useful" physical values (e.g., converting temperature and humidity to a DDP value), the detector may only send the converted "useful" values and discard or store the measured base values. The measured parameters can be saved locally, but can also be saved to a smart box, data storage, or the cloud. This can greatly reduce the amount of transmission required. On the other hand, the detector can send both the main measured values and the converted "useful" values to the bridge. This configuration allows key measured values to be stored on the bridge for later access when required. In addition, the bridge can perform calculations on its own to verify the conversion calculations performed by the detector.

Детектор также может быть выполнен с возможностью определять другие имеющие значение параметры растения, такие как экструдаты или микроорганизмы, например, с помощью масс-спектроскопии. К параметрам растения могут относится, например, физические параметры корней, такие как длина и ширина, а также значение pH около корней (значимое для процессов поглощения), химическое потребление кислорода корнями или продуцирование этилена, например, как состояние роста. Другие параметры растения могут включать, например, фотосинтез, листовую поверхность, длину, толщину или диаметр стебля, толщину побегов, ЭП в стеблевом потоке, количество плодов и/или размер плодов.The detector may also be configured to detect other relevant plant parameters such as extrudates or microorganisms, for example by mass spectroscopy. The plant parameters may include, for example, the physical parameters of the roots, such as length and width, as well as the pH value near the roots (relevant for uptake processes), the chemical oxygen uptake of the roots, or the production of ethylene, for example, as a state of growth. Other plant parameters may include, for example, photosynthesis, leaf area, stem length, thickness or diameter, shoot thickness, EC in the stem stream, number of fruits, and/or fruit size.

Примеры свойств, определяющих приведенные выше свойства, могут включать: емкость, указывающую на содержание воды, или электропроводность, указывающую на содержание питательных веществ. Свойства, указывающие на общие уровни питательных веществ или уровни отдельных питательных веществ, могут быть получены из значений электропроводности. Содержание воздуха в плите также может быть измерено косвенным путем, так как оно связано с объемом плиты, который может быть известен, плотностью его волокон, содержанием воды и содержанием питательных веществ. Содержание воздуха, таким образом, может быть рассчитано после того, как были измерены эти свойства. Например, если плита имеет объем 11 л, то в некоторых примерах 2% составляют волокна и 98% составляют поры. Если содержание воды равно 60%, то объем пор минус объем воды (98%-60%) равен содержанию воздуха 38%. 38% от 11 л соответствует 4,18 л воздуха. Температура может быть измерена напрямую и передана непосредственно с минимальным преобразованием или без преобразования после передачи от детектора или датчика.Examples of properties that define the above properties may include: capacitance, indicative of water content, or electrical conductivity, indicative of nutrient content. Properties indicative of overall nutrient levels or individual nutrient levels can be derived from electrical conductivity values. The air content of a slab can also be measured indirectly, as it is related to the volume of the slab, which can be known, its fiber density, water content, and nutrient content. The air content can thus be calculated after these properties have been measured. For example, if the board has a volume of 11 liters, then in some examples 2% fibers and 98% pores. If the water content is 60%, then the pore volume minus the water volume (98%-60%) equals an air content of 38%. 38% of 11 liters corresponds to 4.18 liters of air. Temperature can be measured directly and transmitted directly with little or no conversion after transmission from a detector or sensor.

Передача индикативных свойств и вычисление фактических значений в смарт-боксе, или в первом устройстве обработки данных детектора, или в карманном устройстве системы по изобретению может помочь сделать ниже требования по производительности и сопутствующие затраты электроники в детекторе или датчике 1101, чем, когда вычисления проводят в самом детекторе или датчике. Кроме того, это может обеспечить централизованное управление любыми калибровочными коэффициентами для коррекции и преобразования, которые могут быть необходимы, и также позволяет улучшить точность измерений и процесса преобразования для системы в целом. Это также может помочь снизить нагрузку на источник питания детекторов 1101, чтобы продлить срок службы детекторов, когда они питаются от батареи, так как в детекторах требуется меньше обработки, поскольку обработка может быть проведена в центральном устройстве управления, которое может иметь, например, более надежный или долговечный источник питания, такой как сетевое соединение, солнечный или ветровой источник питания, или более надежная батарея. Эти факторы также могут помочь уменьшить вес детекторов 1101. Это дает возможность размещать детекторы 1101 на субстрате или в субстрате для выращивания растений без потребности в значительных монтажных устройствах или удерживающих средствах, чтобы зафиксировать детектор на месте.Transferring indicative properties and calculating actual values in a smart box, or in the detector's first data processor, or in the handheld device of the system of the invention can help to lower the performance requirements and associated costs of the electronics in the detector or sensor 1101 than when calculations are performed in the detector or sensor itself. In addition, it can provide centralized management of any correction and conversion calibration factors that may be needed, and also improve the accuracy of the measurement and conversion process for the system as a whole. It can also help to reduce the load on the power supply of the 1101 detectors to extend the life of the detectors when they are battery powered, as less processing is required in the detectors, since the processing can be done in the central control unit, which may have, for example, a more reliable or a durable power source such as a grid connection, solar or wind power, or a more reliable battery. These factors can also help reduce the weight of the 1101 detectors. This allows the 1101 detectors to be placed on or in a growing substrate without the need for significant mounting or holding devices to secure the detector in place.

Данные датчиков или детекторов предпочтительного варианта осуществления транслируют с интервалами, предпочтительно каждые 3 минуты, на определенной частоте, используя диапазоны RFID-UHF (МГц/ГГц), которые являются известными средствами для электронной связи. Полезные временные интервалы могут меняться, например, между 20 сек и 10 мин в зависимости от частоты требуемых обновлений и требований пользователя.The sensor or detector data of the preferred embodiment is broadcast at intervals, preferably every 3 minutes, on a specific frequency using the RFID-UHF (MHz/GHz) bands, which are known means for electronic communication. Useful time intervals may vary between 20 seconds and 10 minutes, for example, depending on the frequency of required updates and user requirements.

В некоторых вариантах осуществления детектор может содержать множество удлиненных зондов 1108, которые выполнены так, чтобы их можно было вставить в субстрат для выращивания растений для измерения его свойств. Детектор дополнительно может содержать направляющий элемент или пластину 1109, которые расположены так, чтобы поддерживать удлиненный зонд 1108 на установленном расстоянии от поверхности субстрата для выращивания растений, которая фактически может быть верхней поверхностью. Использование электроники с ограниченными возможностями, легкого источника питания и простого механизма крепления позволяет легко транспортировать детектор или детекторы и, следовательно, легко развертывать на множестве мест в зоне выращивания растений, такой как теплица, или в области орошения с минимальным усилием и минимальными стадиями повторного монтажа, которые необходимо выполнять.In some embodiments, the detector may include a plurality of elongated probes 1108 that are configured to be inserted into a plant growth substrate to measure its properties. The detector may further include a guide or plate 1109 that is positioned to support the elongate probe 1108 at a predetermined distance from the surface of the growing substrate, which may in fact be the top surface. The use of limited-capacity electronics, a lightweight power supply, and a simple attachment mechanism allows the detector or detectors to be easily transported and therefore easily deployed to multiple locations in a growing area such as a greenhouse or irrigation area with minimal effort and minimal re-mounting steps. which need to be carried out.

Детекторы или датчики 1101 могут быть выполнены с возможностью обмениваться данными по каналу связи с центральным устройством обработки данных детектора 1103, известным в предпочтительном варианте осуществления как смарт-бокс, или с портативным устройством связи, описанным для системы. Канал связи может быть прямым проводным подключением. Однако установлено предпочтительным использование беспроводного подключения, так как это позволяет легко перемещать детекторы и минимизировать усилия при установке. Беспроводная связь может быть прямой с центральным устройством обработки данных детектора 1103, когда центральное устройство обработки данных детектора обладает возможностями установления беспроводной связи. Однако может быть предпочтительным предусмотреть отдельный беспроводной приемник 1102 для приема беспроводной связи от детектора и необязательно отправления беспроводной связи к детекторам 1101. Приемник 1102 может быть подключен через физический канал, такой как Ethernet, кабельное соединение или через проводную линию 1110, к центральному устройству обработки данных детектора 1103. Как приемник, так и смарт-бокс могут быть снабжены комплектом батарей для обеспечения питания. Он может быть встроен в смарт-бокс центрального устройства обработки данных детектора 1103.The detectors or sensors 1101 may be configured to communicate over a communication channel with the central processing unit of the detector 1103, known in the preferred embodiment as a smart box, or with the portable communication device described for the system. The communication channel may be a direct wired connection. However, it has been found to be preferable to use a wireless connection, as this allows easy movement of the detectors and minimizes installation effort. Wireless communication may be direct with the central processing unit of the detector 1103 when the central processing unit of the detector has wireless communication capabilities. However, it may be preferable to provide a separate wireless receiver 1102 to receive wireless communications from the detector and optionally send wireless communications to detectors 1101. Receiver 1102 may be connected via a physical channel such as Ethernet, a cable connection, or via a wired line 1110 to a central processing unit. detector 1103. Both the receiver and the smart box can be supplied with a battery pack to provide power. It can be built into the smart box of the 1103 detector's central processing unit.

Беспроводная связь может быть обеспечена известными технологиями, которые обычно используют при создании электронной связи, такими как диапазоны RFID-UFH в интервале от 800 до 1000 МГц или 2,4 ГГц. Однако могут быть использованы альтернативные средства беспроводной связи, например, такие как IEEE 802.11. Физические подключения между различными устройствами в системе могут быть выполнены через соединения Ethernet по медному проводу, оптоволокну и любые другие подходящие средства связи, которые обычно известны в электронной и компьютерной связи, в том числе при необходимости через мобильные сети передачи данных.Wireless communication may be provided by known technologies that are commonly used in electronic communications, such as RFID-UFH bands in the range of 800 to 1000 MHz or 2.4 GHz. However, alternative wireless communication means such as IEEE 802.11 may be used. Physical connections between the various devices in the system may be made via Ethernet connections over copper wire, optical fiber, and any other suitable means of communication that is commonly known in electronic and computer communications, including, if necessary, via mobile data networks.

В некоторых примерах беспроводную связь обеспечивают путем использования технологии LoRa. Такие технологии, как правило, используют (безлицензионные) полосы частот субгигагерцового диапазона для обеспечения передачи на большие расстояния с низким энергопотреблением.In some examples, wireless communication is provided by using LoRa technology. Such technologies typically use (unlicensed) sub-GHz frequency bands to enable low power long distance transmission.

Связь по технологии LoRa может быть реализована за счет оснащения одного или нескольких детекторов 1101, приемника 1102, смарт-бокса 1103, портативного устройства связи 1105 и климатического компьютера 1106 модулями LoRa. Модули LoRa могут включать один или несколько беспроводных передатчиков, предназначенных для передачи радиочастотных сигналов большого радиуса действия, и беспроводной приемник, приспособленный для приема радиочастотных сигналов большого радиуса действия. В некоторых примерах модуль LoRa включает один беспроводной приемопередатчик, выполненный с возможностью передавать и принимать радиочастотные сигналы большого радиуса действия. В примере на ФИГ. 13, описанном ниже, мост 1303 также оснащен модулем LoRa, что позволяет мосту 1303 обеспечивать связь по технологии LoRa.LoRa communication can be implemented by equipping one or more detectors 1101, receiver 1102, smart box 1103, portable communication device 1105, and climate computer 1106 with LoRa modules. LoRa modules may include one or more wireless transmitters designed to transmit long range RF signals and a wireless receiver adapted to receive long range RF signals. In some examples, the LoRa module includes a single wireless transceiver configured to transmit and receive long range RF signals. In the example of FIG. 13 described below, the bridge 1303 is also equipped with a LoRa module, which allows the bridge 1303 to provide LoRa communication.

В некоторых примерах беспроводную связь обеспечивают за счет использования беспроводных персональных сетей (PANs), например, по технологиям Bluetooth. В частности, беспроводная связь может быть обеспечена с помощью Bluetooth с низким энергопотреблением (BLE). В таких технологиях обычно используют коротковолновые сверхвысокочастотные радиоволны, чтобы обеспечить обмен данными на короткие расстояния с низкими затратами и низким энергопотреблением. Следовательно, детекторы 1101 и другие составляющие устройства системы могут быть оснащены модулем Bluetooth для связи и обмена данными через локальные сети BLE. В примере на ФИГ. 13, описанном ниже, мост 1303 также оборудован модулем Bluetooth, позволяющим мосту 1303 обеспечивать связь по Bluetooth.In some examples, wireless communication is provided through the use of wireless personal area networks (PANs), such as Bluetooth technologies. In particular, wireless communication can be provided using Bluetooth Low Energy (BLE). Such technologies typically use shortwave microwave radio waves to enable low-cost, low-power communication over short distances. Therefore, the 1101 detectors and other component devices of the system can be equipped with a Bluetooth module for communication and data exchange via local BLE networks. In the example of FIG. 13 described below, the bridge 1303 is also equipped with a Bluetooth module allowing the bridge 1303 to communicate via Bluetooth.

Один или несколько детекторов 1301 в системе 13 могут быть заключены в водонепроницаемый кожух. Под «водонепроницаемым» в данном контексте понимают, что детекторы 1301 находятся в герметичном кожухе, который предупреждает попадание любой жидкости, например, воды, к внутренним компонентам детектора 1301. Заключенный в водонепроницаемый кожух детектор 1301 может быть помещен во влажную среду или около такой среды, и может быть даже полностью или частично погружен в жидкость. Это составляет особое преимущество при мониторинге условий орошения в системах выращивания, в которых применяют приливное орошение, например, где детектор может быть временно погружен или частично погружен в воду, когда резервуар заполнен водой.One or more detectors 1301 in system 13 may be enclosed in a waterproof housing. By "watertight" in this context is meant that the detectors 1301 are in a sealed enclosure that prevents any liquid, such as water, from entering the internal components of the detector 1301. The detector 1301 enclosed in a waterproof casing can be placed in or near a humid environment, and may even be completely or partially immersed in liquid. This is of particular advantage when monitoring irrigation conditions in growing systems that use tide irrigation, for example, where the detector may be temporarily submerged or partially submerged in water when the reservoir is filled with water.

Центральное устройство, смарт-бокс, обработки данных детектора 1103 включает, по меньшей мере, один процессор и, по меньшей мере, одно запоминающее устройство. Запоминающее устройство может хранить, или в базе данных, или в виде отдельных файлов, или в любом подходящем средстве хранения данных, один или несколько файлов данных, относящихся к одной/одному или нескольким стратегиям или циклам орошения. Предпочтительно массив данных со временем сортируют в виде регистрируемых данных и хранят в базе данных, такой как облачный сервис 1120. Предпочтительно устройство смарт-бокс 1103 выполнено с возможностью получать доступ к массиву данных из облака и извлекать данные, которые должны быть временно сохранены и в его памяти для обработки.The central device, smart box, data processing detector 1103 includes at least one processor and at least one storage device. The storage device may store, either in a database, or as separate files, or in any suitable data storage medium, one or more data files relating to one/one or more irrigation strategies or cycles. Preferably, the dataset is sorted over time as logged data and stored in a database such as a cloud service 1120. Preferably, the smart box device 1103 is configured to access the dataset from the cloud and retrieve data to be temporarily stored and stored in it. memory for processing.

Набор данных может обеспечивать взаимосвязь между измеренными параметрами, предоставляемыми детекторами, и желаемыми выходными данными орошения, также называемыми желаемыми параметрами орошения, вместе с желаемыми выходными данными окружающей среды, также называемыми желаемыми параметрами окружающей среды. Вместе желаемые параметры орошения и желаемые параметры окружающей среды можно рассматривать в качестве желаемых параметров выращивания. Желаемые выходные данные выращивания означают параметры, которые определяют стратегию выращивания. Например, выходные данные орошения могут относится к желаемому циклу орошения, простому указанию включения/выключения ирригационного оборудования или могут содержать дополнительные сведения, такие как расход при орошении, цикл орошения, определяющий продолжительность периодов включения и выключения для цикла орошения и продолжительность по времени, в течение которого цикл орошения должен быть применен. Примеры выходных данных окружающей среды могут относиться к повышению или понижению температуры, уровня влажности или уровня освещенности путем включения или выключения подходящего оборудования для обогрева или охлаждения, увлажнения или высушивания, или освещения или затенения. Предпочтительный вариант осуществления включает 1 базу данных, но может включать больше, например 2, 3 или 4, баз данных. Первая база данных содержит необработанные записанные параметры, тогда как вторая база банных может содержать переданные или преобразованные параметры после преобразования для таких параметров, как содержание воды, электропроводность, температура субстрата, температура воздуха, влажность и уровень освещенности.The data set may provide a relationship between the measured parameters provided by the detectors and the desired irrigation output, also referred to as desired irrigation parameters, together with the desired environmental output, also referred to as desired environmental parameters. Together, the desired irrigation parameters and the desired environmental parameters can be considered as the desired cultivation parameters. Desired growing output refers to the parameters that determine the growing strategy. For example, the irrigation output may refer to the desired irrigation cycle, a simple indication of the on/off of the irrigation equipment, or may contain additional information such as the irrigation flow rate, the irrigation cycle specifying the duration of the on and off periods for the irrigation cycle, and the duration over time, during which irrigation cycle is to be applied. Examples of environmental outputs may relate to raising or lowering temperature, humidity levels, or light levels by turning on or off suitable equipment for heating or cooling, humidifying or drying, or lighting or shading. The preferred embodiment includes 1 database, but may include more, such as 2, 3 or 4 databases. The first database contains raw recorded parameters, while the second database may contain transferred or converted parameters after conversion for parameters such as water content, electrical conductivity, substrate temperature, air temperature, humidity and light level.

Одна или несколько, предпочтительно, по меньшей мере, две модели также могут находиться в памяти устройства 1103. Первая модель может быть известна как модель субстрата и содержит команды для преобразования необработанных выходных данных детектора или датчика до реальных значений для содержания воды, электропроводности и температуры. Дополнительная модель, находящаяся в устройстве 1103, может быть отнесена к модели орошения и содержит команды для вычисления новых значений, таких как расчет снижения содержания воды между 2 циклами орошения, или упорядочение данных для анализа, представления или сравнения, чтобы могли быть введены другие циклы орошения субстрата. Другие модели, детализирующие условия окружающей среды, такие как модель окружающей среды, а также модели, детализирующие орошение и условия окружающей среды, такие как модель выращивания, также могут быть сохранены в устройстве 1103. Каждая из этих других моделей содержит команды для вычисления новых значений, таких как расчет повышения температуры во время обогрева, или упорядочение данных для анализа, представления или сравнения, чтобы другие выходные данные окружающей среды или орошения могли быть применены при необходимости. Модели также могут быть объединены в одну базу данных. Другие выходные данные от центрального устройства обработки данных детектора могут включать агрегированные данные, собранные от детектора в течение времени и/или отображенные относительно отличающихся местоположений любого или каждого детектора.One or more, preferably at least two models may also reside in the memory of device 1103. The first model may be known as the substrate model and contains instructions for converting the raw detector or sensor output to actual values for water content, conductivity, and temperature. An additional model found in device 1103 can be referred to as an irrigation model and contains commands for calculating new values, such as calculating water reduction between 2 irrigation cycles, or ordering data for analysis, presentation, or comparison so that other irrigation cycles can be entered. substrate. Other models detailing environmental conditions, such as an environmental model, as well as models detailing irrigation and environmental conditions, such as a cultivation model, may also be stored in device 1103. Each of these other models contains instructions for calculating new values, such as calculating temperature rise during heating, or organizing data for analysis, presentation, or comparison so that other environmental or irrigation outputs can be applied as needed. Models can also be combined into one database. Other output from the detector's central processing unit may include aggregated data collected from the detector over time and/or displayed relative to differing locations of any or each detector.

Процессор устройства обработки данных 1103, таким образом, может быть выполнен с возможностью принимать выходные данные детектора, относящиеся к параметрам, измеренным детекторами, обрабатывать выходные данные детектора для определения одного или несколько значений из числа температуры, содержания воды, уровней pH и содержания питательных веществ в субстрате для выращивания и выводить агрегированные данные детектора, желаемого орошения, окружающей среды или стратегии выращивания или команды по орошению, окружающей среде или выращиванию.The processor of the data processing device 1103 may thus be configured to receive detector output data relating to parameters measured by the detectors, process the detector output data to determine one or more of temperature, water content, pH levels, and nutrient content in grow substrate and output aggregate data of the detector, desired irrigation, environment, or grow strategy or irrigation, environment, or grow command.

Первое («центральное») устройство обработки данных 1103 также может быть подключено к одному или к обоим устройствам из числа из климатического компьютера 1106 и пользовательского терминала 1107. Климатический компьютер может быть выполнен с возможностью мониторинга и регулирования различных климатических факторов в зоне выращивания, таких как облучение, температура, влажность и т.п., как представлено выше в примерах. Соединение 1111 между устройством обработки 1103 и климатическим компьютером 1106 может быть беспроводным, физическим или соединением Ethernet, или другой компьютерной сетью. Однако в некоторых случаях центральное устройство обработки 1103 и климатический компьютер 1106 могут быть объединены в одном устройстве и могут просто означать отдельные логические компьютерные программы, работающие на общем аппаратном устройстве. В этом случае связь между двумя элементами может осуществляться просто через внутренние средства связи в аппаратном устройстве, таком как шина процессора или запоминающее устройство в аппаратном устройстве, или посредством передачи функций и переменных между логическими компьютерными процессами, работающими на устройстве. По существу центральное средство обработки данных детектора 1103 и климатический компьютер могут быть реализованы в виде отдельных логических процессов на общем вычислительном устройстве. Настоящая система, таким образом, может функционировать совместно с климатическим компьютером, так что настоящая система управляет орошением и/или фертигацией, тогда как климатический компьютер при необходимости может управлять климатическими условиями, такими как обогрев, вентиляция и/или кондиционирование воздуха.The first ("central") data processing device 1103 may also be connected to one or both of the climate computer 1106 and the user terminal 1107. The climate computer may be configured to monitor and control various climatic factors in the growing area, such as irradiation, temperature, humidity, and the like, as shown in the examples above. Connection 1111 between processor 1103 and climate computer 1106 may be a wireless, physical, or Ethernet connection, or other computer network. However, in some cases, the central processing unit 1103 and the climate computer 1106 may be combined in one device and may simply mean separate logical computer programs running on a common hardware device. In this case, the communication between the two elements may be simply through internal communication in the hardware device, such as a processor bus or storage device in the hardware device, or by transferring functions and variables between logical computer processes running on the device. As such, the detector central processing facility 1103 and the climate computer may be implemented as separate logic processes on a common computing device. The present system can thus operate in conjunction with a climate computer such that the present system controls irrigation and/or fertigation while the climate computer can manage climatic conditions such as heating, ventilation and/or air conditioning as needed.

В качестве альтернативы при некоторых обстоятельствах необходимо устанавливать связь с климатическим компьютером через аналоговые входные и выходные соединения. В этом случае может быть необходим цифроаналоговый преобразователь 1104, который может быть подключен к центральному устройству обработки данных детектора 1103 через физическое соединение или может быть интегрально образован в устройстве обработки данных и может быть выполнен с возможностью преобразования цифровых значений, выводимых из центрального устройства обработки данных детектора, в аналоговые электронные выходные сигналы, которые затем передаются в климатический компьютер через аналоговый интерфейс 1112 после прохождения через цифровой интерфейс 1113.Alternatively, in some circumstances it is necessary to communicate with the climate computer via analogue input and output connections. In this case, a digital-to-analog converter 1104 may be needed, which may be connected to the detector's central processor 1103 via a physical connection, or may be integrally formed in the data processor and may be configured to convert digital values output from the detector's central processor. , into analog electronic output signals, which are then transferred to the climate computer via the analog interface 1112 after passing through the digital interface 1113.

Пользовательский терминал 1107 может быть соединен или логически интегрирован, как описано выше, с одним или обоими устройствами из числа из климатического компьютера 1106 и центрального устройства обработки данных 1103. Пользовательский терминал может содержать экран и средство ввода в форме клавиатуры, сенсорного экрана, средства аудиоввода или других человеко-машинных интерфейсов, хорошо известных для электронных устройств. Пользовательский терминал может быть использован для конфигурирования центрального средства обработки данных детектора путем загрузки файлов данных в средство обработки, для установления взаимосвязей между входными данными детектора и выходными данными управления орошением и окружающей среды и для применения общих параметров конфигурации в средстве обработки. Управление орошением и окружающей средой часто основано на заданных значениях, таких как заданное время начала орошения и/или обогрева, время остановки, скорость капания, температура обогрева, продолжительность и/или частота цикла, заданные временные интервалы (время покоя) перед возобновлением орошения.The user terminal 1107 may be connected or logically integrated as described above with one or both of the climate computer 1106 and the central processing unit 1103. The user terminal may include a screen and an input means in the form of a keyboard, touch screen, audio input, or other human-machine interfaces well known for electronic devices. The user terminal may be used to configure the detector's central data processor by uploading data files to the processor, to establish relationships between detector inputs and irrigation and environmental control outputs, and to apply general configuration parameters to the processor. Irrigation and environmental management is often based on setpoints such as set start time for irrigation and/or heating, stop time, dripping rate, heat temperature, cycle length and/or frequency, set time intervals (rest time) before resuming irrigation.

Система по настоящему изобретению позволяет измерять, преобразовывать и объединять различные выходные данные одного или ряда датчиков из диапазона областей в зоне выращивания в единую систему, которая может выводить входные данные управления желаемым орошением или введения питательных веществ для запуска или остановки орошения или введения питательных веществ и адаптировать входные данные циклов и частоты орошения или введения питательных веществ т.п.The system of the present invention measures, converts, and combines various outputs from one or a number of sensors from a range of areas in a growing area into a single system that can output desired irrigation or nutrient control inputs to start or stop irrigation or nutrient input, and adapt input data for cycles and frequency of irrigation or nutrient application, etc.

Система может дополнительно включать в себя портативное устройство связи детектора 1105, также известное как карманное устройство, так как оно преимущественно может быть выполнено с возможностью носить его в одной руке пользователя, чтобы обеспечить легкую транспортировку устройства и другого предмета, такого как один или несколько детекторов 1101, во второй руке пользователя. Детекторы 1101 часто могут быть расположены в отдаленных или разрозненных местах вокруг теплицы или зоны орошения, которые могут иногда охватывать несколько гектаров. Поэтому пользователю часто необходимо преодолевать значительные расстояния, чтобы добраться до детектора либо для проверки его конфигурации или установки, либо для перемещения его в новое место. Следовательно, полезно иметь легкое портативное карманное устройство, чтобы помочь при проверке установки, калибровки, конфигурации и общего состояния детекторов в системе. Это исключает необходимость многократных обратных поездок от детекторов назад к пользовательскому терминалу или центральному устройству обработки, чтобы изменять аспекты установки и затем проверять конфигурацию или выходные данные. Поэтому карманное портативное устройство снабжено собственным источником питания, чтобы его можно было переносить независимо. Оно также включает встроенный дисплей, так что выходные данные или информация о состоянии от любого из детекторов 1101 могут быть отражены на устройстве. Устройство может быть долговечным, и его корпус изготовлен из ударопрочного материала, чтобы предотвратить повреждение, когда его используют в сельскохозяйственных или садоводческих средах. Устройство обычно выполнено так, что оно легко переносится пользователем, которому может потребоваться преодолевать большие расстояния, чтобы добраться до детекторов в системе. Однако карманное устройство должно включать определенные аспекты функциональных возможностей, чтобы облегчить установку, проверку и настройку детекторов и системы в целом.The system may further include a portable detector communication device 1105, also known as a handheld device, as it can advantageously be configured to be carried in one hand by the user to allow for easy transport of the device and another item, such as one or more detectors 1101. , in the user's second hand. The detectors 1101 can often be located in remote or scattered locations around a greenhouse or irrigation area, which can sometimes span several hectares. Therefore, the user often needs to travel considerable distances to reach the detector, either to check its configuration or installation, or to move it to a new location. Therefore, it is useful to have a lightweight portable handheld device to assist in checking the installation, calibration, configuration and general condition of the detectors in the system. This eliminates the need for multiple return trips from the detectors back to the user terminal or central processor to change aspects of the setup and then check the configuration or output. Therefore, the handheld device is provided with its own power supply so that it can be carried independently. It also includes a built-in display so that output or status information from any of the detectors 1101 can be displayed on the device. The device can be durable and its body is made of impact resistant material to prevent damage when used in agricultural or horticultural environments. The device is typically designed to be easily carried by the user, who may need to travel long distances to reach the detectors in the system. However, the handheld device must include certain aspects of functionality to facilitate the installation, testing, and configuration of the detectors and the system as a whole.

Центральное средство обработки данных необходимо оповещать о ряде факторов для каждого детектора. Портативное устройство связи может быть использовано для считывания, ввода или передачи любого или всех из этих факторов на центральное устройство (смарт-бокс) обработки данных детектора. К ним относятся: сведения от текущем местоположении детектора, дата и/или время, когда детектор был помещен в его текущее местоположение, любые настройки детектора, относящиеся к тому, какие свойства он настроен отслеживать и передавать, состояние источника питания детектора, состояние подключения детектора к центральному устройству обработки, проверка выходных данных показаний датчика, точка доступа, для которой датчик или детектор предназначен для системной коммуникации, обзор необработанных выходных данных или свойства субстрата, к которому детектор или датчик приложен, такие как материал, тип и размеры, а также любые другие имеющие значение данные датчика.The central processing facility needs to be alerted to a number of factors for each detector. A portable communication device can be used to read, enter, or transmit any or all of these factors to a central data processing unit (smart box) of the detector. These include: information from the detector's current location, the date and/or time the detector was placed at its current location, any detector settings related to what properties it is configured to monitor and report, the status of the detector's power source, the status of the detector's connection to to a central processing unit, checking the output of the sensor, the access point for which the sensor or detector is intended for system communication, reviewing the raw output or properties of the substrate to which the detector or sensor is applied, such as material, type and dimensions, and any other relevant sensor data.

Таким образом, предпочтительно портативное устройство связи будет включать следующие функции. Оно будет способно или определять свое собственное местоположение или принимать входные данные пользователя, относящиеся к местоположению устройства и/или сопутствующего детектора. Оно будет способно принимать, по меньшей мере, идентификатор детектора, с которым оно взаимодействует, или за счет входных данных пользователя или за счет прямой связи с детектором 1101. Это может включать оптическое считывание штрих-кода, алфавитно-цифрового идентификатора, QR-кода или другого оптического или визуального идентификатора, или считывание идентификатора по RFID или коммуникации ближнего поля (NFC). В предпочтительных вариантах осуществления используют диапазон RFID-UHF, выбранный соответственно в диапазоне частот, как правило, от 800 до 1000 МГц или 2,4 ГГц. Идентификатор может включать серийный номер и/или код изделия для детектора или датчика. Портативное устройство связи может быть выполнено с возможностью связывать свои данные о местоположении с конкретным детектором и передавать данные о местоположении и идентификатор детектора на центральное устройство обработки данных, так что центральное устройство обработки данных может хранить запись о местоположении каждого детектора, которые могут быть связаны центральным средством обработки данных с параметрами, которые детектор выводит в течение некоторого времени. Портативное устройство связи также может быть способно переводить детектор в режим тестирования.Thus, preferably, the portable communication device will include the following functions. It will be capable of either determining its own location or accepting user input relating to the location of the device and/or associated detector. It will be capable of receiving at least the identifier of the detector with which it is communicating, either through user input or through direct communication with the detector 1101. This may include optical reading of a barcode, alphanumeric identifier, QR code, or another optical or visual identifier, or reading the identifier via RFID or Near Field Communication (NFC). In preferred embodiments, the RFID-UHF band is used, suitably selected in the frequency range, typically 800 to 1000 MHz or 2.4 GHz. The identifier may include the serial number and/or product code for the detector or sensor. The portable communications device may be configured to associate its location data with a particular detector and transmit the location data and detector ID to the central processing device such that the central processing device can store a location record of each detector that can be linked by the central means. processing data with parameters that the detector outputs for some time. The portable communications device may also be capable of putting the detector into test mode.

В предпочтительных вариантах осуществления многие аспекты функциональных возможностей будут общими для центрального устройства обработки данных детектора, смарт-бокса, и карманного устройства. К ним относятся: отображение пользователю доступных или подключенных узлов (датчиков или детекторов) и данных, относящихся к детекторам или датчикам; выборка узлов (датчиков или детекторов) и тестирование вывода; функциональные возможности связи и др.; проверка точных показаний датчика; установка местоположения узла; проверка связи датчика с центральным средством обработки данных; адресация узлов к правильной точке доступа/центральному процессору данных детектора; вычисление содержания воды (СВ), электропроводности (ЭП), значений температуры, уровня влажности и уровня освещенности.In preferred embodiments, many aspects of functionality will be common to the detector central processor, the smart box, and the handheld device. These include: displaying to the user available or connected nodes (sensors or detectors) and data related to detectors or sensors; sampling nodes (sensors or detectors) and testing the output; communication functionality, etc.; checking the exact readings of the sensor; setting the location of the node; checking the connection of the sensor with the central data processing facility; addressing nodes to the correct access point/detector CPU; calculation of water content (MW), electrical conductivity (EC), temperature values, humidity level and light level.

Портативное устройство связи (например, специализированное карманное устройство или смартфон, запускаемые специальным приложением) также может иметь дополнительные функции, такие как запись данных измерений в блоках многочисленных измерений; может быть выполнен базовый статистический анализ результатов, например, для каждого блока могут быть рассчитаны средние значения и стандартное отклонение; может быть включена текстовая функция помощи и могут быть установлены разные языки; также может быть выполнен вывод данных о состоянии питания.A portable communication device (for example, a dedicated handheld device or a smartphone launched by a special application) may also have additional functions, such as recording measurement data in multiple measurement units; basic statistical analysis of the results can be performed, for example, mean values and standard deviation can be calculated for each block; text help function can be enabled and different languages can be installed; power status output can also be performed.

Специализированное карманное устройство 1105 в сочетании, по меньшей мере, с одним датчиком 1109 может быть названо «измерителем». Карманное устройство может взаимодействовать с одним детектором в свое время. В отличие от смартфона, например, карманное устройство работает автономно и не подключено к сети. Карманное устройство может выполнять одиночные измерения, многократные измерения, регистрировать данные, взятые за определенный период времени (например, за несколько дней). Регистрируемые данные затем могут быть объединены, обработаны и отображены в виде функции времени в подходящем приложении на любом подходящем устройстве, например, на ПК, планшете, мобильном телефоне и др.A specialized handheld device 1105 in combination with at least one sensor 1109 may be referred to as a "meter". A handheld device can interact with one detector at a time. Unlike a smartphone, for example, a handheld device works autonomously and is not connected to a network. The handheld device can perform single measurements, multiple measurements, log data taken over a certain period of time (for example, several days). The logged data can then be aggregated, processed and displayed as a function of time in a suitable application on any suitable device such as a PC, tablet, mobile phone, etc.

Центральное устройство обработки данных детектора 1103 или смарт-бокс может отправлять данные в базу данных или облако 1120 (как показано на ФИГ. 7, причем связь является двухсторонней). Примеры пользовательских интерфейсов, включая графики, основанные на таких данных, показаны на ФИГ. 8-11, описанных ниже. Пользовательские интерфейсы предпочтительно отображаются на портативном устройстве связи, предпочтительно беспроводном устройстве, таком как смартфон или планшет, хотя они также могут быть отображены на любом пользовательском терминале, на котором работает приложение, таком как ПК.The central data processor of the detector 1103 or smart box can send data to a database or cloud 1120 (as shown in FIG. 7, and the communication is two-way). Examples of user interfaces, including graphs based on such data, are shown in FIG. 8-11 described below. The user interfaces are preferably displayed on a portable communication device, preferably a wireless device such as a smartphone or tablet, although they may also be displayed on any user terminal running the application, such as a PC.

Как показано на ФИГ. 12, которая иллюстрирует аспекты варианта осуществления при использовании в большой теплице, этот вариант осуществления может быть применен в ситуациях, где необходимо отслеживать и управлять огромным количеством переменных. Например, в теплице, существует много параметров, таких как уровни освещенности, уровни газа и распределение концентраций; все эти параметры меняются в зависимости от времени и положения внутри теплицы. Мониторинг переменных надежным и воспроизводимым образом представляет собой сложную задачу, требующую значительных возможностей по обработке данных. Более того, попытка управлять переменными в большом, полуоткрытом пространстве, таком как теплица, может быть особенно трудной и также повышает требования к возможностям по обработке данных. Таким образом, применение в теплицах особенно подходит для системы, такой как система, показанная на ФИГ. 7, с климатическим компьютером, специально предназначенным для проведения всех требуемых сложных вычислений и обработки данных.As shown in FIG. 12, which illustrates aspects of the embodiment when used in a large greenhouse, this embodiment can be applied in situations where a huge number of variables need to be monitored and controlled. For example, in a greenhouse, there are many parameters such as light levels, gas levels and distribution of concentrations; all these parameters change depending on time and position inside the greenhouse. Monitoring variables in a reliable and reproducible manner is a complex task requiring significant data processing capabilities. Moreover, trying to manage variables in a large, semi-open space, such as a greenhouse, can be especially difficult and also increases the demands on data processing capabilities. Thus, greenhouse applications are particularly suited to a system such as that shown in FIG. 7, with a climate computer specifically designed to carry out all the required complex calculations and data processing.

В некоторых ситуациях условия выращивания могут быть упрощены и объем требуемых вычислений и обработки данных может быть значительно уменьшен. Например, выращивание растений может иметь место в среде, где производитель имеет больше возможностей управлять орошением и условиями окружающей среды. В такой среде будет меньше параметров, которые необходимо отслеживать и управлять. В этих ситуациях климатический компьютер, сигнальный контроллер, пользовательский терминал и смарт-бокс могут быть заменены «мостом», выполненным с возможностью устанавливать связь с детектором, чтобы принимать данные, обрабатывать данные, полученные от детектора, и способный выводить результат своих вычислений на удаленное оборудование, такое как смартфон, или загружать данные в облако/базу данных. Кроме того, мост может выводить команды на контроллеры внутри среды для управления переменными орошения и окружающей среды.In some situations, the growing conditions can be simplified and the amount of computation and data processing required can be significantly reduced. For example, plant growing may take place in an environment where the grower has more control over irrigation and environmental conditions. In such an environment, there will be fewer parameters to monitor and manage. In these situations, the climate computer, alarm controller, user terminal, and smart box can be replaced by a "bridge" capable of communicating with the detector to receive data, process data received from the detector, and capable of outputting its calculation to remote equipment. such as a smartphone, or upload data to the cloud/database. In addition, the bridge can issue commands to controllers within the environment to control irrigation and environmental variables.

В другом варианте осуществления, показанном ФИГ. 13, система 13 содержит множество детекторов 1301 (также называемых датчиками), центральное устройство обработки данных детектора 1303 (называемое в некоторых вариантах осуществления «мостом»), и портативное устройство связи 12. В этом примере портативным устройством связи является телефон смартфон. Хотя детекторы 1301 показаны на ФИГ. 13 как датчики корневой зоны, нижеследующее также применимо к датчикам окружающей среды, включая то, как датчики устанавливают связь и передают информацию, как эту информацию используют, анализируют, обрабатывают и хранят, и как датчик идентифицируют любой платформой, графическим пользовательским интерфейсом, мобильным устройством и портативным устройством связи. Система 13 также включает базу данных, такую как облачный сервис 1320, и мост 1303 выполнен с возможностью доступа к массиву данных из облака и извлечения данных, которые должны быть временно сохранены в его памяти для обработки. В некоторых примерах облачный сервис 1320 также может быть доступен напрямую детекторам 1301 и смартфону 12, и облачный сервис 1320 может прямо или косвенно устанавливать связь с информацией моста 1303 от детекторов 1301 и смартфона 12.In another embodiment, shown in FIG. 13, system 13 includes a plurality of detectors 1301 (also referred to as sensors), a detector central processing unit 1303 (referred to as a "bridge" in some embodiments), and a portable communication device 12. In this example, the portable communication device is a smartphone phone. Although detectors 1301 are shown in FIG. 13 as root zone sensors, the following also applies to environmental sensors, including how sensors communicate and transmit information, how that information is used, analyzed, processed and stored, and how a sensor is identified by any platform, GUI, mobile device, and portable communication device. System 13 also includes a database such as cloud service 1320, and bridge 1303 is configured to access the data array from the cloud and retrieve data to be temporarily stored in its memory for processing. In some examples, cloud service 1320 may also be directly accessible to detectors 1301 and smartphone 12, and cloud service 1320 may directly or indirectly communicate with bridge information 1303 from detectors 1301 and smartphone 12.

По многим аспектам система 13 на ФИГ. 13 аналогична системе 11 на ФИГ. 7. Однако система 13 настоящего варианта осуществления представляет собой существенно упрощенную систему, в которой детекторы 1301 напрямую устанавливают связь с центральным устройством обработки данных 1303, содержащем собственное приложение, способное обрабатывать данные и воздействовать на оборудование управления, чтобы управлять параметрами в среде выращивания. Под «собственным» в данном контексте понимают, что приложение представляет собой программное обеспечение или программу, которые хранятся локально и способны локально обрабатывать данные. Более того, собственное приложение, расположенное на плате устройства обработки 1303, позволяет отправлять информацию, полученную от данных детектора 1301, и отображать ее на устройстве портативного смартфона 12, чтобы предоставить быстрый доступ пользователя к информации о выращивании. Приложение также позволяет пользователю со смартфона 12 легко управлять, через устройство обработки 1303, различными параметрами в зоне выращивания.In many aspects, system 13 in FIG. 13 is similar to system 11 in FIG. 7. However, the system 13 of the present embodiment is a greatly simplified system in which the detectors 1301 directly communicate with the central processing unit 1303, which contains its own application capable of processing data and influencing control equipment to control parameters in the growth environment. By "proprietary" in this context is meant that an application is software or a program that is stored locally and is capable of processing data locally. Moreover, a native application located on the board of the processing device 1303 allows the information obtained from the data of the detector 1301 to be sent and displayed on the device of the portable smartphone 12 to provide a user with quick access to cultivation information. The application also allows the user from the smartphone 12 to easily control, through the processing device 1303, various parameters in the growing area.

Каждый из приведенных в качестве примера детекторов 1301, показанных на ФИГ. 13, аналогичен детекторам 1101 на ФИГ. 7, в том, что каждый из детекторов или датчиков 1301 системы выполнен с возможностью измерения, по меньшей мере, одного свойства субстрата, такого как температура, содержание воды, уровень pH и содержание питательных веществ в субстрате для выращивания растений, когда детектор помещен на субстрат, или находится в контакте с ним, или, по меньшей мере, частично погружен в субстрат для выращивания растений; или выполнен с возможностью измерения, по меньшей мере, одного свойства окружающей среды, такого как температура воздуха, влажность, давление, уровень CO2, уровень освещенности или облучения, например, уровень ФАР (PAR), и движение воздуха.Each of the exemplary detectors 1301 shown in FIG. 13 is similar to detectors 1101 in FIG. 7 in that each of the detectors or sensors 1301 of the system is configured to measure at least one property of the substrate, such as temperature, water content, pH level, and nutrient content of the growing substrate when the detector is placed on the substrate. , or is in contact with it, or at least partially immersed in the substrate for growing plants; or configured to measure at least one environmental property such as air temperature, humidity, pressure, CO 2 level, illumination or exposure level, such as PAR level, and air movement.

Как и в случае детекторов 1101, описанных относительно системы 11 на ФИГ. 7, в системе 13 на ФИГ. 13 детекторы 1301 могут быть выполнены так, чтобы считывать показания значимых свойств, определяющих температуру, содержание воды, содержание кислорода, общее содержание питательных веществ, содержание отдельных питательных веществ (таких как кальций, калий, натрий), параметры корней, параметры растения или уровни pH в субстрате, или температуру воздуха, влажность, давление, уровень освещенности или облучения или движение воздуха. Такие показания затем передаются непосредственно в мостовой процессор 1303, так что преобразование записанного и переданного параметра может регулироваться, управляться и выполняться централизованно и отдельно от детектора или датчика 1301.As with the detectors 1101 described with respect to system 11 in FIG. 7, in system 13 in FIG. 13, detectors 1301 can be configured to read significant properties such as temperature, water content, oxygen content, total nutrient content, individual nutrient content (such as calcium, potassium, sodium), root parameters, plant parameters, or pH levels. in the substrate, or air temperature, humidity, pressure, light or irradiation levels, or air movement. Such readings are then transmitted directly to the bridge processor 1303 so that the conversion of the recorded and transmitted parameter can be adjusted, controlled and performed centrally and separately from the detector or sensor 1301.

Один или несколько детекторов 1301 в системе 13 могут быть заключены в водонепроницаемый кожух.One or more detectors 1301 in system 13 may be enclosed in a waterproof housing.

В дополнение к возможностям, описанным выше относительно детекторов 1101 на ФИГ. 7, каждый из приведенных в качестве примера детекторов 1301 имеет дополнительную возможность напрямую взаимодействовать с центральным устройством обработки данных детектора («мостом») 1303. В этом примере детекторы 1301 и мост 1303 способны работать, устанавливая связь с использованием технологии радиосвязи LoRa. Мост 1303 и каждый из детекторов 1301 снабжены модулем LoRa, обеспечивающим передачу и прием радиочастотных сигналов дальнего радиуса действия. Такие сигналы могут быть переданы, чтобы иметь возможность подключения к глобальной компьютерной сети дальнего радиуса действия (LoRaWAN). Каждый из детекторов 1301 также может передавать данные друг другу. Предусмотрена полезная конфигурация, в которой каждый из детекторов 1301 обменивается данными через сеть LoRaWAN и данные совместно предоставляются на мост 1303. Облачный сервис 1320 также может быть подключен к сети LoRaWAN, а мост 1303 и каждый из детекторов 1301 могут напрямую передавать данные в облачный сервис 1320 и из него.In addition to the capabilities described above with respect to the detectors 1101 in FIG. 7, each of the exemplary detectors 1301 has the additional ability to communicate directly with the detector central processing unit ("bridge") 1303. In this example, the detectors 1301 and bridge 1303 are capable of communicating using LoRa radio technology. The bridge 1303 and each of the detectors 1301 are equipped with a LoRa module to transmit and receive long-range RF signals. Such signals may be transmitted to be able to connect to a wide area computer network (LoRaWAN). Each of the detectors 1301 may also transmit data to each other. A useful configuration is provided in which each of the detectors 1301 communicates through the LoRaWAN network and data is shared to the bridge 1303. The cloud service 1320 can also be connected to the LoRaWAN network, and the bridge 1303 and each of the detectors 1301 can directly transmit data to the cloud service 1320 and from it.

В некоторых примерах мост 1303 может содержать повторитель LoRa, выполненный с возможностью расширять диапазон передачи или приема через сеть LoRa. Такой повторитель может усиливать сигналы, возникающие на мосту и поступающие на мост 1303, чтобы обеспечить размещение устройств (таких как детекторы 1301) еще дальше от моста 1303, при этом оставаясь подключенными к той же самой сети в системе 13.In some examples, bridge 1303 may include a LoRa repeater configured to extend the range of transmission or reception over the LoRa network. Such a repeater can amplify signals originating at the bridge and entering bridge 1303 to allow devices (such as detectors 1301) to be further away from bridge 1303 while remaining connected to the same network in system 13.

Центральное устройство 1303 обработки данных, мост, содержит, по меньшей мере, один процессор и, по меньшей мере, одно запоминающее устройство. Запоминающее устройство может хранить, или в базе данных, или в виде отдельных файлов, или в любом подходящем средстве хранения данных, один или несколько файлов данных, относящихся к одной/одному или нескольким стратегиям или циклам орошения. Предпочтительно массив данных объединяют со временем в виде регистрируемых данных и хранят в базе данных, такой как облачный сервис 1320. Предпочтительно мостовое устройство 1303 выполнено с возможностью доступа к массиву данных из облака и извлечения данных, которые должны быть временно сохранены в его памяти для обработки.The central data processing device 1303, the bridge, contains at least one processor and at least one memory device. The storage device may store, either in a database, or as separate files, or in any suitable data storage medium, one or more data files relating to one/one or more irrigation strategies or cycles. Preferably, the dataset is combined over time as logged data and stored in a database such as cloud service 1320. Preferably, the bridge device 1303 is configured to access the dataset from the cloud and retrieve data to be temporarily stored in its memory for processing.

Набор данных может предоставить взаимосвязи между измеренными параметрами, предоставляемыми детекторами, и желаемыми выходными данными орошения, также называемыми желаемыми параметрами орошения, вместе с желаемыми выходными данными окружающей среды, также называемыми желаемыми параметрами окружающей среды. Вместе желаемые параметры орошения и желаемые параметры окружающей среды можно рассматривать в качестве желаемых параметров выращивания. Желаемые выходные данные выращивания представляют собой параметры, которые определяют стратегию выращивания. Например, выходные данные орошения могут относится к желаемому циклу орошения, простому указанию включения/выключения ирригационного оборудования или могут содержать дополнительные сведения, такие как расход при орошении, цикл орошения, определяющий продолжительность периодов включения и выключения для цикла орошения и продолжительность по времени, в течение которого цикл орошения должен быть применен. Примеры выходных данных окружающей среды могут относиться к повышению или понижению температуры, уровня влажности или уровня освещенности путем включения или выключения подходящего оборудования для обогрева или охлаждения, увлажнения или высушивания, или освещения или затенения. Предпочтительный вариант осуществления включает 1 базу данных, но может включать больше, например, 2, 3 или 4, баз данных. Первая база данных содержит необработанные записанные параметры, тогда как вторая база данных может содержать переданные или преобразованные параметры после преобразования для таких свойств, как содержание воды, электропроводность, температура субстрата, температура воздуха, влажность и уровень освещенности.The data set may provide relationships between the measured parameters provided by the detectors and the desired irrigation output, also referred to as the desired irrigation parameters, together with the desired environmental output, also referred to as the desired environmental parameters. Together, the desired irrigation parameters and the desired environmental parameters can be considered as the desired cultivation parameters. Desired growth outputs are the parameters that determine the growth strategy. For example, the irrigation output may refer to the desired irrigation cycle, a simple indication of the on/off of the irrigation equipment, or may contain additional information such as the irrigation flow rate, the irrigation cycle specifying the duration of the on and off periods for the irrigation cycle, and the duration over time, during which irrigation cycle is to be applied. Examples of environmental outputs may relate to raising or lowering temperature, humidity levels, or light levels by turning on or off suitable equipment for heating or cooling, humidifying or drying, or lighting or shading. The preferred embodiment includes 1 database, but may include more, such as 2, 3 or 4 databases. The first database contains raw recorded parameters, while the second database may contain transferred or converted parameters after conversion for properties such as water content, electrical conductivity, substrate temperature, air temperature, humidity, and light level.

Одна или несколько, предпочтительно, по меньшей мере, две модели также могут находиться в памяти мостового устройства 1303. Первая модель может быть известна как модель субстрата и содержит команды для преобразования необработанных выходных данных детектора или датчика до реальных значений для содержания воды, электропроводности, температуры, влажности, уровня СО2 и ФАР. Дополнительная модель, находящаяся в мостовом устройстве 1303, может быть отнесена к модели орошения и содержит команды для вычисления новых значений, таких как расчет снижения содержания воды между 2 циклами орошения или упорядочение данных для анализа, представления или сравнения, чтобы могли быть введены другие циклы орошения субстрата. Другие модели, детализирующие условия окружающей среды, такие как модель окружающей среды, а также модели, детализирующие орошение и условия окружающей среды, такие как модель выращивания, также могут быть сохранены в мостовом устройстве 1303. Каждая из этих других моделей содержит команды для вычисления новых значений, таких как расчет повышения температуры во время обогрева или упорядочение данных для анализа, представления или сравнения, чтобы другие выходные данные окружающей среды или орошения могли быть применены при необходимости. Модели также могут быть объединены в одну базу данных. Другие выходные данные от центрального устройства обработки данных детектора могут включать агрегированные данные, собранные от детектора в течение некоторого времени и/или отображенные относительно отличающихся положений одного или каждого детектора.One or more, preferably at least two models may also reside in the memory of the bridge device 1303. The first model may be known as the substrate model and contains instructions for converting the raw detector or sensor output to real values for water content, conductivity, temperature , humidity, CO 2 level and PAR. An additional model found in bridge device 1303 can be referred to as an irrigation model and contains instructions for calculating new values, such as calculating water reduction between 2 irrigation cycles, or ordering data for analysis, presentation, or comparison so that other irrigation cycles can be entered. substrate. Other models detailing environmental conditions, such as the environmental model, as well as models detailing irrigation and environmental conditions, such as the cultivation model, may also be stored in the bridge device 1303. Each of these other models contains instructions for calculating new values. such as calculating temperature rise during heating, or organizing data for analysis, presentation, or comparison so that other environmental or irrigation outputs can be applied as needed. Models can also be combined into one database. Other output from the detector's central processor may include aggregated data collected from the detector over time and/or displayed relative to differing positions of one or each detector.

Мостовое устройство 1303 также может быть подключено к пользовательскому терминалу, выполненному так, чтобы дать возможность пользователю отслеживать и управлять различными климатическими факторами в зоне выращивания. Кроме того, как показано на ФИГ. 13, мостовое устройство 1303 беспроводным образом подключено к смартфону 12. Беспроводное соединение может использовать любую подходящую сетевую технологию дальнего или ближнего радиуса действия. Например, мост 1303 и смартфон 12 могут быть подключены через сеть WiFi посредством технологии Bluetooth, через сеть LoRaWAN или любое другое подходящее средство. Это может быть достигнуто, например, путем оснащения мостового устройства 1303 приемопередающим модулем WiFi, приемопередающим модулем Bluetooth или приемопередающим модулем LoRa. Такие средства связи ближнего радиуса действия особенно полезны, так как они позволяют собирать и передавать данные даже при отключении сети. Например, даже когда облачный сервис 1320 неисправен или недоступен, детекторы 1301 способны передавать данные на мост и от моста 1303. Таким образом, мост может действовать как буфер, чтобы собирать данные, поступившие от детекторов 1301, когда сервер или облачная система 1320 недоступны. Затем данные могут быть обработаны и загружены в облачную систему 1320 в более позднее время.The bridge device 1303 may also be connected to a user terminal designed to enable the user to monitor and control various climatic factors in the growing area. In addition, as shown in FIG. 13, bridge device 1303 is wirelessly connected to smartphone 12. The wireless connection may use any suitable long-range or short-range network technology. For example, bridge 1303 and smartphone 12 may be connected via a WiFi network via Bluetooth technology, via a LoRaWAN network, or any other suitable means. This can be achieved, for example, by equipping the bridge device 1303 with a WiFi transceiver module, a Bluetooth transceiver module, or a LoRa transceiver module. These near field communications are particularly useful as they allow data to be collected and transmitted even when the network is down. For example, even when the cloud service 1320 is down or unavailable, the detectors 1301 are able to transmit data to and from the bridge 1303. Thus, the bridge can act as a buffer to collect data from the detectors 1301 when the server or cloud system 1320 is unavailable. The data can then be processed and uploaded to the cloud system 1320 at a later time.

Дополнительное преимущество связи ближнего радиуса действия, например, через подключение Bluetooth, состоит в настройке первичного подключения датчиков 1301, то есть, когда датчик ранее не был подключен к системе (например, друг с другом и с мостом 1303). Когда устанавливают среду выращивания, например, или когда новые детекторы 1301 добавляют к системе 13, детекторы 1301 могут быть предназначены для соединения с конкретным мостом 1303 с использованием возможности подключения с помощью Bluetooth ближнего радиуса действия. Как только соответствующие соединения установлены, детекторы 1301 могут быть размещены и позиционированы в требуемых местоположениях.An additional advantage of near field communication, such as via a Bluetooth connection, is to set up the sensors 1301 for the first time, that is, when the sensor has not previously been connected to the system (eg, to each other and to the bridge 1303). When a growth medium is installed, for example, or when new detectors 1301 are added to system 13, detectors 1301 may be designed to connect to a particular bridge 1303 using near-field Bluetooth connectivity. Once the appropriate connections are made, the detectors 1301 can be placed and positioned at the desired locations.

Некоторые объекты выращивания оборудуют уже существующей локальной сетью WiFi. В таком случае различные составляющие устройства системы 13 (такие как детекторы 1301, мост 1303) могут быть подключены к уже существующей локальной сети и могут использовать сеть для обмена данными. Такая конфигурация исключает необходимость создания новой сети WiFi.Some growing facilities are equipped with an already existing local WiFi network. In such a case, various device components of system 13 (such as detectors 1301, bridge 1303) may be connected to an already existing local area network and may use the network to exchange data. This configuration eliminates the need to create a new WiFi network.

В другом варианте осуществления детекторы 1301 способны работать так, чтобы напрямую передавать данные на смартфон и от смартфона 12, тем самым позволяя пользователю собирать и просматривать данные, полученные от детекторов 1301, без необходимости подключения к сети или мосту 1303.In another embodiment, the detectors 1301 are capable of operating to directly transmit data to and from the smartphone 12, thereby allowing the user to collect and view data received from the detectors 1301 without the need to be connected to a network or bridge 1303.

Мостовое устройство 1303 снабжено встроенным собственным приложением, которое позволяет пользователю получать доступ к данным, полученным от детекторов 1301, и позволяет пользователю управлять орошением и условиями окружающей в зоне выращивания. Собственное приложение, как правило, храниться в памяти мостового устройства 1303.The bridge device 1303 has a built-in native application that allows the user to access data received from the detectors 1301 and allows the user to control irrigation and environmental conditions in the growing area. The native application is typically stored in the memory of the bridge device 1303.

На ФИГ. 8 показан пример измерений электропроводности (ЭП), содержания воды (СВ (WC)) и температуры (T) в виде функции от времени, причем каждая кривая показывает среднее значение для соответствующих измерений, принимаемых от одного или нескольких детекторов, развернутых в «секции» участка производителя. На ФИГ. 9A показано представление функции «сводной панели» графического пользовательского интерфейса с графиками средних данных, полученных в течение 36 часов на разных секциях. Данные принимают от одного или нескольких детекторов. В примере на ФИГ. 9B данные двух датчиков в секции отображены рядом друг за другом. В этом примере содержание воды (СВ (WC)) выражают в % СВ от объема, ЭП выражают в дСм/м (декаСимменс на метр) и T выражают в градусах C. Как показано на ФИГ. 10, отображены СВ, ЭП и температура, определенные на двух местоположениях в теплице. В предпочтительных вариантах осуществления система содержит, по меньшей мере, три детектора.FIG. 8 shows an example of electrical conductivity (EC), water content (WC) and temperature (T) measurements as a function of time, with each curve showing the average of the respective measurements taken from one or more detectors deployed in a "section" manufacturer's site. FIG. 9A shows a graphical user interface "dashboard" function view with graphs of average data acquired over 36 hours on different sections. Data is received from one or more detectors. In the example of FIG. 9B, data from two sensors in a section are displayed next to each other. In this example, the water content (CB (WC)) is expressed in % CB by volume, EC is expressed in dS/m (decaSimmens per meter), and T is expressed in degrees C. As shown in FIG. 10, MW, EC and temperature are displayed at two locations in the greenhouse. In preferred embodiments, the system comprises at least three detectors.

В предпочтительных вариантах осуществления портативное устройство связи, такое как смартфон или планшет, автоматически отображает средние значения и распределение значений по сериям, например, по секциям полива. Преимущественно это позволяет надежно корректировать настройки для оптимизации орошения, окружающей среды или стратегии выращивания. Измерения обычно проводят приблизительно на 20 плитах и на сопоставимом количестве датчиков окружающей среды и выводят среднее значение измерения для репрезентативной плиты, которая может быть названа эталонной плитой, и для условий окружающей среды. Эталонные плиты в теплице могут быть легко определены путем многократных измерений.In preferred embodiments, a portable communications device, such as a smartphone or tablet, automatically displays averages and distributions of values across series, such as irrigation sections. This advantageously allows settings to be reliably adjusted to optimize irrigation, environment or growing strategy. Measurements are typically made on approximately 20 slabs and a comparable number of environmental sensors and the average of the measurement is taken for a representative slab, which may be referred to as a reference slab, and for environmental conditions. Reference slabs in a greenhouse can be easily determined by repeated measurements.

Специализированное карманное устройство также может быть выполнено с возможностью установления связи с детектором для изменения режима детектора от периодического вывода данных к непрерывному выводу данных. Периодические выводы данных могут быть использованы для поддержания срока службы детектора, тогда как непрерывные выводы данных могут быть использованы для полного обнаружения или проверки состояния детектора.The dedicated handheld device may also be configured to communicate with the detector to change the detector's mode from periodic data output to continuous data output. Periodic pings can be used to maintain detector life, while continuous pings can be used to fully detect or check detector status.

Например, в некоторых предпочтительных вариантах осуществления измеритель может быть снабжен функцией регистрации, при которой измерения производят через заранее заданные интервалы времени. Например, пользователь может легко корректировать временные интервалы, через которые должны быть проведены измерения в плите или в окружающей среде. В предпочтительных вариантах осуществления измеритель может принимать и хранить 2300 или больше измерений, выполненных в плите и в окружающей среде. Это дает надежную информацию, относящуюся к значениям СВ, ЭП и температуры, в виде функции времени (то есть, в виде кривых), полученную за период времени, определенный, например, производителем, а также надежную информацию, относящуюся к условиям окружающей среды. Примеры таких кривых показаны на ФИГ. 8, 9 и 10. Долгосрочное использование измерителя без перерывов и сбоев также способствует получению стабильных и надежных измеренных данных. На основании этих данных стратегия орошения может быть скорректирована с использованием способа в соответствии с изобретением, чтобы оптимизировать возделывание культур.For example, in some preferred embodiments, the meter may be provided with a logging function in which measurements are taken at predetermined time intervals. For example, the user can easily adjust the time intervals at which measurements are to be taken in the slab or in the environment. In preferred embodiments, the meter can receive and store 2300 or more measurements taken in the slab and in the environment. This provides reliable information related to SW, EC and temperature values as a function of time (i.e., in the form of curves) obtained over a period of time defined, for example, by the manufacturer, as well as reliable information related to environmental conditions. Examples of such curves are shown in FIG. 8, 9 and 10. Long-term use of the meter without interruptions or failures also contributes to obtaining stable and reliable measured data. Based on these data, the irrigation strategy can be adjusted using the method according to the invention in order to optimize the cultivation of crops.

Производитель может вводить заданные значения, например, по содержанию воды, электропроводности, температуре, уровню освещенности и/или влажности, чтобы установить условия, при которых срабатывает сообщение. Например, производитель может настроить систему на получение сообщения, если содержание воды падает на 3% (EG, предугадывание ошибки). Система может использовать регистрируемые данные, чтобы прогнозировать параметры секции, например, на текущий день. Следовательно, система может использовать данные, зарегистрированные накануне, например, чтобы сделать прогноз, который указывает, где остановится содержание воды, если погодные условия будут аналогичными. Это может быть отражено, например, начиная с заката.The manufacturer can enter setpoints for, for example, water content, conductivity, temperature, light level and/or humidity to set the conditions under which the message is triggered. For example, a manufacturer can configure the system to receive a message if the water content drops by 3% (EG, Error Anticipation). The system can use the logged data to predict section parameters for the current day, for example. Therefore, the system can use data recorded the previous day, for example, to make a forecast that indicates where the water content will stop if the weather conditions are similar. This can be reflected, for example, starting at sunset.

Кроме того или вместо того, чтобы быть основанными на заданных значениях корневой зоны, сообщения могут быть основаны на заданных значениях в климатическом компьютере, чтобы дать возможность производителю получать предупреждение на основании параметров теплицы, таких как влажность и количество света, как указано выше. Например, производитель может настроить систему на получение сообщения, если влажность превышает 80%. Система может использовать регистрируемые данные для прогнозирования параметров, например, секции на текущий день. Таким образом, система может использовать данные, зарегистрированные накануне, например, чтобы сделать прогноз, который указывает, где остановится влажность, если погодные условия будут аналогичными. Это может быть отражено, например, начиная с заката.In addition, or instead of being based on root zone setpoints, the messages may be based on setpoints in the climate computer to enable the grower to receive an alert based on greenhouse parameters such as humidity and amount of light as discussed above. For example, the manufacturer can set the system to receive a message if the humidity is over 80%. The system can use the logged data to predict parameters, such as sections for the current day. Thus, the system can use data recorded the day before, for example, to make a forecast that indicates where the humidity will stop if the weather conditions are similar. This can be reflected, for example, starting at sunset.

Что касается системы 13, проиллюстрированной на ФИГ. 13, то мост 1303 выполнен с возможностью оповещать производителя на основании параметров теплицы напрямую на его устройстве смартфон 12. Предупреждение может содержать команды на ручную настройку орошения и условий окружающей среды в зоне выращивания. С другой стороны, предупреждение может содержать уведомление, что система 13 через мост 1303 будет автоматически или автономно производить определенные изменения в орошении или условиях окружающей среды.With respect to system 13 illustrated in FIG. 13, the bridge 1303 is configured to alert the grower based on greenhouse parameters directly on their smartphone device 12. The alert may include commands to manually adjust irrigation and environmental conditions in the growing area. On the other hand, the warning may include a notice that the system 13 across the bridge 1303 will automatically or autonomously make certain changes in irrigation or environmental conditions.

На ФИГ. 11A и 11B показаны примеры графического пользовательского интерфейса, где пользователь может вводить заданные значения, чтобы управлять стратегией орошения на основании дневной и годовой динамики, соответственно. Установка заданных значений может быть выполнена, например, по СВ и/или уровням ЭП. Что касается ФИГ. 11A, то заданное значение СВ или порог устанавливают на 10% для повышения содержания воды в день (дневная динамика). Например, снижение в % может находиться между 0,5 и 30%. Продолжительность может быть установлена в часах и/или минутах.FIG. 11A and 11B show examples of a graphical user interface where the user can enter setpoints to control the irrigation strategy based on daily and yearly dynamics, respectively. The setting of the setpoints can be performed, for example, by CB and/or EP levels. With regard to FIG. 11A, the CB setpoint or threshold is set to 10% to increase the water content per day (daily trend). For example, the % reduction may be between 0.5 and 30%. The duration can be set in hours and/or minutes.

На ФИГ. 11B показан пример генератора заданных значений для годовой динамики, посредством которого производитель может устанавливать желаемые значения ЭП и СВ в определенные недели года. На ФИГ. 11B показанные недели представляют собой недели от начала посева (а не календарные недели), причем неделя начала посева обозначена как неделя «0». Рядом с заданными точками, установленными производителем, можно отображать рекомендуемую заданную точку, например, принятую от аналитической платформы или консультанта. Такие «рекомендуемые заданные значения» могут принимать форму рекомендаций производителю, которые более подробно описаны ниже.FIG. 11B shows an example of a setpoint generator for yearly dynamics, by means of which a manufacturer can set desired values for EF and CB for certain weeks of the year. FIG. 11B, the weeks shown are weeks from start of planting (not calendar weeks), with the start week of planting being designated week "0". Next to manufacturer setpoints, you can display a recommended setpoint, such as one received from an analytics platform or consultant. Such "recommended setpoints" may take the form of manufacturer's recommendations, which are described in more detail below.

Следует иметь ввиду, что заданные значения могут меняться, например, в зависимости от типа культуры или типа плиты. Пунктирная кривая, отмеченная треугольниками, предоставляет целевую ЭП, тогда как пунктирная кривая, маркированная квадратами, предоставляет целевое СВ. Соответственно, сплошные линии представляют собой фактические измеренные уровни ЭП и СВ (в виде обработанных данных из смарт-бокса). На ФИГ. 11C, прогнозируемые линии (ромбы) построены на основании определенных заданных значений. Пример сообщений дан на ФИГ. 11D. ФИГ. 11E показывает другой снимок с экрана графического пользовательского интерфейса, выполняемого на смартфоне. На ФИГ. 11E представлено базовое «меню» графического пользовательского интерфейса, посредством которого пользователь может выбирать между типами отображаемых графиков (секция, отдельные датчики, дневная/годовая динамика).It should be borne in mind that the set values may vary, for example, depending on the type of crop or type of slab. The dotted curve labeled with triangles provides the target SP, while the dashed curve labeled with squares provides the target CO. Accordingly, the solid lines represent the actual measured levels of EP and CO (as processed data from the smart box). FIG. 11C, predictive lines (diamonds) are plotted based on certain predetermined values. An example of messages is given in FIG. 11D. FIG. 11E shows another screenshot of a graphical user interface running on a smartphone. FIG. 11E shows a basic graphical user interface "menu" through which the user can select between the types of plots displayed (section, single gauges, daily/yearly trend).

В предпочтительных вариантах осуществления система подключена к климатическому компьютеру и может преимущественно сообщать данные в графической форме, или одномоментно или непрерывно. Например, данные могут отправляться напрямую в облако или климатический компьютер каждые 3 мин и, следовательно, данные отправляют непрерывно. Данные также могут быть отображены на графике сразу же после их получения.In preferred embodiments, the system is connected to a climate computer and may advantageously report data in graphical form, either instantaneously or continuously . For example, data can be sent directly to the cloud or climate computer every 3 minutes and therefore data is sent continuously. The data can also be displayed on a graph immediately after it is received.

Портативное устройство связи (является ли оно специализированным карманным устройством или устройством смартфон, которые описаны выше) может содержать коммуникационный интерфейс для установления связи с детекторами. Устройство дополнительно может быть выполнено с возможностью устанавливать связь с детектором для определения идентификатора детектора, объединять идентификатор детектора с информацией о местоположении и направлять информацию на центральное средство обработки данных детектора. Например, информация о местоположении может быть введена в карманное устройство 1105 пользователем, или, альтернативно или дополнительно, может быть определена самим устройством с использованием оборудования GPS или другого средства определения местоположения. Средство определения местоположения может включать средство, выполненное с возможностью оптического считывания штрих-кода, алфавитно-цифрового идентификатора, QR-кода или другого оптического или визуального идентификатора, устройство RFID или устройство связи ближнего поля (NFC), расположенное в местоположении устройства и указывающее на информацию о местонахождении. Информация о местоположении может содержать координаты точки, определенные по карте, или координаты GPS, или информацию о столбцах и рядах, относящуюся к местоположению субстратов в зоне выращивания. Информация о местоположении может дополнительно включать номер или код теплицы, код секции орошения, код вытяжки, номер ряда и номер плиты. В предпочтительном варианте осуществления информация о местоположении включает, среди прочего, как минимум код секции орошения и номер ряда. Устройство дополнительно может быть выполнено с возможностью проводить измерения выходных данных детектора для отображения его пользователю и, при необходимости, для пересылки данных в центральный процессор обработки данных по дополнительному каналу связи. Устройство может быть выполнено так, чтобы в ответ на ввод пользователя переводить детектор в режим настройки или режим тестирования и передавать результаты изменения статуса или результаты тестирования в центральное средство обработки данных детектора по дополнительному каналу связи. Канал связи может быть физическим или беспроводным, однако использование беспроводной связи сокращает время установки и настройки и может снизить материальные затраты при больших расстояниях.A portable communication device (whether it be a dedicated handheld device or a smartphone device as described above) may contain a communication interface for communicating with detectors. The device may further be configured to communicate with the detector to determine the detector ID, combine the detector ID with location information, and forward the information to the detector central processing facility. For example, location information may be entered into the handheld device 1105 by a user, or alternatively or additionally, may be determined by the device itself using GPS equipment or other location determination means. The location means may include a means configured to optically read a barcode, alphanumeric identifier, QR code, or other optical or visual identifier, an RFID device, or a Near Field Communication (NFC) device located at the location of the device and pointing to information about location. The location information may comprise point coordinates determined from a map, or GPS coordinates, or column and row information relating to the location of the substrates in the growing area. The location information may further include a greenhouse number or code, irrigation section code, hood code, row number, and slab number. In a preferred embodiment, the location information includes, among other things, at least an irrigation section code and a row number. The device may additionally be configured to take measurements of the output of the detector to display it to the user and, if necessary, to send the data to the central processing unit via an additional communication channel. The apparatus may be configured to, in response to user input, place the detector in a setup mode or a test mode and transmit status change results or test results to the detector's central processing facility over an additional communication channel. The link can be physical or wireless, but using wireless reduces installation and configuration time and can reduce costs over long distances.

Портативное устройство связи может представлять собой стандартный элемент электронного оборудования связи, такой как КПК, или мобильный телефон, такой как смартфон, и, следовательно изобретение может быть воплощено в компьютерном программном продукте, содержащем команды, которые при выполнении процессором электронного устройства связи, содержащим средства удаленной связи, конфигурируют устройство для установления канала связи с детектором для опроса детектора, чтобы определять идентификатор детектора, связывать идентификатор с информацией о конфигурации детектора и передавать информацию о конфигурации в центральное средство обработки данных детектора. Информация о конфигурации может содержать данные о местоположении, данные о конфигурации детектора, данные о состоянии детектора, такие как информация об источнике питания, время работы, в дополнение к функциям и параметрам, описанным выше в отношении карманного устройства.A portable communications device may be a standard piece of communications electronic equipment such as a PDA or a mobile telephone such as a smartphone, and therefore the invention may be embodied in a computer program product containing instructions that, when executed by a processor of an electronic communications device containing remote communication, configuring the device to establish a communication channel with the detector to interrogate the detector to determine the identifier of the detector, associate the identifier with the configuration information of the detector, and transmit the configuration information to the central data processing facility of the detector. The configuration information may include location data, detector configuration data, detector status data such as power supply information, operating time, in addition to the functions and options described above with respect to the handheld device.

Данные, собранные от производителей, загружают в облако, и они могут быть сохранены на сервере для обработки, например, в рамках аналитической платформы. Это дает возможность консультантам удаленно просматривать данные производителей на удаленном устройстве, таким как ноутбук, планшет или смартфон. Аналитические платформы могут реализовывать этапы визуализации данных, анализа данных, интеграции данных и технологического управления. Предпочтительно загруженные данные с временем объединяют и оценивают. Например, результаты аналитической оценки, проведенной экспертами или консультантами, могут быть представлены в отчетах, которые автоматически предоставляются пользователям. В предпочтительных вариантах осуществления заданные значения и вычисления могут быть загружены автоматически в климатический компьютер пользователя, чтобы преимущественно было задействовано автоматическое управление (то есть, управление орошением и условиями окружающей среды). Проанализированные данные могут быть отправлены из облака на климатический компьютер и/или любое другое удаленное устройство, например, чтобы управлять или корректировать индивидуальное орошение, окружающую среду или стратегию выращивания.Data collected from manufacturers is uploaded to the cloud and can be stored on a server for processing, for example, within an analytics platform. This enables consultants to remotely view manufacturer data on a remote device such as a laptop, tablet or smartphone. Analytical platforms can implement the stages of data visualization, data analysis, data integration and technology management. Preferably the downloaded data over time is combined and evaluated. For example, the results of an analytical assessment carried out by experts or consultants can be presented in reports that are automatically provided to users. In preferred embodiments, setpoints and calculations can be downloaded automatically to the user's climate computer so that automatic control (i.e., irrigation and environmental control) is advantageously involved. The analyzed data can be sent from the cloud to a climate computer and/or any other remote device, for example, to control or adjust an individual's irrigation, environment, or growing strategy.

Дополнительно могут быть объединены регистрируемые данные (также называемые данными платформы) от любых измерительных устройств или климатических компьютеров, чтобы сформировать интегрированные данные на платформе, причем платформа видима для удаленных устройств. Данные платформы также могут включать такие данные, как заданные значения и параметры климатического компьютера, регистрационные данные культуры и другие данные, имеющие значение для производителей.Additionally, recorded data (also referred to as platform data) from any measurement devices or climate computers can be combined to form integrated data on the platform, the platform being visible to remote devices. These platforms may also include data such as climate computer setpoints and parameters, crop registration data, and other data relevant to growers.

Как изложено выше, в некоторых вариантах осуществления система может быть способна выдавать рекомендации. Обычно рекомендации выдаются производителю через графический пользовательский интерфейс на мобильном устройстве, КПК или компьютере. Рекомендации содержат предлагаемые действия, которые должен предпринимать производитель, чтобы управлять выращиванием растений. В некоторых вариантах осуществления система может быть способна выполнять рекомендации без принятия производителем мер по их выполнению или только после получения подтверждения от производителя.As discussed above, in some embodiments, the system may be capable of making recommendations. Typically, recommendations are issued to the manufacturer through a graphical user interface on a mobile device, PDA, or computer. The recommendations contain suggested actions that the grower should take to manage the production of plants. In some embodiments, the system may be able to implement recommendations without the manufacturer taking action to implement them, or only after receiving confirmation from the manufacturer.

Рекомендации предоставляют на основании СВ, ЭП и температуры субстрата, условий окружающей среды, информации о растении и культуре и климатической информации. Предоставляемые советы отличаются друг от друга в зависимости от того, на какой фазе роста находятся растения, и запускаются и определяются заданными значениями. Например, если конкретное заданное значение превышено, то выдается рекомендация. Например, если орошение для определенного типа растения составляет идеально между 8 и 15% в течение ночи и если орошение установлено слишком высокое, например, на более чем 15%, будет выдана рекомендация о том, что время остановки орошения следует скорректировать. Другим примером является вариант, в котором при обнаружении облучения 100 Джоулей (Дж) будет выдана рекомендация по орошению с указанием подходящего времени начала орошения.Recommendations are provided based on MW, EC and substrate temperature, environmental conditions, plant and crop information, and climate information. The tips provided differ from each other depending on which growth phase the plants are in and are triggered and determined by setpoints. For example, if a particular setpoint is exceeded, a recommendation is issued. For example, if the irrigation for a particular plant type is ideally between 8 and 15% overnight and if the irrigation is set too high, for example more than 15%, a recommendation will be made that the irrigation stop time should be adjusted. Another example is where, upon detection of an exposure of 100 Joules (J), an irrigation recommendation will be issued with an appropriate start time for irrigation.

Графики, отображаемые для пользователя в его графическом пользовательском интерфейсе, также могут показывать, какое влияние будет оказывать рекомендация, например, на температуру или содержание воды, чтобы дать производителю представление об влиянии рекомендации. Такое прогнозирование становится возможным за счет включения в систему информации об окружающей среде, растении и климате в дополнение к информации по корневой зоне.Graphs displayed to the user in their graphical user interface may also show what effect the recommendation will have, such as temperature or water content, to give the manufacturer an idea of the effect of the recommendation. Such forecasting is made possible by the inclusion of environmental, plant and climate information in the system in addition to the root zone information.

Как упоминалось выше, рекомендации обеспечивают управление рядом факторов. К ним относятся управление в зависимости от температуры воздуха, орошения, электропроводности и влажности. Это достигается за счет обращения к базе данных, которая хранит соотношения между этими параметрами и данными выращивания растений. Например, база может включать то, что для конкретного сорта или типа растения температура воздуха должна находиться в интервале от X до Y градусов Цельсия. В базе данных анализируется множество параметров, чтобы определить подходящие заданные значения для выдачи рекомендации производителю. Порядок, в котором анализируют параметры, меняется в зависимости от времени или года и (вероятно) фазы роста растения, поскольку значимость параметров меняется со временем или годом и фазой роста. Например, температурой труднее управлять в периоды года, когда погода жаркая, поэтому в периоды жаркой погоды большее значение придается таким параметрам, как орошение.As mentioned above, recommendations provide management of a number of factors. These include control depending on air temperature, irrigation, electrical conductivity and humidity. This is achieved by accessing a database that stores the relationship between these parameters and plant growth data. For example, the base may include that for a particular variety or type of plant, the air temperature should be in the range from X to Y degrees Celsius. A number of parameters are analyzed in the database to determine suitable setpoints for making a recommendation to the manufacturer. The order in which the parameters are analyzed varies depending on the time or year and (probably) the growth phase of the plant, since the significance of the parameters changes with time or year and growth phase. For example, temperatures are more difficult to manage during periods of the year when the weather is hot, so during periods of hot weather more importance is placed on parameters such as irrigation.

В качестве дополнения или в качестве альтернативы этому методу предоставления рекомендаций, рекомендации также могут быть предоставлены на основании алгоритмов машинного обучения, обученных с помощью данных из баз данных, таких как базы данных, упоминаемые выше, и на основании реакций производителей на такие рекомендации. Это создает петлю обратной связи, позволяя алгоритмам машинного обучения продолжать обучение и тем самым улучшать предоставляемые рекомендации.As a supplement or alternative to this method of providing recommendations, recommendations can also be provided based on machine learning algorithms trained with data from databases, such as the databases mentioned above, and based on the reactions of manufacturers to such recommendations. This creates a feedback loop, allowing machine learning algorithms to continue learning and thus improve the recommendations provided.

Даваемые рекомендации конкретизируют в зависимости от типа используемого субстрата и стадии возделывания. В начале возделывания культуры у производителя имеются очень мелкие растения. Для них существуют другие требования, чем для полностью выросшего растения летом. Кроме того, рекомендации могут меняться в зависимости от типа субстрата. Для определения соответствующей стадии выращивания у производителя важными переменными являются переменные входа, такие как посадка растений, данные по сорту, обилие плодов (то есть, урожай) и набор плодовых гроздьев. На основании этих переменных может быть определено, на какой стадии находится культура и какие рекомендации применимы. Когда производитель применяют одну или несколько рекомендаций, он будет видеть изменение урожая с течением времени. Например, баланс возделывания может меняться от вегетативного к генеративному; толщину и длину выросшей верхушки растения можно менять по желанию, а количество плодовых завязей можно увеличивать или уменьшать. В течение более длительного периода это будет проявляться в улучшении средней массы плодов или ускорении сбора урожая на протяжении периода, например, шести недель, или других сопутствующих элементов.The recommendations given are specified depending on the type of substrate used and the stage of cultivation. At the beginning of cultivation, the producer has very small plants. They have different requirements than for a fully grown plant in summer. In addition, recommendations may vary depending on the type of substrate. To determine the appropriate growing stage at the grower, input variables such as planting, cultivar data, fruit abundance (i.e. yield) and set of fruit clusters are important variables. Based on these variables, it can be determined at what stage the culture is and what recommendations apply. When a grower applies one or more of the recommendations, he will see the yield change over time. For example, the balance of cultivation may change from vegetative to generative; the thickness and length of the grown top of the plant can be changed at will, and the number of fruit ovaries can be increased or decreased. Over a longer period, this will show up as an improvement in average fruit weight or faster harvest over a period of, for example, six weeks, or other related elements.

В некоторых вариантах осуществления следуют приведенному ниже процессу, чтобы определить, выдавать ли рекомендацию. Во-первых, оценивают информацию о регистрации культуры, которая представляет собой информацию, относящуюся к урожаю, собранному с растения. Это позволяет установить фазу роста растения. Затем с использованием известных методов прогнозируют рост растений и условия в течение, например, следующей недели, двух или трех недель. Эти прогнозы для растения затем сравнивают с ожидаемым набором параметров выращивания и условиями для стандартного растения (то есть, растения, которое следует ожидаемой модели выращивания). Если прогнозы соответствуют ожидаемым параметрам при сохранении текущих настроек системы, то рекомендации не выдаются. С другой стороны, если прогнозы выходят за рамки ожидаемых параметров, то выдается подходящая рекомендация по изменению текущих настроек системы на основании того, как ожидаемые параметры и прогнозируемые параметры отличаются друг от друга.In some embodiments, the following process is followed to determine whether to issue a recommendation. First, the crop registration information, which is information related to the crop harvested from the plant, is evaluated. This allows you to set the growth phase of the plant. Plant growth and conditions are then predicted using known methods for, for example, the next week, two or three weeks. These plant predictions are then compared to the expected set of growth parameters and conditions for a standard plant (ie, a plant that follows the expected growth pattern). If the predictions match the expected parameters while maintaining the current system settings, no recommendations are issued. On the other hand, if the predictions are outside the expected parameters, then a suitable recommendation is made to change the current system settings based on how the expected parameters and the predicted parameters differ from each other.

Для специалиста будут очевидны разновидности и модификации описанных выше вариантов осуществления. Такие разновидности и модификации могут включать эквивалентные и другие признаки, которые уже известны и которые могут быть использованы вместо или в дополнение к признакам, описанным в данном документе. Признаки, которые описаны в контексте отдельных вариантов осуществления, могут быть предоставлены в комбинации в одном варианте осуществления. И, наоборот, признаки, которые описаны в контексте одного варианта осуществления, также могут быть предоставлены отдельно или в любой подходящей подкомбинации.Variations and modifications of the embodiments described above will be apparent to those skilled in the art. Such variations and modifications may include equivalent and other features already known and which may be used instead of or in addition to the features described herein. Features that are described in the context of separate embodiments may be provided in combination in one embodiment. Conversely, features that are described in the context of one embodiment may also be provided separately or in any suitable subcombination.

Следует отметить, что термин «содержащий» не исключает другие элементы или этапы, артикль «a» или «an» не исключает множественности, один признак может выполнять функции нескольких признаков, изложенных в формуле изобретения, а ссылочные позиции в формуле изобретения не следует истолковывать в качестве ограничения объема формулы изобретения. Также следует отметить, что фигуры не обязательно выполнены в масштабе; вместо этого акцент обычно делается на иллюстрации принципов настоящего изобретения.It should be noted that the term "comprising" does not exclude other elements or steps, the article "a" or "an" does not exclude plurality, one feature can function as several features set forth in the claims, and reference positions in the claims should not be construed as as a limitation on the scope of the claims. It should also be noted that the figures are not necessarily drawn to scale; instead, emphasis is usually placed on illustrating the principles of the present invention.

Claims (38)

1. Система (13) управления условиями выращивания растений в гидропонных системах выращивания, причем система управления условиями выращивания растений содержит:1. A system (13) for managing plant growing conditions in hydroponic growing systems, wherein the plant growing conditions management system comprises: по меньшей мере один детектор (1301) для измерения по меньшей мере одного свойства субстрата для выращивания растений или условий окружающей среды;at least one detector (1301) for measuring at least one property of the growing substrate or environmental conditions; первое (1303) и второе средство обработки данных; иfirst (1303) and second data processing means; and причем один или каждый детектор (1301) выполнены с возможностью измерять свойство или свойства субстрата для выращивания растений или условий окружающей среды и передавать идентификатор детектора и измеренное свойство или свойства по каналу связи первому средству обработки данных;wherein one or each detector (1301) is configured to measure a property or properties of the growing substrate or environmental conditions and transmit the detector identifier and the measured property or properties over a communication channel to the first data processing means; причем первое средство обработки данных (1303) выполнено с возможностью:wherein the first data processing means (1303) is configured to: хранить в памяти заранее определенные данные выращивания, включающие данные по орошению, данные об окружающей среде, данные об урожае, данные о выращиваемой культуре и/или климатические данные, определяющие взаимосвязь между:store predefined cultivation data in memory, including irrigation data, environmental data, crop data, crop data and/or climate data, defining the relationship between: многочисленными значениями для одной или нескольких величин из числа температуры, уровня рН, содержания воды, содержания питательных веществ, содержания кислорода в субстрате, температуры воздуха, влажности и уровня освещенности, климатических условий, параметров растения, урожая и состояния посевов; иmultiple values for one or more of temperature, pH level, water content, nutrient content, oxygen content in the substrate, air temperature, humidity and light level, climatic conditions, plant parameters, yield and crop conditions; and множеством желаемых параметров орошения и параметров окружающей среды;a variety of desired irrigation parameters and environmental parameters; обрабатывать измеренные свойства, принятые от каждого детектора, для получения обработанных свойств субстрата;process the measured properties received from each detector to obtain processed properties of the substrate; предоставлять выходные данные, указывающие на желаемые входные данные выращивания для субстрата для выращивания, на основании обработанных свойств и заранее определенных данных выращивания, причем обработанные свойства и указанные выходные данные образуют обработанные данные; иprovide output indicative of a desired growth input for the growth substrate based on the processed properties and predetermined growth data, the processed properties and said output forming the processed data; and вычислять прогнозируемые свойства субстрата на основании обработанных данных;calculate predicted substrate properties based on the processed data; определять разницу между обработанными свойствами субстрата и прогнозируемыми свойствами субстрата;determine the difference between the treated properties of the substrate and the predicted properties of the substrate; причем второе средство обработки данных выполнено с возможностью:wherein the second data processing means is configured to: принимать указанную разницу от первого средства обработки данных (1303);accept the specified difference from the first means of data processing (1303); принимать входные данные условия сообщения для выведения сообщения на основании указанной разницы; иreceive a message condition input to output a message based on the specified difference; and выводить сообщение, когда указанная разница удовлетворяет условию сообщения.output a message when the specified difference satisfies the message condition. 2. Система (13) по п. 1, дополнительно содержащая средство хранения данных (1320), и первое средство обработки данных (1303) дополнительно выполнено с возможностью отправлять обработанные данные в средство хранения данных (1320), причем средство хранения данных выполнено с возможностью хранить направленные данные в виде регистрируемых данных.2. The system (13) according to claim 1, further comprising a data storage means (1320), and the first data processing means (1303) is further configured to send the processed data to the data storage means (1320), wherein the data storage means is configured to store directed data as logged data. 3. Система (13) по п. 1 или 2, дополнительно содержащая портативное устройство связи (12).3. System (13) according to claim 1 or 2, further comprising a portable communication device (12). 4. Система (13) по п. 3, в которой портативное устройство связи (12) содержит второе средство обработки данных.4. System (13) according to claim 3, wherein the portable communication device (12) comprises a second data processing means. 5. Система (13) по п. 3, в которой портативное устройство связи (12) выполнено с возможностью принимать обработанные данные из средства хранения данных (1320).5. The system (13) of claim 3, wherein the portable communication device (12) is configured to receive processed data from the data storage means (1320). 6. Система (13) по п. 5, в которой портативное устройство связи (12) находится во взаимодействии со средством хранения данных (1320) и выполнено с возможностью принимать данные по меньшей мере от одного беспроводного детектора (1301) и оправлять принятые данные в средство хранения данных (1320).6. System (13) according to claim 5, wherein the portable communication device (12) is in communication with the data storage means (1320) and is configured to receive data from at least one wireless detector (1301) and send the received data to data storage means (1320). 7. Система (13) по любому из пп. 3-6, в которой портативное устройство связи (12) дополнительно выполнено с возможностью управлять входными данными выращивания для субстрата для выращивания растений и/или для окружающей среды, в которой субстрат расположен, на основании входных параметров выращивания для субстрата для выращивания, предоставляемых первым средством обработки данных детектора системы.7. System (13) according to any one of paragraphs. 3-6, wherein the portable communication device (12) is further configured to manage the growth input for the plant growth substrate and/or for the environment in which the substrate is located based on the growth input for the growth substrate provided by the first means. processing data detector system. 8. Система (13) по любому из предыдущих пунктов, в которой один или каждый детектор (1301) дополнительно выполнены с возможностью передавать идентификатор детектора и измеренное свойство или свойства по каналу связи первому средству обработки данных детектора через временные интервалы меньше чем 10 мин, предпочтительно меньше чем 5 мин, более предпочтительно меньше чем 3 мин.8. System (13) according to any one of the preceding claims, wherein one or each detector (1301) is further configured to transmit the detector identifier and the measured property or properties over a communication channel to the first detector data processing means at time intervals of less than 10 minutes, preferably less than 5 minutes, more preferably less than 3 minutes. 9. Система (13) по любому из предыдущих пунктов, в которой один или каждый детектор (1301) дополнительно выполнены с возможностью передавать идентификатор детектора и измеренное свойство или свойства по каналу связи на второе средство обработки данных детектора через временные интервалы меньше чем 10 мин, предпочтительно меньше чем 5 мин, более предпочтительно меньше чем 3 мин.9. The system (13) according to any one of the preceding claims, wherein one or each detector (1301) is further configured to transmit the detector identifier and the measured property or properties over a communication channel to the second detector data processing means at time intervals of less than 10 minutes, preferably less than 5 minutes, more preferably less than 3 minutes. 10. Система (13) по любому из предыдущих пунктов, в которой один или каждый детектор (1301) дополнительно выполнены с возможностью передавать идентификатор детектора и измеренное свойство или свойства по каналу связи в средство хранения данных (1320) через временные интервалы меньше чем 10 мин, предпочтительно меньше чем 5 мин, более предпочтительно меньше чем 3 мин.10. The system (13) according to any one of the preceding claims, wherein one or each detector (1301) is further configured to transmit the detector identifier and the measured property or properties over a communication channel to the data storage means (1320) at time intervals of less than 10 minutes , preferably less than 5 minutes, more preferably less than 3 minutes. 11. Система (13) по любому из пп. 3-10, в которой портативное устройство связи (12) дополнительно выполнено с возможностью:11. System (13) according to any one of paragraphs. 3-10, wherein the portable communication device (12) is further configured to: принимать данные детектора от детектора; иreceive detector data from the detector; and передавать данные детектора первому средству обработки данных детектора.transmitting the detector data to the first detector data processing means. 12. Система (13) по любому из предыдущих пунктов, в которой первое средство обработки данных (1303) и один или несколько детекторов (1301) каждый содержат модуль LoRa и/или модуль Bluetooth, причем модуль LoRa выполнен с возможностью принимать и передавать данные посредством передач LoRa, а первое средство обработки данных выполнено с возможностью устанавливать связь с одним или несколькими детекторами посредством передачи по протоколу LoRa; и модуль Bluetooth выполнен с возможностью устанавливать беспроводную связь Bluetooth друг с другом, а первое средство обработки данных (1303) выполнено с возможностью устанавливать связь с одним или несколькими детекторами (1301) посредством передач по протоколу Bluetooth.12. The system (13) according to any one of the preceding claims, wherein the first data processing means (1303) and one or more detectors (1301) each comprise a LoRa module and/or a Bluetooth module, wherein the LoRa module is configured to receive and transmit data via LoRa transmissions, and the first data processing means is configured to communicate with one or more detectors through transmission over the LoRa protocol; and the Bluetooth module is configured to establish Bluetooth wireless communication with each other, and the first data processing means (1303) is configured to communicate with one or more detectors (1301) via Bluetooth transmissions. 13. Система (13) по любому из предыдущих пунктов, в которой портативное устройство связи (12) содержит модуль Bluetooth, предназначенный для установления беспроводной сети Bluetooth с первым средством обработки данных (1303) или с одним или несколькими детекторами (1301), а портативное устройство связи (12) выполнено с возможностью передавать и принимать данные через сеть Bluetooth с первым устройством обработки данных и одним или несколькими детекторами.13. The system (13) according to any of the previous claims, in which the portable communication device (12) contains a Bluetooth module designed to establish a Bluetooth wireless network with the first data processing means (1303) or with one or more detectors (1301), and the portable the communication device (12) is configured to transmit and receive data via the Bluetooth network with the first data processing device and one or more detectors. 14. Система (13) по любому из предыдущих пунктов, в которой первое средство обработки данных и средство хранения данных являются частью одного блока.14. The system (13) according to any one of the preceding claims, wherein the first data processing means and the data storage means are part of the same unit. 15. Система (13) по одному из пп. 1-14, в которой средство хранения данных представляет собой базу данных облачного сервиса.15. System (13) according to one of paragraphs. 1-14, in which the storage medium is a cloud service database. 16. Способ управления условиями выращивания растений с использованием системы (13) по любому из предыдущих пунктов.16. A method for controlling plant growing conditions using the system (13) according to any of the previous paragraphs. 17. Способ по п. 16, в котором система (13) соответствует любому из пп. 3-15, и способ дополнительно содержит этапы, на которых вводят данные о конфигурации детектора в портативное устройство связи (12) системы и побуждают портативное устройство связи передавать информацию о конфигурации детектора первому средству обработки данных детектора.17. The method according to p. 16, in which the system (13) corresponds to any one of paragraphs. 3-15 and the method further comprises inputting the detector configuration data into the portable communication device (12) of the system and causing the portable communication device to transmit the detector configuration information to the first detector data processing means. 18. Способ по п. 16 или 17, в котором система (13) соответствует любому из пп. 3-15, и способ дополнительно содержит этап, на котором вводят входные данные условия сообщения в портативное устройство связи (12).18. The method according to p. 16 or 17, in which the system (13) corresponds to any of paragraphs. 3-15, and the method further comprises inputting a message condition input to the portable communication device (12). 19. Способ по пп. 16-18, в котором система (13) соответствует любому из пп. 3-15, и способ дополнительно содержит этап, на котором оповещают пользователя портативным устройством связи (12), когда второе средство обработки данных выводит сообщение.19. The method according to paragraphs. 16-18, in which the system (13) corresponds to any of paragraphs. 3-15, and the method further comprises notifying the user with the portable communication device (12) when the second data processing means outputs a message. 20. Портативное устройство связи детектора (12), приспособленное для использования в системе по любому из пп. 1-15.20. Portable detector communication device (12), adapted for use in the system according to any one of paragraphs. 1-15. 21. Портативное устройство связи детектора по п. 20, в котором устройство представляет собой мобильный телефон.21. The portable detector communication device of claim 20, wherein the device is a mobile phone.
RU2021111820A 2018-09-28 2019-09-27 Plant cultivation control system RU2776122C1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18197457.7 2018-09-28
EP18213149.0 2018-12-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2776122C1 true RU2776122C1 (en) 2022-07-13

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2812475C1 (en) * 2022-09-29 2024-01-30 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Method for application of product for plants

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA8008C2 (en) * 1995-01-11 1995-12-26 Приватна Виробнича Фірма "Дайлр" Method for hydroponic growing plants and device for carrying out thereof
WO2013065697A1 (en) * 2011-11-02 2013-05-10 独立行政法人科学技術振興機構 Management method and management system for biomass at plant harvest
US20140115958A1 (en) * 2012-10-26 2014-05-01 GreenTech Agro LLC Self-sustaining artificially controllable environment within a storage container or other enclosed space
WO2015001083A1 (en) * 2013-07-05 2015-01-08 Rockwool International A/S Plant growth system
US20150040473A1 (en) * 2011-07-15 2015-02-12 Earthtec Solutions LLS Crop-specific automated irrigation and nutrient management
RU2558969C2 (en) * 2010-09-17 2015-08-10 Хортикооп Б.В. Device and method of growing one or several plants
WO2018007334A1 (en) * 2016-07-04 2018-01-11 Rockwool International A/S Plant growth control system
KR20180061821A (en) * 2016-11-30 2018-06-08 농업회사법인 한라산고로쇠 주식회사 Apparatus for extracting sap from tree

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA8008C2 (en) * 1995-01-11 1995-12-26 Приватна Виробнича Фірма "Дайлр" Method for hydroponic growing plants and device for carrying out thereof
RU2558969C2 (en) * 2010-09-17 2015-08-10 Хортикооп Б.В. Device and method of growing one or several plants
US20150040473A1 (en) * 2011-07-15 2015-02-12 Earthtec Solutions LLS Crop-specific automated irrigation and nutrient management
WO2013065697A1 (en) * 2011-11-02 2013-05-10 独立行政法人科学技術振興機構 Management method and management system for biomass at plant harvest
US20140115958A1 (en) * 2012-10-26 2014-05-01 GreenTech Agro LLC Self-sustaining artificially controllable environment within a storage container or other enclosed space
WO2015001083A1 (en) * 2013-07-05 2015-01-08 Rockwool International A/S Plant growth system
RU2632980C2 (en) * 2013-07-05 2017-10-11 Роквул Интернэшнл А/С Plant growing system
WO2018007334A1 (en) * 2016-07-04 2018-01-11 Rockwool International A/S Plant growth control system
KR20180061821A (en) * 2016-11-30 2018-06-08 농업회사법인 한라산고로쇠 주식회사 Apparatus for extracting sap from tree

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2812475C1 (en) * 2022-09-29 2024-01-30 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Method for application of product for plants
RU2827480C1 (en) * 2023-05-12 2024-09-27 Анжела Александровна Романова Method of determining optimal conditions for growing crops in artificial climate in cabinet with controlled microclimate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12010956B2 (en) Plant growth control system
RU2735555C2 (en) Plant growth control system
JP6546585B2 (en) Plant growth system
CN107945042B (en) Crop growth irrigation decision control system
Kumara et al. Experimental Study on a Reliable Smart Hydroponics System
US20100032493A1 (en) Precision variable rate irrigation system
KR20210120423A (en) Nutriculture management apparatus for smart farm by weight controll method
Mendon et al. Design and Construction of Automated Hydroponics System with Remote Monitoring and Control
RU2776122C1 (en) Plant cultivation control system
Nikolaou et al. Advances in irrigation/fertigation techniques in greenhouse soilless culture systems (SCS)
Kponyo et al. An intelligent irrigation system for rural agriculture
Sobri et al. Development of Hydroponics System and Data Monitoring Using Internet of Things
CN106841566A (en) A kind of online soil testing assemblies and method
Nzokou et al. Design and implementation of a soil matric potential-based automated irrigation system for drip irrigating fraser fir
Sugamya et al. Cloud based soil-less cultivation for urban areas
Dumitru et al. Considerations on the types of automated greenhouses used worldwide-review.
Ratiu et al. ACTUAL TECHNOLOGIES FOR CONTROLING THE ENVIRONMENT