[发明专利]用于温室的控制设备

说明书

本发明涉及用于温室的控制设备，其具有计算机控制元件、照明 元件和至少一个检测器元件，其中，照明元件和检测器元件与计算机 控制元件连接，其中，照明元件包括至少一个发射光的发光装置，其 中，光照射在温室(greehouse)中生长的植物。

在US2005/0252078 A1中，描述了一种用于以成本效率的方式优 化植物生长的系统。系统包括处理器，该处理器与测量温室内不同资 源(例如，照明或二氧化碳浓度)的多个资源控制器通信。处理器执 行算法，所述算法接收所希望的植物生长率和其他输入(比如，系统 和环境的工作条件)，并且按照植物生长目标和资源成本确定要消耗 的每一种资源的量。不幸的是，在所述专利申请中描述的系统仅仅关 于植物生长成本方面进行优化。

因此，本发明的目的是消除上述缺陷。特别地，本发明的目的是 提供一种用于温室的高效控制设备，其使得植物最优生长。

该目的通过如由本发明的权利要求1所教导的用于温室的控制 设备实现。该目的还通过由如本发明的权利要求7所教导的用于控制 温室中的植物生长的方法实现。在从属权利要求中限定了控制设备和 方法的有益实施例。

本发明的目的通过用于温室的控制设备实现，其具有计算机控制 元件、照明元件和至少一个检测器元件，其中，照明元件和检测器元 件与计算机控制元件连接，其中，照明元件包括至少一个发射光的发 光装置，其中，光照射在温室中生长的植物，检测器元件测量温室中 的氧分压，并且由发光装置发射的光的量可由计算机控制元件根据所 测量的氧分压来控制。

所描述的本发明的上下文中的术语计算机控制元件包括所有种 类的计算机控制机器，例如膝上型电脑、工作站、微控制器、数字信 号处理器(DSP)或现场可编程门阵列(FPGA)。这种计算机控制 元件已知用于接收程序并存储数据，这些数据由所有种类的检测器元 件检测。计算机控制元件还可以是PDA(个人数字助理)，最初设 计为个人备忘记事本、但是现在更多用途的手持式设备。PDA用作 计算机控制元件将使得园丁能够拥有允许他控制温室的移动系统。在 检查温室期间，可以完成环境设置中的任何改变。

在本发明的上下文中，术语检测器元件包括电力或电子驱动的传 感器。这种检测器元件可以直接指示或者与指示器配对，使得所感测 的值变成人们可读的。检测器元件可以布置在温室内的中央。也可能 的是，多个检测器元件在温室中空间分布。而且，检测器元件可以成 组地布置，以测量温室内的微气候，使得根据所述方法测量和控制环 境参数。

根据本发明的优选实施例，控制设备包括至少一个第二检测器元 件，其测量植物的光合活性。第二检测器元件可以例如测量植物的葡 萄糖或淀粉水平，因为它们是植物的光合活性的直接指示。而且，第 二检测器元件可以测量由植物的叶子吸收的光量。

根据另一个实施例，控制设备包括至少一个第三检测器元件，其 测量第三资源。该附加测量结果使得控制设备完全能够对所有资源进 行总体控制，从而影响植物或种子的生长。选择所测量的第三资源依 赖于生长的植物或种子的类型。该第三资源可以是基底或土壤的温 度、空气的温度、基底或土壤的湿度、基底或土壤中肥料的浓度、空 气的湿度、二氧化碳分压或外部阳光的通量。而且，第三检测器可以 是光谱仪，以测量外部阳光或由发光装置发射的光的光谱。公知的是， 叶绿素(在大多数植物中发现的光合色素)帮助植物从光中获取能量。 已经测量出，叶绿素A和B吸收蓝色和红色光谱中的光。因此，利 用具有处于蓝色或红色波段内的波长的光照耀植物是有益的。为了检 测由发光装置发射的光的波长分布，可以使用光谱仪。例如，光谱仪 可以包括色散光学元件，该色散光学元件可以是棱镜、衍射光栅、全 息光学元件或任何其他合适的元件。进入光谱仪并由色散光学元件色 散的光入射到线性检测器阵列上，该阵列可以是CCD阵列。光谱也 可以在没有光学元件和/或滤光器的情况下使用辅助的金属氧化物半 导体(CMOS)技术来测量。

由于温室与外部世界相互作用，所以第三检测器元件还可以例如 测量进入或离开温室的空气的量。在该实施例中，第三检测器元件可 以不仅测量进入的或离开的空气的湿度，而且特别地可以测量速度、 温度和氧分压。如此测量的信息送入计算机控制元件，从而使得它能 够优化由发光装置发射的光的量。