CN207083572U - 紫外植物照明***及包含该***的种植器 - Google Patents

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Abstract

提供了一种紫外植物照明***和包含该***的种植器。该紫外植物照明***可以包括：一组可见光源，构造为发射指向植物的可见辐射；一组紫外辐射源，构造为发射指向植物的紫外辐射；一组传感器，其中，至少一个传感器被构造为检测因紫外辐射从植物发射的荧光和因可见辐射从植物发射的荧光。这样的紫外植物照明***可以增加在室内栽培的植物的类黄酮含量。

Description

紫外植物照明***及包含该***的种植器
技术领域
本公开总体涉及紫外照明，更具体地，涉及利用紫外辐射照射植物。
背景技术
近来，农业生产中新技术的发展使得农场移到室内。例如，对于使用建筑来种植作物而不会相反地在土地上种植的垂直农耕有很大兴趣。
在建筑和垂直农场内栽培作物需要使用动力照明以为在建筑内栽培的植物提供必要的光。这些“植物”灯或“生长”灯可以是发出用于光合作用的光谱的电动灯。各种“植物”光源的示例包括金属卤化物灯、荧光灯、高压钠灯、白炽灯和发光二极管(LED)。绝大多数的这些灯被制成最大化流明量(lumen content)，或针对人眼响应、明视觉响应(photopic response)。植物通常不会对强调绿光的人类明视觉曲线(photopic visioncurve)做出最佳响应。光合作用的叶绿素和其它辅色素对蓝光和红光的响应较好。主要从植物反射出绿光，所以植物往往呈现出各种范围的绿色。
因为LED提供明亮、成本效益和持久耐用的灯，其可以发射各种波长的促进植物中光合作用过程的光，所以对于栽培室内作物LED是特别令人感兴趣的。除了垂直农场之外，LED灯适合于广泛的植物栽培应用，例如，藻类培养、组织培养、萌芽和生长室(germinationand growth chambers)、温室、水生植物和此类设备中的补充照明等。鉴于植物生长对红光和蓝光的刺激响应，目前用于园艺照明的LED产品主要集中在蓝色和红色光谱。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种用于利用紫外辐射照射植物的解决方案。
实用新型的方面提供了一种紫外植物照明***。该***的说明性实施例包括：一组可见光源，构造为发射指向植物的可见辐射；一组紫外辐射源，构造为发射指向植物的紫外辐射；一组传感器，其中，至少一个传感器被构造为检测因紫外辐射从植物发射的荧光和因可见辐射从植物发射的荧光。可以比较两个荧光值的比率以确定植物的类黄酮含量。
实用新型的第一方面提供了一种紫外植物照明***，所述***包括：一组可见光源，构造为发射指向植物的可见辐射；一组紫外辐射源，构造为发射指向植物的紫外辐射；一组传感器，其中，至少一个传感器被构造为检测因紫外辐射从植物发射的荧光和因可见辐射从植物发射的荧光。
紫外植物照明***还可以包括控制单元，该控制单元可以被构造为比较因紫外辐射的荧光和因可见辐射的荧光，以确定荧光比并基于荧光比来控制所述一组紫外辐射源。
控制单元可以用于调整由一组紫外辐射源发射的紫外辐射，以使植物的类黄酮含量最大化。
紫外植物照明***还可以包括输入/输出连接器，输入/输出连接器可以为栽培植物调整一组参数，其中，所述一组参数可以包括水、湿度和二氧化碳水平。
一组可见光源包括：第一可见光源，被构造为在约450纳米至约490纳米的峰波长的蓝色光谱中操作；第二可见光源，被构造为在约650纳米至约720纳米的峰波长的红色光谱中操作。
紫外辐射可以相对于可见辐射时间偏移。
紫外植物照明***还可以包括第一棒，其中，一组紫外辐射源可以位于第一棒上且第一棒可以相邻于植物被***支撑***中。
紫外植物照明***还可以包括第二棒，其中，一组传感器可以位于第二棒上且第二棒可以相邻于植物被***支撑***中。
实用新型的第二方面提供了一种紫外植物照明***，所述***包括：一组可见光源，构造为发射指向植物的可见辐射；一组紫外辐射源，构造为发射指向植物的紫外辐射；一组传感器，其中，至少一个传感器被构造为检测因紫外辐射从植物发射的荧光和因可见辐射从植物发射的荧光；控制单元，构造为比较因紫外辐射的荧光和因可见辐射的荧光，以确定荧光比并且基于荧光比为植物调整一组参数以增加类黄酮含量。
一组参数可以包括一组紫外辐射的属性、一组可见辐射的属性、湿度水平、水水平、温度水平和二氧化碳水平。
紫外植物照明***还可以包括输入/输出连接器，输入/输出连接器可以为植物调整所述一组参数中的至少一个。
一组参数中的所述至少一个可以包括水、湿度和二氧化碳水平。
一组可见光源可以包括：第一可见光源，被构造为在约450纳米至约490纳米的峰波长的蓝色光谱中操作；第二可见光源，被构造为在约650纳米至约720纳米的峰波长的红色光谱中操作。
紫外辐射可以相对于可见辐射时间偏移。
紫外植物照明***还可以包括第一棒，其中，一组紫外辐射源可以位于第一棒上且第一棒可以相邻于植物被***种植器中。
紫外植物照明***还可以包括第二棒，其中，一组传感器可以位于第二棒上且第二棒可以相邻于植物被***种植器中。
实用新型的第三方面提供了一种种植器，所述种植器包括：植物，位于土壤中；一组可见光源，构造为发射指向植物的可见辐射；一组紫外辐射源，构造为发射指向植物的紫外辐射；一组传感器，其中，至少一个传感器被构造为检测因紫外辐射从植物发射的荧光和因可见辐射从植物发射的荧光；控制单元，构造为比较因紫外辐射的荧光和因可见辐射的荧光，以确定荧光比并且基于荧光比为植物调整一组参数以增加类黄酮含量。
一组参数可以包括一组紫外辐射的属性、一组可见辐射的属性、湿度水平、水水平、温度水平和二氧化碳水平。
一组可见光源可以包括：第一可见光源，被构造为在约450纳米至约490纳米的峰波长的蓝色光谱中操作；第二可见光源，被构造为在约650纳米至约720纳米的峰波长的红色光谱中操作。
紫外辐射可以相对于可见辐射时间偏移。
在实施例中，这样的紫外植物照明***可以增加在室内栽培的植物的类黄酮含量。
实用新型的说明性方面设计为解决在此描述的一个或更多个问题和/或未讨论的一个或更多个其它问题。
附图说明
通过以下的结合描绘实用新型的各方面的附图对实用新型的各方面的详细描述，将更容易理解本公开的这些和其它特征。
图1示出根据实施例的用于照射植物的说明性***。
图2示出根据实施例的用于照射植物的说明性***。
图3示出根据实施例的说明性的输入/输出连接器。
图4示出根据实施例的用于照射植物的说明性***。
图5示出根据实施例的用于照射植物的说明性***。
图6示出根据实施例的用于照射植物的说明性***。
图7A示出根据实施例的反馈环路，图7B示出根据实施例的说明性的紫外和可见辐射的峰值波长，图7C示出根据实施例的改变输入参数的示例性曲线图。
图8A示出根据实施例的说明性流程图，图8B示出使用荧光测量以确定植物中类黄酮的量。
图9示出根据实施例的说明性流程图。
图10示出根据实施例的说明性流程图。
图11示出根据实施例的用于照射植物的说明性***。
图12示出根据实施例的用于照射植物的说明性***。
图13示出根据实施例的利用无人机的说明性***。
图14示出根据实施例的说明性***。
图15示出根据实施例的说明性的用于***的环境。
注意到的是，附图可以不按比例。附图意图仅描绘实用新型的典型方面，因此，不应被认为限制实用新型的范围。在附图中，在附图之间同样的附图标记表示同样的元件。
具体实施方式
如上文所述，实用新型的方面提供了一种利用紫外辐射照射植物的解决方案。在实施例中，这样的照明可以增加在室内栽培的植物的类黄酮含量。***的说明性实施例包括：一组可见光源，构造为发射指向植物的可见辐射；一组紫外辐射源，构造为发射指向植物的紫外辐射；一组传感器，其中，至少一个传感器被构造为检测因紫外辐射而从植物发射的荧光和因可见辐射而从植物发射的荧光。可以比较两个荧光值的比率以确定植物的类黄酮含量。
如这里使用的，除非另有说明，否则术语“组(套/集合)”意味着一个或更多个(即，至少一个)，表述“任何解决方案”意味着任何现在已知的或以后开发的解决方案。要理解的是，除非另有说明，否则每个值是近似的，并且在此包括的值的每个范围包括限定该范围的端点值。如在此所用的，除非另有说明，否则术语“约(大约/近似)”包括在所述值的+/-10％内的值，而术语“基本上”包括在所述值的+/-5％内的值。除非另有说明，否则当较小的值在较大的值的+/-25％范围内时，两个值“类似”。当值y满足公式0.1x≤y≤10x时，值y是在所述值x的量级。
可以与紫外光互换使用的紫外辐射意味着具有波长范围从大约10nm至大约400nm的电磁辐射。在该范围内，存在具有波长范围为大约315nm至大约400nm的紫外-A(UV-A)电磁辐射、具有波长范围从大约280nm至大约315nm的紫外-B(UV-B)电磁辐射以及具有波长范围从大约100nm至大约280nm的紫外-C(UV-C)电磁辐射。
参见附图，图1示出根据实施例的用于照射植物12(例如，苗)的说明性***10。要理解的是，在图1中的和在剩余图中示出的其它实施例中的植物12的数量仅是说明性的，***可以包括任何数量的植物12。植物12可被种植在包含用于向植物12传送营养物质的支撑***16(例如，土壤)的种植器(planter)14内。如果***10包括多于一个的植物12，那么每个植物12可以被种植在种植器14中，或者全部植物12可以被种植在单个种植器14中。
无论如何，种植器14可以包括构造为将水、二氧化碳(CO2)、营养物质、通风、加热和/或冷却等通过支撑***16传送给植物12并且将电力通过栽培插座26的输入/输出连接20传送给***10的任何组件的传送***18。在实施例中，每个植物12可以具有栽培插座26，所述栽培插座26带有允许植物12***到用于自主操作的水、CO2、营养物质、通风、加热、冷却和/或电力等的源(例如，栽培输入单元28)中的输入/输出连接20。在自主操作中，在一组传感器24A至24E中的至少一个传感器可以包括视觉照相机以允许用户从远程位置监控。
在另一实施例中，操作可以是半自主操作，并有来自用户的最少监管。例如，图2示出根据实施例的说明性***10A。***10A包括图1中示出的***10的全部特征，并且包括允许用户为***10A调整一组参数的控制面板25。用户可以直接在控制面板25上或远程地调整该组参数。该组参数可以包括以下中的一个或更多个：辐射(例如，可见的、紫外的和/或红外的等)的属性(例如，波长、强度、持续时长、方向和/或时间等)以及/或者水、CO2、加热、冷却、营养物质的输入/输出等。在实施例中，这组参数可以由***10A自主地控制。在实施例中，用于***10A的该组参数模拟对植物12的生长适合的特定地理位置和特定季节的一天(例如，白天或夜晚)中的时间的属性。例如，辐射的强度可以在某些模拟夜晚的时刻较低。
图3示出根据实施例的说明性的栽培插座26(图1)的输入/输出连接20的示意图。输入/输出连接20可以具有多个连接器21A至21E。例如，输入/输出连接20可以包括CO2连接器21A、水连接器21B、通风连接器21C、电源连接器21D和数据连接器21E。要理解的是，这些连接器仅是说明性的，输入/输出连接20可以包括任何数量的连接器。
栽培插座26和栽培输入单元28被设计为与在住宅里找到的电插座和插口类似。然而，除了电力连接器21D(图3)之外，栽培插座26包括用于向植物12供应水、矿物质和/或必要的气体环境(例如，CO2)等的连接器。栽培输入单元28具有与栽培插座26的输入/输出连接20(图3)中的连接器21A-21E相匹配的连接器。当栽培插座26连接到栽培输入单元28时，电力可被传送到可见LED***22和一组紫外辐射源26A至26C，水和营养物质通过适当的连接传送到植物12，气体被传送并在围绕植物12的环境中被控制。植物栽培的诸如环境的湿度水平和环境温度的其它参数也可被管控。
返回图1，***10可以包括可见LED***22，用于用可见光照射植物12以促进植物生长。可见LED***22可以包括被构造为以最佳植物辐照的峰强度辐射的一组可见光源(未示出)。在实施例中，峰值强度位于蓝色和红色光谱中。在更具体的实施例中，蓝色波长具有范围为450纳米至490纳米的峰，而红色波长具有范围为650纳米至720纳米的峰。在实施例中，照射峰可以位于具有大的峰半幅全宽(FWHM)(例如，50纳米至100纳米之间)的430纳米和650纳米处。在实施例中，峰半宽是约10纳米至约80纳米。
在实施例中，基于植物12的色素沉着(pigmentation)来选择峰的波长。例如，对于红叶植物，照明的峰波长位置可以与绿色植物的峰波长位置基本上不同。例如，对于红色植物，可以因其可以引起较高的光吸收而增加绿光(约510纳米)的强度。在实施例中，峰的位置可以在整个植物生长过程中根据植物12的色素沉着的变化来移动。在实施例中，***10可以包括一组传感器24A至24E，传感器24A至24E中的至少一个可以被构造为检测反射的可见光以确定植物12的色素沉着，这可以用来调整可见光的峰位置波长。例如，由于UV辐射的辐照，所以植物12会改变颜色。在这种情况下，***可以改变可见LED***22的输出。在实施例中，可见LED***22可以包括包含LED管芯的阵列的灯。在实施例中，可见LED***22可以包括太阳能电池以将对植物12无用的波长的能量转换到对植物12有用的波长中。尽管为了清楚而未示出，但是要理解的是可见LED***22可以包括如本领域所公知的主动和被动冷却元件。
在实施例中，植物12可以在具有不足的UV辐射的环境中生长。例如，植物12可以在具有对UV辐射不透明的墙的温室中生长。在这种情况下，植物12可以补充UV辐射以获得与室外栽培的植物可比的营养成分。为此，***10可以包括用于以紫外辐射照射植物12的一组紫外辐射源26A至26C。
该组紫外辐射源26A至26C可以包括一个或更多个紫外辐射发射器的任何组合。紫外辐射发射器的示例可以包括但不限于高强度紫外灯(例如，高强度汞灯)、放电灯、紫外LED、超发光LED和/或激光二极管等。在一个实施例中，该组紫外辐射源26A至26C可以包括用从III族氮化物材料体系中选择的材料的一层或更多层(例如，AlxInyGa1-x-yN和/或其合金，其中，0≤x≤1，0≤y≤1，并且x+y≤1)制造的一组LED。此外，该组紫外辐射源26A至26C可以包括一个或更多个附加组件(例如，波导结构、用于重新安置和/或重新定向紫外辐射发射器的组件等)，以特定的方向和/或特定的图案等将发射的辐射指向和/或传送到特定位置/区域。说明性的波导结构包括但不限于波导、多条紫外纤维，每条紫外纤维在开口、扩散器、光导层和/或光扩散层等处终止。
要理解的是，图1示出以及在剩余图中描述的其它实施例中的紫外辐射源26A至26C的位置和数量仅是说明性的。本领域技术人员将理解的是，***10可以包括位于各种位置中的任何位置处的任何数量的紫外辐射源。要理解的是，紫外辐射源的数量可以用来改善在植物12的表面之上的UV辐射的分布的均匀性。
该组紫外辐射源26A至26C可以以不同波长来操作。在实施例中，紫外辐射源26A至26C中的至少一个被构造为以旨在增加植物12的营养成分的范围内操作。例如，紫外辐射源26A至26C中的至少一个可以在约280纳米至约310纳米的范围内以植物12的营养成分增加所需的强度水平来操作。在实施例中，紫外辐射源26A至26C中的至少一个可以为植物生长在约280纳米至约360纳米的范围内来操作。在另一实施例中，紫外辐射源26A至26C中的至少一个可以被构造为以旨在减少或消除在植物12的表面上细菌和/或真菌的生长的波长来操作。例如，紫外辐射源26A至26C中的至少一个可以被构造为在约250纳米至约280纳米的范围内来操作。
整个***10可以被包围在紫外吸收容器30内，这可以防止紫外辐射进入到环境中。如在此描述的，***10可以包括一组传感器24A至24E。该组传感器24A至24E可以被构造为检测和感测可见辐射、UV辐射、红外辐射、湿度水平、CO2水平和/或温度水平等。
图4示出根据实施例的用于照射植物42的说明性***40。植物42可以被种植在包括向植物42传送营养物质的植物支撑***46(例如，土壤)的种植器44中。***40包括***到支撑***46中的棒48。棒48可以包括被构造为在植物42处传送UV辐射的一组紫外辐射源56A至56C。棒48可以自主地操作并且由电池、可充电电池和/或无线电源等供电。在另一实施例中，图5示出说明性***40A，其中，棒48由可以从电网或远程电源(例如，一个或更多个电池)提供电力的电线50来供电。该组紫外辐射源56A至56C可以以不同的波长来操作，并且如在第一紫外辐射源56A上所示沿至少两个角度方向上运动。
在实施例中，图6示出了包括具有该组紫外辐射源56A至56C的棒48以及具有一组传感器54A至54C的棒58的说明性***40B。该组传感器54A至54C可以被构造为与图1中示出的一组传感器24A至24E类似。为此，该组传感器54A至54C可以包括一个或更多个传感器，所述传感器被构造为检测辐射(例如，可见的、紫外的和/或红外的等)、湿度水平、温度水平、CO2水平和/或植物色素沉着等。如在此所讨论的，在图中示出的任何实施例中，此数据可以被用作反馈以调整***的一组参数。
如在图7A的流程图中看到的，要理解的是，诸如可见光、UV光、水、CO2和/或温度等的输入参数可以被用于反馈环路(例如，图14中反馈组件114)以检测植物12(图1)中的类黄酮和/或黄酮等的存在。例如，如在图7C中看到的，除了紫外辐射和可见光之外，输入参数可以包括利用环境控制组件118(图15)调整湿度(水输入)、温度(空气温度输入)、气体浓度(例如，乙烯和/或二氧化碳(CO2)等)(CO2输入)。要理解的是，输入参数可以根据在***中实现的源和传感器的具体构造来改变。
来自植物12(图1)的荧光信号可以被计算机***(例如，图14中的计算机***120)测量和使用以检测类黄酮和/或黄酮等的存在(例如，类黄酮测试)。在实施例中，可以使用荧光测试(FT)。如在图7C中看到的，植物12(图1)可以首先被利用一组紫外辐射源的紫外辐射辐照，然后被利用一组可见光源的可见光辐射。
在图7C中，UV辐射示出为与可见辐射相比有相位偏移。在实施例中，选择相位偏移以增加植物12(图1)的类黄酮含量。在实施例中，水输入、空气温度输入和CO2输入的输入参数与UV辐射和可见辐射处于时间相位。来自UV辐射的第一荧光信号可以利用该组传感器24A至24E(图1)来感测，然后来自可见辐射的荧光信号可以利用该组传感器24A至24E(图1)来感测。可以计算第二荧光信号和第一荧光信号的比(FT比)并用于确定类黄酮的存在。大的比例表明类黄酮的存在较大，而较小的比例表明较少的类黄酮含量。
如在图7B中看到的，该组紫外辐射源26A至26C(图1)可以包括位于275nm和295nm处的峰波长，而该组可见光源(例如，可见LED***22(图1))可以包括位于430nm和650nm处的峰波长。可以选择UV峰波长以增加植物的营养物质，可以选择可见光以促进植物中如光合作用的物理-化学反应。
图8A示出了根据实施例的用于确定要使用的紫外辐射源的类型的说明性流程图。在此实施例中，计算机***(例如，图14中的计算机***120)可以确定用于植物12(图1)的紫外辐射的类型以确定在植物12内最佳的营养成分所需的UV辐射源的类型(例如，具有适当的光谱分布)。确定最佳UV辐射源的步骤可以通过用利用第一类型的紫外辐射源24A(图1)的紫外辐射辐照植物12以增加植物12内的类黄酮含量来实现。然后，利用荧光测试以确定第一类型的紫外辐射源24A是否是紫外辐射源的最佳类型。要理解的是，可以以足够的延时来执行荧光测试以允许植物12建立其类黄酮含量。还要理解的是，紫外辐射可以以给定的可变强度以给定的时间间隔来执行，并且在一些情况下，以随时间均具有可变强度的几种紫外波长来执行。在实施例中，可以选择紫外辐射源以具有不变的峰波长。荧光测试包括首先用设定的波长的紫外辐射源24A照射植物并测量第一荧光响应强度峰值，然后用设定波长的可见光源(例如，图1的可见LED***22)辐照植物并测量第二荧光响应强度峰值。然后，可以比较第一荧光响应强度峰值和第二荧光响应强度峰值。当将第二荧光响应强度峰值与第一荧光响应强度峰值的比例与具有这样的比例和在植物叶片内的类黄酮含量之间的关系的数据库进行比较时，第二荧光响应强度峰值与第一荧光响应强度峰值的比例将确定植物叶片的类黄酮含量。图8B示出使用荧光测量以确定植物中的类黄酮的量。
图9示出根据实施例的用于确定最佳UV光谱峰的说明性流程图。该组紫外辐射源26A至26C(图1)可以以类黄酮测试的一组峰(例如，在280纳米与360纳米之间)下进行操作。可以记录根据波长的FT比。因为较大的FT比表明类黄酮的存在较大，所以提供最大FT比的峰可以对应于最佳UV辐射峰。
图10示出根据实施例的说明性流程图。在此流程图中，可以对植物12的不同表面执行类黄酮测试以获得一系列峰UV波长60。平均该系列峰UV波长60以获得平均峰UV波长62。虽然图10中示出了仅四次迭代的类黄酮测试，但是要理解的是，可以执行任何数量的迭代。可以将平均峰UV波长62用作对于具体种类的植物辐照的统计收集的UV分布。使用确定这样的峰UV波长的步骤以选择具有相同峰波长的紫外辐射源，随后用于相同类型的植物的照射。要进一步理解的是，类似于可见辐射，UV辐射可以随时间根据植物的需要、色素沉着和其它环境因素而变化。
现在转到图11，示出根据实施例的说明性***70。在此实施例中，***70包括构造为在植物72处直接UV辐射的一组紫外辐射源76A和76B。该组紫外辐射源76A和76B可以能够改变取向以辐照植物72的不同部分。每个紫外辐射源76A和76B可以独立于其它紫外辐射源76A和76B移动，并且可以以与其它紫外辐射源76A和76B中的一些或全部的强度、波长、持续时长和/或时间等不同的强度、波长、持续时长和/或时间等来操作。虽然***70仅示出了该组紫外辐射源76A和76B，但是要理解的是，***70可以包括也能够改变取向的一组可见光源(例如，图1中的可见LED***22)和一组传感器(例如，图1中的一组传感器组24A至24E)。
在实施例中，可以辐射植物的不同表面以诱导一个或更多个其它期望的效果。例如，为了植物授粉，可以辐射植物的表面以被蜜蜂和/或其它昆虫检测到。图12示出根据实施例的说明性***80。***80包括被一组紫外辐射源86A和86B辐照的植物82。该组紫外辐射源86A和86B辐射植物82的一组区域84，从而蜜蜂89可以更容易地检测该组区域84(例如，花)。
这里描述的实施例不局限于种植器和/或室内生长环境。为此，图13示出根据实施例的利用无人机90的说明性***。无人机90可以包括任何在此讨论的实施例以用可见和/或紫外辐射辐照在田野92中的不同植物。为此，无人机90可以包括能够以具体波长、强度、持续时长和/或时间等辐照一类植物的一组紫外辐射源。无人机90可以移动到不同植物并相应地调整UV辐射的参数。在实施例中，无人机90可以包括传感器(例如，视觉照相机)以确定植物的种类并相应地调整位于其上的紫外发射器的操作。
图14示出根据实施例的可以用图1至图6以及图11至图13中描述的任何实施例实现并且执行图8A至图10中描述的流程图的***100的示意图。在实施例中，***100示出包括紫外辐射源26和包括一组传感器24A至24E(图1)的反馈组件114。在任何实施例中，***100可以包括警报组件116，警报组件116包括紫外辐射指示器以示出紫外辐射源26开启。
如图14中描述的，***100可以包括控制单元105。在一个实施例中，控制单元105可以被实现为包括分析程序130的计算机***120，分析程序130可以使计算机***120以在此描述的方式可操作以管理紫外辐射源26、反馈组件114和警报组件116。具体地，分析程序130可使计算机***120能够操作紫外辐射源26以产生紫外辐射并将紫外辐射指向植物，并且可以使计算机***120能够处理与关于植物的一个或更多个属性对应的数据，其中，该数据可以通过反馈组件114和/或存储为数据140的紫外辐射历史来获取。计算机***120可以单独控制每个紫外辐射源26和在反馈组件114中的传感器，和/或控制作为一组的紫外辐射源和传感器中的两个或更多个。此外，紫外辐射源26可以发射基本相同的波长或多个不同波长的紫外辐射。
在实施例中，在操作的初始时段期间，计算机***120可以在反馈组件114中的传感器中的至少一个获取关于植物的一个或更多个属性的数据，并且产生用于进一步处理的数据140。数据140可以包括与辐射(例如，紫外的、红外的、可见的和/或微波的)检测、荧光信号和/或植物的色素沉着等的量有关的信息。计算机***120可以使用数据140来控制在照明期间由紫外辐射源26产生的紫外辐射的一个或更多个方面。
此外，操作紫外辐射源26的一个或更多个方面可以经由用户112通过外部接口I/O组件126B(例如，图2中的控制面板25)来控制或调整。外部接口I/O组件126B可以位于***100的外部上，并且用于允许用户112选择性地打开/关闭紫外辐射源26。
例如，外部接口I/O组件126B可以包括可以选择性地显示诸如控制表盘的用户接口控制的触摸屏，所述用户接口控制可以使用户112能够调节一组紫外辐射源26的强度、日程和/或其它操作性质中的一个或更多个(例如，操作参数、辐射特性)。在实施例中，外部接口I/O组件126B可以可想到地包括键盘、多个按钮和/或类似操纵杆的控制机构等，这些组件可以使用户112能够控制一组紫外辐射源26的操作的一个或更多个方面。外部接口I/O组件126B还可以包括各种输出设备(例如，LED、视觉显示器)的任何组合，这些组件可由计算机***120操作以提供与植物的照射期间有关的状态信息以供用户112使用。例如，外部接口I/O组件126B可以包括用于向用户112发射可见光的一个或多个LED，例如，指示照射期间的状态。在实施例中，外部接口I/O组件126B可以包括用于提供警报(例如，听觉信号)的扬声器，例如，用于指示正在产生紫外辐射或者植物已被紫外辐射照射的信号。
示出的计算机***120包括处理组件122(例如一个或更多个处理器)、存储组件124(例如存储层级)、输入/输出(I/O)组件126A(例如一个或更多个I/O接口和/或装置)以及通信路径128。通常，处理组件122运行被至少部分地固定在存储组件124中的诸如分析程序130的程序代码。在运行程序代码的同时，处理组件122可以对数据进行处理，这可以引起为了进一步处理而从存储组件124和/或I/O组件126A读取转换的数据和/或将转换的数据写入存储组件124和/或I/O组件126A。路径128提供了计算机***120中的每个组件之间的通信链路。I/O组件126A和/或外部接口I/O组件126B可以包括一个或更多个人类I/O装置，其使得人类用户112能够与计算机***120和/或一个或更多个通信装置交互以使得***用户112能够利用任何类型的通信链路与计算机***120通信。为此，在通过计算机***120运行的期间，分析程序130可以管理使得人类和/或***用户112能够与分析程序130交互的一组界面(例如，图形用户界面和/或应用程序界面等)。此外，分析程序130可以使用任何方案来管理(例如，存储、检索、创建、操纵、组织、呈现等)诸如数据140的数据。
在任何情况下，计算机***120可以包括制造品的能够执行安装在其上的诸如分析程序130的程序代码的一个或更多个通用计算制品(例如，计算装置)。如这里使用的，要理解的是，“程序代码”意味着以任何语言、代码或符号的指令的任何集合，这些指令使得具有信息处理能力的计算装置直接执行特定功能或者在以下任何组合之后执行特定功能：(a)转换为另一种语言、代码或符号；(b)以不同的材料形式再现；和/或(c)解压。为此，分析程序130可以实现为***软件和/或应用软件的任何组合。
此外，分析程序130可以使用一组模块132来实现。在这种情况下，模块132可以使计算机***120能够执行由分析程序130使用的一组任务，并且可以与分析程序130的其它部分单独开发和/或分开实现。当计算机***120包括多个计算装置时，每个计算装置可以仅具有固定在其上的分析程序130的一部分(例如，一个或更多个模块132)。然而，要理解的是，计算机***120和分析程序130仅是可以执行在此描述的与控制单元、紫外辐射源和传感器相关的过程的各种可能的等同监测和/或控制***的代表。为此，在其它实施例中，由计算机***120和分析程序130提供的功能可以由包括具有或没有程序代码的通用和/或专用硬件的任何组合的一个或更多个计算装置来至少部分地实现。在每个实施例中，硬件和程序代码(如果包括)可以使用标准工程和编程技术来分别创建。在另一实施例中，控制单元可以在不具有任何计算装置的情况下实现，例如，使用实现反馈控制环路的闭合环路电路来实现，其中，在该反馈控制环路中，一个或更多个传感器的输出被用作控制清洁处理的操作的输入。结合计算机***120进一步描述了实用新型的示例性方面。然而，要理解的是，与其计算机***120结合描述的功能可以通过任何类型的监测和/或控制***来实现。
无论如何，当计算机***120包括多个计算装置时，计算装置可以通过任意类型的通信链路进行通信。此外，在执行在此描述的过程的同时，计算机***120可以使用任何类型的通信链路与一个或更多个其它计算机***(诸如用户112)来通信。不论哪种情况，通信链路可以包括各种类型的有线和/或无线链路的任何组合；包括一个或更多个类型的网络的任何组合；和/或利用各种类型的传输技术和协议的任何组合。
图14中描述的全部组件可以接收来自电源150的电力。电源150可以采用一个或更多个电池、可以基于在压电晶体上产生的磁感应振荡或应力产生电力的振动发电机以及/或者用于获取从电网提供的电力的墙壁插头等的形式。在实施例中，电源可以包括可再充电的超级电容器。适合用作电源的其它电力组件可以包括太阳能、机械能转换到电能的诸如可再充电装置的转换器等。
图15示出图14中描述的***100可以被用于照射植物102的说明性的环境200。环境200包括计算机***120，计算机***120可以被构造为控制UV辐射源26和可见光源和/或红外光源22以将紫外辐射113以及可见和/或红外辐射125指向植物102处。反馈组件114被构造为获取用于监测植物102的数据。如所示的，反馈组件114可以包括多个感测装置24，其中每个感测装置24可以获取由计算机***120使用的数据以监测植物102。
在实施例中，感测装置24可以包括一个或更多个传感器，每个传感器被构造为检测紫外辐射、可见辐射、红外辐射、湿度水平、温度水平和/或CO2水平等。感测装置24还可以包括允许用户远程观察植物102的视觉照相机。视觉照相机还可以包括荧光光学照相机以检测由植物102发出的荧光信号(例如，对于FT比)。然而，要理解的是，这些传感器仅是可以实现的各种类型的传感器的举例。例如，感测装置24可以包括可以被构造为获取关于植物102和/或植物102的环境的各种类型数据的任何数据的一个或更多个机械传感器(包括压电传感器、各种膜、悬臂、微机电传感器或MEMS和/或纳米机械传感器等)。
反馈组件114还可以包括一个或更多个附加的装置。例如，反馈组件114被示出包括逻辑单元117。在实施例中，逻辑单元117从一组感测装置24接收数据并提供被计算机***120处理的与植物102对应的数据。例如，逻辑单元117可以调整感测装置24中的一个或更多个的操作以及/或者操作感测装置24的唯一子集等。响应于从反馈组件114接收的数据，计算机***120可以自主地调整并控制由紫外辐射源26产生的紫外辐射113以及/或者由可见和/或红外源22产生的可见和/或红外辐射125的一个或更多个方面。
植物102的环境可以由环境控制组件118来控制。在说明性实施中，环境控制组件118可以包括温度控制模块、湿度控制模块、CO2控制模块和/或对流控制模块。在环境控制组件118的正常操作期间，用户112(图14)(例如，使用外部接口I/O组件126B)可以选择期望的来为植物102保持的温度、湿度和/或CO2水平等。环境控制组件118可以随后操作温度控制模块的一个或更多个冷却/加热组件以保持期望的温度、操作湿度控制模块的一个或更多个加湿/除湿组件以保持期望的湿度以及/或者操作对流控制模块的一个或更多个空气或流体对流组件(例如，风扇、泵、通风口、阀等)以帮助维持用于植物102的相对均匀的温度/湿度等。
在实施例中，计算机***120可以被构造为基于从反馈组件114接收的数据来调整环境控制组件118的一个或更多个操作参数。例如，计算机***120可以为植物102调整温度、湿度和/或CO2水平等中的一个或更多个。在实施例中，这样的环境条件可以包括目标温度、目标湿度、目标CO2水平、非紫外源(例如，可见的、红外的)的附加照明和/或空气流通等。此外，环境条件中的一个或更多个可以随时间改变。
在实施例中，计算机***120可以使用任何类型的通信链路与一个或更多个其它计算机***(诸如用户)来通信。不论哪种情况，通信链路可以包括各种类型的有线和/或无线链路的任何组合；包括一个或更多个类型的网络的任何组合；和/或利用各种类型的传输技术和协议的任何组合。这样的可以包括无线或基于电缆的传输的通信链路可以被利用来传输关于植物102的信息。
为了说明性和描述的目的，已经提供了实用新型的各个方面的上述描述。并不意图是详尽的或限制实用新型为公开的精确形式，显然，许多修改和变化是可能的。对本领域技术人员而言会是明显的是，这样的修改和变化包括在由所附权利要求限定的实用新型的范围中。

Claims (20)

1.一种紫外植物照明***，其特征在于，所述紫外植物照明***包括：
一组可见光源，被构造为发射指向植物的可见辐射；
一组紫外辐射源，被构造为发射指向植物的紫外辐射；以及
一组传感器，其中，至少一个传感器被构造为检测因紫外辐射从植物发射的荧光和因可见辐射从植物发射的荧光。
2.如权利要求1所述的紫外植物照明***，其特征在于，所述紫外植物照明***还包括控制单元，所述控制单元被构造为比较因紫外辐射的荧光和因可见辐射的荧光，以确定荧光比并基于荧光比来控制所述一组紫外辐射源。
3.如权利要求2所述的紫外植物照明***，其特征在于，控制单元用于调整由所述一组紫外辐射源发射的紫外辐射，以使植物的类黄酮含量最大化。
4.如权利要求1所述的紫外植物照明***，其特征在于，所述紫外植物照明***还包括输入/输出连接器，为栽培植物调整一组参数，其中，所述一组参数包括水、湿度和二氧化碳水平。
5.如权利要求1所述的紫外植物照明***，其特征在于，所述一组可见光源包括：第一可见光源，被构造为在450纳米至490纳米的峰波长的蓝色光谱中操作；第二可见光源，被构造为在650纳米至720纳米的峰波长的红色光谱中操作。
6.如权利要求1所述的紫外植物照明***，其特征在于，紫外辐射相对于可见辐射时间偏移。
7.如权利要求1所述的紫外植物照明***，其特征在于，所述紫外植物照明***还包括第一棒，其中，所述一组紫外辐射源位于第一棒上且第一棒相邻于植物被***支撑***中。
8.如权利要求7所述的紫外植物照明***，其特征在于，所述紫外植物照明***还包括第二棒，其中，所述一组传感器位于第二棒上且第二棒相邻于植物被***支撑***中。
9.一种紫外植物照明***，其特征在于，所述紫外植物照明***包括：
一组可见光源，被构造为发射指向植物的可见辐射；
一组紫外辐射源，被构造为发射指向植物的紫外辐射；
一组传感器，其中，至少一个传感器被构造为检测因紫外辐射从植物发出的荧光和因可见辐射从植物发出的荧光；以及
控制单元，被构造为比较因紫外辐射的荧光和因可见辐射的荧光，以确定荧光比并且基于荧光比为植物调整一组参数以增加类黄酮含量。
10.如权利要求9所述的紫外植物照明***，其特征在于，所述一组参数包括一组紫外辐射的属性、一组可见辐射的属性、湿度水平、水水平、温度水平和二氧化碳水平。
11.如权利要求9所述的紫外植物照明***，其特征在于，所述紫外植物照明***还包括输入/输出连接器，为植物调整所述一组参数中的至少一个。
12.如权利要求11所述的紫外植物照明***，其特征在于，所述一组参数中的至少一个包括水、湿度和二氧化碳水平。
13.如权利要求9所述的紫外植物照明***，其特征在于，所述一组可见光源包括：第一可见光源，被构造为在450纳米至490纳米的峰波长的蓝色光谱中操作；第二可见光源，被构造为在650纳米至720纳米的峰波长的红色光谱中操作。
14.如权利要求9所述的紫外植物照明***，其特征在于，紫外辐射相对于可见辐射时间偏移。
15.如权利要求9所述的紫外植物照明***，其特征在于，所述紫外植物照明***还包括第一棒，其中，所述一组紫外辐射源位于第一棒上且第一棒相邻于植物被***种植器中。
16.如权利要求15所述的紫外植物照明***，其特征在于，所述紫外植物照明***还包括第二棒，其中，所述一组传感器位于第二棒上且第二棒相邻于植物被***种植器中。
17.一种种植器，其特征在于，所述种植器包括：
植物，位于土壤中；
一组可见光源，被构造为发射指向植物的可见辐射；
一组紫外辐射源，被构造为发射指向植物的紫外辐射；
一组传感器，其中，至少一个传感器被构造为检测因紫外辐射从植物发射的荧光和因可见辐射从植物发射的荧光；以及
控制单元，被构造为比较因紫外辐射的荧光和因可见辐射的荧光，以确定荧光比并且基于荧光比为植物调整一组参数以增加类黄酮含量。
18.如权利要求17所述的种植器，其特征在于，所述一组参数包括一组紫外辐射的属性、一组可见辐射的属性、湿度水平、水水平、温度水平和二氧化碳水平。
19.如权利要求17所述的种植器，其特征在于，所述一组可见光源包括：第一可见光源，被构造为在450纳米至490纳米的峰波长的蓝色光谱中操作；第二可见光源，被构造为在650纳米至720纳米的峰波长的红色光谱中操作。
20.如权利要求17所述的种植器，其特征在于，紫外辐射相对于可见辐射时间偏移。
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