ES2902507T3 - Sistema de monitorización y control de granjas modulares - Google Patents

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ES2902507T3 ES17779647T ES17779647T ES2902507T3 ES 2902507 T3 ES2902507 T3 ES 2902507T3 ES 17779647 T ES17779647 T ES 17779647T ES 17779647 T ES17779647 T ES 17779647T ES 2902507 T3 ES2902507 T3 ES 2902507T3
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Abstract

Sistema para controlar una red de granjas que comprende: uno o más procesadores y memoria, y unas instrucciones legibles por máquina almacenadas en la memoria que, tras la ejecución por el uno o más procesadores, provocan que el sistema lleve a cabo unas operaciones que comprenden: recibir unas comunicaciones desde una pluralidad de granjas modulares ubicadas de manera remota (10), siendo la pluralidad de granjas modulares ubicadas de manera remota (10) unos recipientes modulares que forman unos entornos contenidos (12) para hacer crecer unos cultivos, incluyendo las comunicaciones por lo menos unos datos de sensor de uno o más de entre un sensor o un equipo dentro de un entorno contenido (12) de una granja modular (10) de la pluralidad de granjas modulares ubicadas de manera remota (10) y unos datos de ubicación que incluyen una ubicación de la granja modular (10); determinar unas instrucciones con respecto a las condiciones de crecimiento para cultivar uno o más de los cultivos dentro del entorno contenido basándose en los datos del sensor y los datos de ubicación; y transmitir una comunicación a la granja modular (10) que comprende las instrucciones con respecto a las condiciones de crecimiento.

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de monitorización y control de granjas modulares
Referencia cruzada a solicitudes relacionadas
Esta solicitud reivindica prioridad según 35 § 119(e) de la solicitud provisional estadounidense n.° 62/317.895 presentada el 4 de abril de 2016, titulada “Modular Farm Control and Monitoring System”.
Antecedentes
La necesidad de alimentos frescos está aumentando a medida que la población aumenta y los cambios en el clima impactan las temporadas de crecimiento. El modelo de suministro de alimentos actual, basado en procedimientos agrícolas tradicionales y envíos de larga distancia, es económica y ambientalmente insostenible. Las operaciones agrícolas tradicionales generalmente se ubican en zonas agrícolas, que requieren grandes costes iniciales y una gran superficie y presentan altos costes operativos desde que se plantan hasta la venta.
La agricultura urbana y local también se enfrenta a obstáculos. El espacio de crecimiento en zonas urbanas es limitado y no es suficiente para satisfacer una alta demanda. Los altos costes de puesta en marcha y de funcionamiento de los invernaderos dificultan la producción de cultivos locales para muchos negocios. Las estructuras destinadas a soportar invernaderos en azoteas deben ser evaluadas por ingenieros estructurales y, a menudo, requieren refuerzos adicionales para soportar el peso. Los jardines urbanos a menudo deben abordar suelo contaminado. Los sistemas hidropónicos no se utilizan fácilmente en ubicaciones urbanas, ya que la mayoría de los sistemas hidropónicos están destinados a instalarse en entornos agrícolas, no se transportan fácilmente y requieren una amplia capacitación del personal para su funcionamiento.
Recientemente, se han desarrollado unos sistemas agrícolas contenidos para abordar estos problemas. Por ejemplo, se ha desarrollado un sistema de cultivo en un recipiente modular, descrito en la patente estadounidense n.° 9.288.948, para generar cultivos de alto rendimiento. Dentro del recipiente modular, el sistema de cultivo incluye una estación de germinación para nutrir las semillas hasta que germinan en plantas, una pluralidad de estructuras verticales para sostener las plantas en crecimiento, un sistema de iluminación para proporcionar luz apropiada para las plantas, un sistema de riego para proporcionar nutrientes a las plantas, un sistema de control climático para controlar las condiciones ambientales dentro del recipiente, y un sistema de ventilación para proporcionar un flujo de aire a las plantas.
El documento US 2016/050862 describe un sistema de control para un entorno de cultivo hidropónico en invernadero. El documento US 6591 145 describe sistemas y procedimientos para controlar de manera autónoma maquinaria agrícola. El documento US 2015/305258 describe procedimientos y aparatos para un sistema de hidrocultivo distribuido híbrido. El documento US 2015/372832 describe procedimientos y aparatos para aprovechar interfaces.
Sumario de la invención
Se proporcionan sistemas y procedimientos de control y monitorización para una red de granjas modulares, según las reivindicaciones independientes adjuntas. En las reivindicaciones subordinadas se proporcionan formas de realización adicionales. Los datos generados por una granja individual pueden agregarse con datos de otras granjas. Las granjas pueden controlarse basándose en la información aprendida a partir de múltiples granjas en una red.
Descripción de los dibujos
La invención se entenderá más completamente a partir de la siguiente descripción detallada tomada en conjunto con los dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 es un diagrama esquemático de una forma de realización de una arquitectura de sistema para el control y la monitorización de una red de granjas modulares;
la figura 2 es un diagrama esquemático de una forma de realización de una granja en comunicación con un servicio de conexión en red de granja;
la figura 3 es un diagrama esquemático de una forma de realización de un sistema de control de granja;
la figura 4 es un diagrama esquemático de una forma de realización de un entorno contenido de una
la figura 5 es un diagrama esquemático de una forma de realización de un servicio de conexión en red de granja.
la figura 6 es un diagrama de flujo esquemático de una forma de realización de un procedimiento de monitorización del funcionamiento de la granja;
la figura 7 es un diagrama de bloques esquemático de formas de realización de módulos utilizados en un servicio de conexión en red de granja;
la figura 8 es una forma de realización de una estructura de datos para ajustes;
la figura 9 es una forma de realización de una estructura de datos para equipos;
la figura 10 es un diagrama esquemático de una forma de realización de una arquitectura de publicaciónsuscripción utilizada en un servicio de conexión en red de granja;
la figura 11 es un diagrama esquemático adicional de una forma de realización de una arquitectura de publicación-suscripción utilizada en un servicio de conexión en red de granja;
la figura 12 es un diagrama esquemático de una arquitectura de comunicación adicional utilizada en un servicio de conexión en red de granja;
la figura 13 es una ilustración esquemática de un algoritmo de aprendizaje automático;
la figura 14 es una ilustración de una interfaz de usuario para rastrear las operaciones de la granja en un dispositivo móvil;
la figura 15 es una ilustración de una forma de realización de una interfaz de usuario para monitorizar las operaciones de la granja en un dispositivo de usuario;
la figura 16 es una ilustración de una forma de realización de interfaces de usuario para monitorizar las operaciones de la granja en un dispositivo móvil de usuario;
la figura 17 es una ilustración de una forma de realización de una interfaz de usuario para controlar las operaciones de la granja en un dispositivo de usuario;
la figura 18 es una ilustración de una forma de realización de interfaces de usuario para controlar las operaciones de la granja en un dispositivo móvil de usuario;
la figura 19 es una ilustración de una forma de realización de una interfaz de usuario para monitorizar alertas con respecto a las operaciones de la granja en un dispositivo de usuario;
la figura 20 es una ilustración de una forma de realización de una interfaz de usuario para monitorizar alertas con respecto a las operaciones de la granja en un dispositivo móvil de usuario;
la figura 21 es una ilustración de una forma de realización de una interfaz de usuario para observar datos históricos con respecto a las operaciones de la granja en un dispositivo de usuario;
la figura 22 es una ilustración de una forma de realización de interfaces de usuario para observar datos históricos con respecto a las operaciones de la granja en un dispositivo móvil de usuario;
la figura 23 es una ilustración de una forma de realización de una interfaz de usuario para rastrear y operaciones en un dispositivo de usuario;
la figura 24 es una ilustración de una forma de realización de una interfaz de usuario para rastrear y realizar operaciones de usuario en un dispositivo móvil de usuario; y
la figura 25 es una forma de realización de una estructura de datos para parámetros.
Descripción detallada de la invención
La figura 1 es una ilustración esquemática de una red de granjas que incluye una forma de realización de un servicio de conexión en red de granja 100 en comunicación, a través de una red de comunicación 102, con diversas granjas modulares 10. El servicio de conexión en red de granja puede permitir la monitorización y el control de las operaciones de la granja para cada una de las granjas que forman parte de la red. El servicio de conexión en red de granja puede monitorizar diversos parámetros y, basándose en los datos obtenidos, puede proporcionar un control automático de las operaciones de la granja y/o puede proporcionar notificaciones a uno o más usuarios asociados con cada granja. El control de usuario de las operaciones de la granja puede habilitarse de manera remota desde un dispositivo de usuario. Un usuario puede cargar datos asociados con una granja y las operaciones de la granja al servicio de conexión en red de granja. El servicio de conexión en red de granja puede aprender a partir de los datos monitorizados y cargados para ajustar los parámetros de las operaciones de la granja. El servicio de conexión en red de granja puede agregar datos de múltiples granjas en la red para permitir el aprendizaje de las mejores prácticas, recetas de cultivos y otra información para todas las granjas en la red. El servicio de conexión en red de granja puede habilitar un mercado agrícola automatizado para la compra y venta de cultivos basándose en los datos agregados.
La figura 2 es una ilustración esquemática de una única granja modular 10 en comunicación con el servicio de conexión en red de granja 100 a través de una red de comunicación 102 tal como Internet. En algunas formas de realización, la granja modular incluye uno o más recipientes modulares que forman un entorno contenido 12 para un sistema de cultivo en el que pueden cultivarse uno o más cultivos en condiciones controladas para lograr altos rendimientos de cultivo. Se proporciona un sistema de control de granja 30 para monitorizar y controlar los diversos componentes del sistema de cultivo dentro del entorno contenido, descrito adicionalmente a continuación. El sistema de control de granja puede ubicarse dentro del entorno contenido 12, tal como dentro de uno o más de los recipientes modulares, o puede ubicarse fuera del entorno contenido, tal como dentro de una sala de control unida a o próxima al entorno contenido. El sistema de control de granja puede distribuirse en múltiples recipientes que, en conjunto, forman el entorno contenido de una granja. Pueden proporcionarse uno o más dispositivos de usuario 60 en comunicación con el sistema de control de granja para permitir que un usuario, por ejemplo, un granjero, monitoree y controle las operaciones de la granja.
Con referencia a la figura 3, en algunas formas de realización, el sistema de control de granja puede incluir uno o más procesadores 32 para llevar a cabo operaciones, tales como instrucciones de programa de aplicación y antigüedad de los programas de aplicación y módulos de programa, datos y otros elementos típicos, tales como BIOS. El sistema de control de granja puede incluir unas interfaces 36 a unos dispositivos de entrada/salida 38, tales como un teclado, monitor, impresora, ratón y similares, y a unos dispositivos externos, tales como el equipo agrícola y los sensores 40, que se describen más adelante. Puede proporcionarse un sistema u otro bus 42 para permitir la comunicación entre elementos dentro del sistema de control de granja.
El sistema de control de granja incluye un dispositivo de pasarela de comunicación 50 para permitir la comunicación con uno o más dispositivos de usuario 60 asociados con la granja 10. Los dispositivos de usuario 60 pueden ubicarse de manera remota del sistema de control de granja 30 y/o el entorno contenido 12. Tales dispositivos de usuario pueden incluir, sin limitación, un ordenador personal, un ordenador portátil, un ordenador de tableta, un dispositivo móvil, un teléfono inteligente, un reloj inteligente, un dispositivo portátil y similares. El dispositivo de pasarela de comunicación 50 también puede permitir la comunicación con el servicio de conexión en red de granja 100. El dispositivo de pasarela de comunicación puede permitir una comunicación a través de cualquier red o combinación de redes adecuada, tal como, sin limitación, una intranet, una red de área local, una red de área amplia o Internet. La comunicación puede ser por cable o inalámbrica o una combinación de las mismas. Los dispositivos de usuario también pueden habilitarse para comunicarse con otros dispositivos de usuario asociados con la granja y con el servicio de conexión en red de granja, que se describe más adelante.
Un ejemplo de una granja modular 10 se ilustra esquemáticamente en la figura 4. Dentro de un recipiente 12, un sistema de cultivo puede incluir unos elementos tales como una estación de germinación 14 para nutrir semillas hasta que germinen en plantas, una pluralidad de estructuras verticales 16 para sostener las plantas en crecimiento en el entorno contenido, un sistema de iluminación 18 para proporcionar luz apropiada para las plantas, y un sistema de riego 20 para proporcionar nutrientes a las plantas, un sistema de control climático 22 para controlar las condiciones ambientales dentro del entorno contenido, y un sistema de ventilación 24 para proporcionar un flujo de aire a las plantas. El sistema de control de granja 30 se proporciona dentro del recipiente para monitorizar y controlar los componentes del sistema de cultivo. Un sistema de cultivo a modo de ejemplo en un recipiente modular se describe en la patente estadounidense n.° 9.288.948.
En cada granja modular, el sistema de control de granja controla y monitoriza diversos componentes del sistema de cultivo. Los componentes pueden incluir equipos tales como un depósito de disolución de nutrientes, bombas, válvulas, tubos, aireadores y filtros de agua para proporcionar el riego; un dosificador de nutrientes para introducir diversos nutrientes, tales como fosfatos, nitratos y minerales traza desde depósitos de suministro de nutrientes, en el agua en el depósito de disolución de nutrientes; ventiladores, orificios de ventilación y filtros de aire para ventilación; luces, tales como luces LED; motores para mover luces, equipos VAC para calentamiento y enfriamiento; cámaras fotográficas y de vídeo para proporcionar monitorización visual de las plantas dentro del entorno contenido; y generadores eléctricos, baterías, paneles solares, depósitos de combustible y similares para obtener energía. Los componentes también pueden incluir diversos sensores para monitorizar las condiciones dentro del entorno contenido, tales como sensores de temperatura, sensores de humedad y sensores de CO2, y sensores para detectar el pH, la acidez, la conductividad, el contenido de oxígeno y la temperatura de la disolución de nutrientes.
El sistema de control de granja 30 puede monitorizar y controlar los componentes basándose en las especificaciones establecidas por un usuario o a especificaciones prestablecidas para un cultivo en particular. Por ejemplo, el sistema de control puede monitorizar un sistema de control climático y puede cambiar la humedad, el nivel de CO2, la temperatura y otros parámetros con el fin de permanecer dentro de valores especificados. El sistema de control puede acoplarse a conmutadores de un sistema de iluminación para controlar la iluminación basándose en factores tales como la hora del día y un ciclo de trabajo de encendido/apagado. El sistema de control puede acoplarse a sensores y válvulas de un sistema de riego para garantizar que se mantenga la concentración de nutrientes adecuada para un cultivo específico en el depósito de nutrientes. Por ejemplo, el tipo y la cantidad de nutrientes añadidos a un depósito de nutrientes para mantener niveles de nutrientes específicos pueden controlarse, dependiendo del tipo de planta que se esté cultivando. El pH y el nivel de acidez de la disolución de nutrientes pueden controlarse. El sistema de control puede monitorizar y controlar la cantidad de disolución de nutrientes que se gotea sobre canales de cultivo específicos o secciones específicas de canales de cultivo. El sistema de control puede acoplarse a motores y conmutadores de un sistema de ventilación para garantizar que se mantenga un flujo de aire adecuado para diversas secciones de plantas. El sistema de control puede estar en comunicación con una o más cámaras para captar registros visuales del crecimiento de las plantas. Los ejemplos anteriores son ejemplos ilustrativos de componentes que pueden monitorizarse y controlarse con el fin de garantizar el mantenimiento de condiciones de crecimiento óptimas; otros componentes pueden monitorizarse y controlarse, tal como entenderán los expertos en la técnica.
Los valores para los parámetros variables pueden seleccionarse basándose en cultivo deseado y las condiciones ambientales y de alimentación óptimas para ese cultivo. El usuario puede establecer y modificar niveles, modificar y/o anular cualquier nivel prestablecido, o simplemente monitorizar la actividad en el entorno contenido. El sistema de control de granja puede configurarse para emitir alertas de fallos de equipos, programas de mantenimiento, cambios en las condiciones u otras variaciones de los niveles prescritos. El usuario puede realizar cualquiera o todas estas acciones desde un dispositivo de usuario en comunicación con el sistema de control de granja y/o a través de dispositivos de entrada/salida en comunicación directa con el sistema de control de granja.
Con referencia a la figura 5, en algunas formas de realización, un servicio de conexión en red de granja 100 puede incluir un servidor de aplicaciones 110 y un almacenamiento de datos 120. En el servidor de aplicaciones, pueden proporcionarse uno o más módulos de interfaz de programación de aplicaciones. El servicio de conexión en red de granja puede incluir un módulo de suscripción de publicación 130, por ejemplo, para gestionar el control de acceso, autenticar una solicitud de conexión desde una granja que es miembro de la red o para autorizar a un usuario de una granja miembro que busca conectarse al servicio, y para publicar datos a abonados. El servicio de conexión en red de granja puede incluir un módulo de procesamiento de datos de múltiples granjas 140 para gestionar los datos de todas las granjas que pertenecen a la red. Se apreciará que el servicio de conexión en red de granja puede incluir otros servidores, módulos de programa y similares.
El servicio de conexión en red de granja puede estar en comunicación con cada sistema de control de granja ubicado en las granjas que forman parte de la red. El servicio de conexión en red de granja puede obtener datos directamente del sistema de control de granja, que incluyen datos tales como, sin limitación, datos climáticos, datos de equipos y de funcionamiento, y datos de rendimiento de cultivos. Los datos climáticos pueden incluir, sin limitación, parámetros dentro del entorno contenido, tales como humedad, niveles de CO2 , temperatura, niveles de luz, flujo de aire a través de los cultivos, niveles de agua y nutrientes suministrados a los cultivos, y parámetros de la disolución de nutrientes tales como pH, conductividad, contenido de oxígeno, y temperatura. Los datos de equipo pueden incluir, sin limitación, ciclos de trabajo, nivel del depósito de disolución de nutrientes, niveles del depósito de suministro de nutrientes, niveles del depósito de combustible y fallos del equipo y acciones de mantenimiento. Los datos de funcionamiento pueden incluir, sin limitación, cantidades de recursos consumidos durante un periodo de tiempo, tales como el volumen de agua y combustible o libras de nutrientes. Los datos de rendimiento pueden incluir, sin limitación, la cantidad de un cultivo particular cosechado durante un periodo de tiempo. La cantidad puede medirse en cualquier unidad adecuada, tal como libras, número de cabezas y similares. Por ejemplo, los datos de rendimiento de granja pueden incluir, por ejemplo, el número de cabezas de lechuga producidas anualmente o el número de libras de albahaca producidas anualmente. El periodo de tiempo puede ser cualquier periodo de tiempo adecuado, tal como días, semanas, meses o anualmente.
En algunas formas de realización, el servicio de conexión en red de granja puede obtener los datos a partir de un sistema de control de granja en un programa periódico, tal como, sin limitación, a intervalos de 1 minuto, intervalos de 5 minutos, intervalos de 10 minutos, intervalos de 30 minutos, intervalos de 1 hora, intervalos de 6 horas, intervalos de 12 horas o intervalos de 24 horas. Si se desea, pueden obtenerse datos en otros intervalos de tiempo. Pueden obtenerse diferentes tipos de datos en diferentes intervalos de tiempo. Los datos se almacenan en el almacenamiento de datos, que se optimiza preferentemente para datos de series temporales, ya que muchos de los parámetros varían con el tiempo.
En algunas formas de realización, un usuario puede cargar en el servicio de conexión en red de granja datos que se obtienen por el usuario o se generan en la granja del usuario. Tales datos pueden incluir, sin limitación, datos de precios, datos de operaciones, datos de ubicación, compras y soporte. Datos de precios que el usuario obtuvo para la venta de un cultivo en particular en una fecha determinada en un mercado local o regional en particular. Los datos de funcionamiento pueden incluir datos relacionados con el clima, los equipos y el rendimiento de los cultivos en una granja. Los datos de ubicación pueden incluir una ubicación de granja en particular, por ejemplo, si una granja incluye recipientes ubicados en múltiples ubicaciones. Las compras pueden incluir cualquier artículo comprado por el usuario en una tienda en línea u otra tienda, las cantidades y el precio pagado. Los artículos comprados pueden incluir, sin limitación, semillas, medios de crecimiento, nutrientes, luces, equipos y partes de equipos para reparación. El soporte puede incluir cualquier servicio de soporte obtenido por el usuario, tal como la consulta con un experto en granjas o un servicio de reparación para una pieza de equipo.
En algunas formas de realización, el servicio de conexión en red de granja puede incluir una o más aplicaciones que analizan los datos recibidos de una granja individual y envían comunicaciones a la granja basándose en los datos analizados. Las comunicaciones pueden incluir notificaciones enviadas a usuarios en los dispositivos de usuario. Las comunicaciones pueden incluir instrucciones de control enviadas al sistema de control de granja para llevar a cabo el ajuste de parámetros.
En algunas formas de realización, el servicio de conexión en red de granja puede hacerse funcionar para monitorizar diversas operaciones de granja utilizando filtros seleccionados. Más particularmente, para una operación particular, puede proporcionarse un módulo para monitorizar una o más variables y comparar las variables con valores prestablecidos. El módulo puede determinar si una variable excede un máximo prestablecido, si se encuentra por debajo de un mínimo prestablecido o si de otro modo se encuentra fuera de un intervalo prestablecido, desencadenando de este modo una acción. Las acciones pueden incluir una notificación enviada a un usuario o la transmisión de una señal de control a una parte de equipo en la granja. Por ejemplo, una bomba de agua puede monitorizarse y apagarse de manera remota si funciona más allá de un límite de tiempo determinado. Una notificación de usuario puede ser una predicción de una causa o un resultado probable a partir de una entrada determinada, después de lo cual un usuario puede comprobar directamente la operación de la granja en cuestión. Por ejemplo, un nivel de CO2 que no ha aumentado mientras un generador ha estado funcionando continuamente puede ser una indicación de que un depósito de propano está vacío. Puede enviarse una notificación al usuario para revisar el depósito; tras comprobar el depósito, un usuario puede determinar si el depósito está realmente vacío y puede sustituir o rellenar el depósito. Los módulos pueden programarse para que se ejecuten siempre que se guarden nuevos datos en el servicio de la granja o en un programa determinado. La figura 6 ilustra un diagrama de flujo a modo de ejemplo de una operación de monitorización.
Como otro ejemplo, para mantener las condiciones o proporcionar alertas, un módulo de aplicación puede incluir algoritmos relacionados con las condiciones ambientales prescritas por el usuario. En una forma de realización, un módulo de aplicación puede utilizar una serie de relaciones si-entonces para mantener las condiciones óptimas. Por ejemplo, si la humedad dentro del ambiente contenido cae por debajo de un límite establecido, por ejemplo, 60%, entonces el servicio de conexión en red de granja puede enviar una alerta al usuario y/o al sistema de control de granja para activar un humidificador hasta que el nivel de humedad se estabilice al nivel deseado. En otro ejemplo, si la temperatura dentro del entorno contenido aumenta por encima de un límite establecido, por ejemplo, 85°F, o cae por debajo de un límite establecido, por ejemplo, 66°F, entonces el servicio de conexión en red de granja puede enviar una comunicación para alertar a un usuario y/o al sistema de control de granja para activar el sistema de control climático hasta que la temperatura se estabilice a una temperatura deseada dentro del intervalo de temperatura deseado. Las relaciones si-entonces pueden almacenarse como módulos de programa en la memoria.
Los módulos de datos y procesamiento pueden empaquetarse en una o más interfaces de programación de aplicaciones (API) consumibles, lo que permite crear aplicaciones internas y externas con los datos de la granja. La API proporciona una interfaz versátil entre el sistema operativo del dispositivo de usuario y cualquiera de una variedad de aplicaciones relacionadas con la granja. Las API de ejemplo pueden incluir recetas, rendimientos regionales, precios, producción de la granja, datos de la granja, operaciones de la granja y mantenimiento.
En algunas formas de realización, la API puede ajustarse a las restricciones de la arquitectura de transferencia de estado representacional (RESTful). Pueden utilizarse otros formatos o protocolos de llamada a la API, tales como, sin limitación, etiquetas HTML o XML, JavaScript, PHP, Python, Perl o AJAX.
La figura 7 ilustra esquemáticamente diversos ejemplos de módulos para monitorizar y controlar diversos componentes del sistema de red de granja. Por ejemplo, un módulo de sensores 210 puede incluir, para los sensores en cada granja, una referencia de identificación (“ id”) de cada sensor, valores de datos, tipos de datos, marcas de tiempo e identificaciones de granjas. Un módulo de receta 220 puede incluir, para cada receta de cultivo, la identificación del cultivo, un programa, por ejemplo, plazos de trasplante y cosecha, planes de nutrientes, parámetros ambientales y reglas, por ejemplo, para mantener unos parámetros de equipo y un clima óptimo. Un módulo de granja 230 puede incluir, para cada granja en la red, los equipos utilizados en esa granja, la organización de la granja (por ejemplo, dónde se ubican los cultivos dentro de la granja, qué usuarios han tenido acceso a la granja y durante qué periodos de tiempo, cualquier flujo de trabajo realizado en la granja), los sensores utilizados en la granja, las reglas utilizadas para los cultivos cultivados en la granja y los usuarios (los agricultores que están autorizados a acceder al sistema de redes de granja). Un módulo de equipo 240 puede incluir, para el equipo en cada granja, una referencia de identificación para cada pieza de equipo, el estado de la pieza de equipo en un momento particular (tal como encendido o apagado), nombre, tipo, marca de tiempo e identificación de granja. Un módulo de operaciones de control remoto 250 puede incluir, para cada granja, una identificación de cada granja, el equipo que va a monitorizarse y controlarse manera forma remota en cada granja, y el estado de los equipos en cualquier momento particular. Un módulo de reglas/alertas 260 puede incluir parámetros que desencadenan la operación de una regla, una descripción de la regla, acciones llevadas a cabo, para recibir notificaciones e identificaciones de granjas. Las acciones pueden incluir, por ejemplo, la emisión de un ticket de soporte, una notificación o una instrucción para realizar una acción automatizada. Un módulo de verificación de datos 270 puede incluir la identificación de sensor o de equipos, el valor actual y/o el estado de cada sensor o pieza de equipo, una indicación de si una entrada de datos es válida o no válida y una respuesta al problema. Un módulo de configuración 280 puede incluir los tipos de configuraciones, parámetros y valores para cada configuración, una identificación de cada granja y marcas de tiempo.
La figura 8 es una ilustración de una forma de realización de una estructura de datos que puede utilizarse para almacenar datos relacionados con ajustes. Los datos pueden incluir una salida y marcas de tiempo para los tiempos de encendido y apagado. La figura 9 es una ilustración de una forma de realización de una estructura de datos que puede utilizarse para almacenar datos relacionados con los valores de sensor. Los datos pueden incluir valores en diversos intervalos de tiempo, tal como cada minuto. La figura 25 es una forma de realización de una estructura de datos para diversos parámetros que pueden utilizarse en una interfaz de programación de aplicaciones.
Las aplicaciones de ejemplo adicionales pueden incluir aplicaciones para proporcionar conexiones entre la granja y dispositivos y servidores remotos, una tienda agrícola para comprar artículos, un rastreador de cultivos, una vista de retorno de inversión (ROI), herramientas de agricultura soportada por el mercado y la comunidad (CSA), gestión de flotas, soporte proactivo y planificadores y programadores de operaciones.
En algunas formas de realización, las comunicaciones pueden enviarse automáticamente a una granja utilizando un sistema de mensajería push. En algunas formas de realización, las comunicaciones pueden enviarse utilizando una arquitectura de publicación-suscripción en la que las comunicaciones se envían a aquellas granjas que se han suscrito para recibir determinados temas o tipos de información. Con referencia a la figura 10, las comunicaciones pueden enviarse a los diversos dispositivos 310 de cada usuario abonado y a los dispositivos de almacenamiento de datos 320, que pueden actualizarse al recibir una comunicación. Los usuarios pueden seleccionar qué notificaciones desean recibir. Por ejemplo, los usuarios que cultivan albahaca pueden seleccionar recibir notificaciones relacionadas con la albahaca, de modo que puedan recibir actualizaciones y notificaciones con respecto a la receta de albahaca, que pueden incluir información sobre, por ejemplo, el ciclo de crecimiento de la albahaca y el entorno. El control automático puede permitir que una granja tome medidas con respecto a estas notificaciones para optimizar el entorno de la albahaca basándose en el periodo de crecimiento actual y cualquier información nueva que se agregue a la receta.
Con referencia a la figura 11, en algunas formas de realización, un servicio de conexión en red de granja puede incluir una arquitectura de publicación-suscripción que incluye un módulo o núcleo de comunicación 330 para coordinar flujos de datos en vivo y funcionar como un conector de servicios, así como para proporcionar comunicaciones a los miembros de la red de granjas. Un servicio de conexión en red de granja puede proporcionar una pasarela 332, en comunicación con el núcleo, para transmitir comunicaciones con respecto a equipos y como, sin limitación, sensores climáticos e hidráulicos, y un controlador de automatización 336 para coordinar la automatización de diversas tareas. El servicio de conexión en red de granja puede incluir una interfaz de programación de aplicaciones 340 para coordinar una canalización de datos o ingesta de flujo para la transmisión de datos, el motor o motores de reglas utilizados en el procesamiento de datos y el almacenamiento de datos. Un servicio de conexión en red de granja puede incluir un módulo de seguridad 344 para gestionar la lógica de aplicación, rastrear sesiones y usuarios, mantener una lista de control de acceso (ACL) y coordinar las notificaciones push a las granjas 348 a través de un canal o red seguros, por ejemplo, utilizando el protocolo HTTPS. Un servicio de conexión en red de granja puede incluir un módulo de soporte 352 para proporcionar soporte al cliente, aplicaciones de gestión de relaciones con clientes y capacidades de comercio electrónico.
Con referencia a la figura 12, en algunas formas de realización, un servicio de conexión en red de granja puede utilizar una arquitectura de tres partes para coordinar las comunicaciones y la ejecución de procedimientos en situaciones en las que un protocolo de solicitud/respuesta tradicional no proporciona capacidades suficientes. Por ejemplo, en algunas situaciones, un procedimiento puede tardar demasiado para un protocolo HTTP y puede agotar el tiempo de espera. Como ejemplo adicional, una desconexión de un dispositivo de cliente puede producirse por diversas razones, lo que podría resultar problemático durante un procedimiento importante o crítico en cuanto a tiempo. En algunas formas de realización, un servicio de conexión en red de granja puede incluir un servidor 356 u otro dispositivo de procesamiento para coordinar los flujos de trabajo. Los flujos de trabajo pueden incluir cualquier tarea o acción que deba realizarse en una granja, desde tareas sencillas como encender las luces, hasta procedimientos más complejos, tales como calibrar sensores. El servidor puede proporcionar una capacidad para la gestión de errores y lógica de flujo de trabajo, que desplaza estas capacidades fuera de un dispositivo de cliente 362. El servidor puede estar en comunicación con un dispositivo de procesamiento 358 adicional para ejecutar los procedimientos. Esto puede permitir actualizaciones continuas de los flujos de trabajo y la adición de nuevos flujos de trabajo sin la necesidad de que el cliente proporcione estas funcionalidades o la intervención del cliente.
A nivel de red, el servicio de red de granja puede emplear el procesamiento de patrones utilizando los datos agregados desde múltiples granjas en la red. El procesamiento de patrones puede incluir, por ejemplo y sin limitación, patrones relevantes para cultivos y operaciones, tales como optimización de cultivos, optimización de equipos, predicciones de mantenimiento, optimización de flujo de trabajo y rendimientos previstos y similares. El procesamiento de patrones puede incluir patrones relevantes para datos del mercado local y/o regional, tales como el rendimiento de los cultivos, los precios y la demanda. Por ejemplo, con referencia a la figura 13, un algoritmo de aprendizaje automático puede incluir un conjunto de datos obtenido a partir de granjas para un cultivo en particular. Los eventos y resultados clave se pueden añadirse según estén disponibles, automáticamente o por un usuario, con explicaciones, pueden añadirse por los agricultores. El algoritmo puede descubrir y validar patrones en un gran conjunto de datos agrícolas para el cultivo y puede fortalecer y refinar los patrones sobre las técnicas que pueden incluir el aprendizaje supervisado y no supervisado.
Más particularmente, el servicio de red de granja puede emplear uno o más algoritmos de aprendizaje. Para cada granja de la red, la granja se monitoriza continuamente (en un programa periódico, tal como se indicó anteriormente). A nivel de red, los parámetros pueden analizarse y compararse. En toda una red, los datos relevantes para el clima, equipos y rendimiento de cultivos se recopilan y analizan para determinar los mejores parámetros y entornos de crecimiento actuales. Se guarda la información nueva. Las actualizaciones de las recetas existentes para un cultivo en particular basándose en la nueva información aprendida pueden guardarse y las actualizaciones pueden enviarse a las granjas en la red.
La monitorización de diversos procesos de granja puede utilizarse para predecir y abordar de manera proactiva problemas y cuestiones antes de que surjan o antes de que conlleven una interrupción más grave. La probabilidad y los tipos de problemas pueden determinarse a medida que evolucionan basándose en los datos continuos generados en toda la red de granja. De manera similar, los programas de mantenimiento pueden basarse en el aprendizaje de red a partir de datos generados en la red de granja. Por ejemplo, si los datos indican un patrón en el tiempo de mantenimiento para una pieza de equipo en particular, puede enviarse una notificación a los usuarios en las granjas con esos equipos con una notificación del tiempo de mantenimiento anticipado. Como otro ejemplo basado en el aprendizaje a través de la red, el contenido generado por el usuario y los datos de mercado pueden proporcionar a los agricultores y operarios de granja cultivos óptimos para cultivar basándose en las demandas del mercado.
Las predicciones de oferta de cultivos regionales pueden realizarse basándose en los datos recopilados en la red. Por ejemplo, al utilizar datos de clima y de equipos de granja para un cultivo en particular, el rendimiento final del cultivo puede predecirse basándose en la cosecha más alta posible. Por ejemplo, los datos pueden mostrar que el cultivo experimentó un cambio de temperatura de cierta cantidad. Basándose en lo aprendido a partir de datos anteriores, el rendimiento de cultivo previsto puede reducirse debido a este cambio de temperatura. Estos datos pueden utilizarse para determinar la cantidad de un cultivo específico que entrará al mercado en las próximas semanas. A medida que se rastrea la producción de una granja, puede generarse un calendario de suministro para predecir adicionalmente el resultado de los cultivos planificados más allá de la cosecha actual.
Una receta para un cultivo puede incluir clima, parámetros de equipo y rendimiento óptimos a lo largo del ciclo de vida de crecimiento de una planta, así como plazos óptimos de trasplante y cosecha. El agricultor prepara la granja para cultivar un cultivo. Los ajustes se transmiten al servicio de conexión en red de granja y se guardan. Utilizando el aprendizaje de red de granjas, se determinan las condiciones óptimas. Por ejemplo, a partir de los datos agregados, puede surgir un patrón de que un cultivo en particular presenta un rendimiento más alto en un intervalo de temperatura particular, o si se utiliza una cantidad particular de un determinado nutriente. Las recetas pueden actualizarse basándose en tales patrones reconocidos. Cualquier cambio puede enviarse de vuelta a la granja.
Puede ofrecerse un mercado de compraventa automatizado basándose en las predicciones de suministro y los datos de precios generados por el usuario y el mercado. Por ejemplo, un comprador puede hacer una puja por un cultivo en particular y un agricultor puede introducir un precio de venta recomendado por el sistema. El comprador puede aceptar el precio y puede vender los cultivos actuales y futuros. Esta transacción puede formar parte de la base de datos de información sobre precios del mercado regional.
Un retorno de la inversión (ROI) de una granja puede predecirse basándose en todos los insumos (costes) y salidas (ingresos) de la granja en tiempo real.
Las figuras 14-23 ilustran unas formas de realización de pantallas de interfaz de usuario visibles en dispositivos de usuario, que pueden incluir, sin limitación, un ordenador portátil o de escritorio o un dispositivo móvil tal como un teléfono inteligente. Las interfaces de usuario pueden optimizarse para dispositivos de usuario particulares, tales como un ordenador portátil o un teléfono inteligente.
La figura 14 ilustra una forma de realización de una interfaz de usuario para rastrear cultivos 410, optimizada para un dispositivo móvil. Por ejemplo, la interfaz ilustra que la albahaca 412 y la lechuga 414 se movieron a las artesas de plántulas y se cosechó la col rizada 416. El usuario puede seleccionar diversas opciones tocando un icono apropiado, tal como conectar 418 (para conectarse a una red), rastrear 422 (para rastrear uno o más cuerpos) o ajustes 424 (para ver y cambiar ajustes).
Las figuras 15 y 16 ilustran unas formas de realización de una interfaz de usuario para la monitorización en tiempo real de sensores, salidas y entradas. Por ejemplo, la figura 15 ilustra una pantalla 430 en la que un usuario puede seleccionar controles 432, con aspectos para monitorizar y controlar, tales como iluminación 434, ventilación 436, una cámara de cultivo principal 438 (indicada con una M) o una cámara de plántulas 442 (indicada por una S). En la forma de realización mostrada, se ha seleccionado la iluminación y se presentan diversas opciones de iluminación 444 para su selección (luz azul, luz roja, frontal derecha, trasera derecha, frontal izquierda, trasera izquierda, válvula fantasma). Un usuario puede seleccionar el aire interior 446 para monitorizar o controlar los parámetros del aire interior, tales como la temperatura 448 en una o más ubicaciones, la humedad 452 y el nivel de CO2 454. En la forma de realización ilustrada, una condición de error 456 en el nivel de humedad se indica mediante la notación “err”, por ejemplo, para provocar una investigación por parte del usuario. Los niveles históricos pueden observarse y monitorizarse y las alertas pueden observarse. Un usuario puede monitorizar y controlar parámetros tales como la temperatura 458, el nivel de pH 462 y la conductividad electrolítica 464 en un depósito de nutrientes principal 466 o un depósito de nutrientes de plántulas 468. Puede proporcionarse una vista de una alimentación desde una cámara 472 en la granja. La figura 16 ilustra unas pantallas similares 474, 476 optimizadas para un dispositivo móvil. Un usuario puede desplazarse por la pantalla para ver las distintas opciones y pulsar para seleccionar la opción deseada.
Las figuras 17 y 18 ilustran unas formas de realización de una interfaz de usuario 480 para controlar el campo de cultivo, si se selecciona la “ luz azul” en la figura 15, aparece una pantalla 482, ilustrada en la figura 17, que permite al usuario configurar la luz azul a “encendida”, “apagada” o “automática”. La figura 18 ilustra unas pantallas análogas 484, 486 optimizadas para un dispositivo móvil, que indican el control de las luces de semillas rojas y una bomba principal.
Las figuras 19 y 20 ilustran unas formas de realización de una interfaz de usuario para recibir alertas de eventos del controlador, tales como salidas que se han encendido o apagado, sensores que están fuera de un intervalo establecido y similares. Por ejemplo, la figura 19 ilustra una pantalla 490 que muestra alertas para la temperatura del aire 492, la humedad 494, el nivel de CO2496. Existe una condición de error para el nivel de humedad, indicado por la notación “err”. El usuario puede cambiar la configuración si lo desea cambiando las barras indicadoras. La figura 20 ilustra unas pantallas análogas 498, 502 optimizadas para un dispositivo móvil, que indican la temperatura del aire, el nivel de alerta bajo y el nivel de alerta alto, y el estado de luz de semilla azul.
Las figuras 21 y 22 ilustran unas formas de realización de una interfaz de usuario para observar lecturas de sensor históricas y registros de ejecución para diversos sensores y equipos para cualquier periodo de tiempo. Por ejemplo, la figura 21 ilustra una pantalla 510 con datos de sensor para la temperatura del aire 512, el nivel de humedad 514, el nivel de CO2516 y la temperatura exterior 518. La figura 22 ilustra unas pantallas análogas para un dispositivo móvil, que muestran la conductividad electrolítica para un depósito principal, y el estado actual, la configuración de alertas y un registro de ejecución para una bomba principal.
Las figuras 23 y 24 ilustran unas formas de realización de una interfaz de usuario para guiar a un usuario a través de las etapas de realizar una calibración u otro procedimiento. Por ejemplo, la figura 23 ilustra una pantalla 530 que muestra una primera etapa en un procedimiento de calibración para un sensor de conductividad electrolítica. La figura 24 ilustra una pantalla análoga 532 para un dispositivo móvil, que indica una calibración de conductividad electrolítica en el procedimiento y que muestra que un usuario ha completado y comprobado las dos primeras etapas del procedimiento. Pueden proporcionarse pantallas adicionales para guiar a los usuarios a través de los procedimientos de mantenimiento y limpieza rutinarios.
El sistema puede implementarse como herramientas a base de software y hardware para controlar y monitorizar granjas modulares tal como se describe en la presente memoria. Por ejemplo, el sistema de control de granja y el servicio de conexión en red de granja pueden implementarse como o pueden incluir uno o más dispositivos informáticos que incluyen una combinación de hardware, software y firmware que permite que el dispositivo informático ejecute una capa de aplicaciones o realice de otro modo diversas tareas de procesamiento. Los dispositivos informáticos pueden incluir, sin limitación, ordenadores personales, estaciones de trabajo, servidores, ordenadores portátiles, ordenadores tipo tableta, dispositivos móviles, dispositivos portátiles, dispositivos inalámbricos, teléfonos inteligentes, dispositivos que pueden transportarse, dispositivos integrados, dispositivos basados en microprocesador, dispositivos basados en microcontrolador, electrónica de consumo programable, miniordenadores, identificación principal y similares.
El dispositivo informático puede incluir un sistema de entrada/salida básico (BIOS) y un sistema operativo como software para gestionar los componentes de hardware, coordinar la interfaz entre el hardware y el software y gestionar las operaciones básicas, tales como el inicio. El dispositivo informático puede incluir uno o más procesadores y memoria que cooperan con el sistema operativo para proporcionar una funcionalidad básica para el dispositivo informático. El sistema operativo proporciona funcionalidad de soporte para la capa de aplicaciones y otras tareas de procesamiento. El dispositivo informático puede incluir un bus de sistema u otro bus (tal como un bus de memoria, un bus local, un bus periférico y similares) para proporcionar comunicación entre los diversos componentes de hardware, software y firmware y con cualquier dispositivo externo. Puede utilizarse cualquier tipo de arquitectura o infraestructura que permita que los componentes se comuniquen e interactúen entre sí.
Las tareas de procesamiento pueden llevarse a cabo por uno o más procesadores. Pueden utilizarse diversos tipos de tecnología de procesamiento, que incluyen un único procesador o múltiples procesadores, una unidad de procesamiento central (CPU), procesadores de múltiples núcleos, procesadores paralelos o procesadores distribuidos. Pueden proporcionarse recursos de procesamiento especializados adicionales tales como gráficos (por ejemplo, una unidad de procesamiento de gráficos o GPU), vídeo, multimedia o capacidades de procesamiento matemático para realizar determinadas tareas de procesamiento. Pueden implementarse diversos algoritmos de aprendizaje. Las tareas de procesamiento pueden implementarse con instrucciones ejecutables por ordenador, tales como programas de aplicación u otros módulos de programa, ejecutadas por el dispositivo informático. Los programas de aplicación y los módulos de programa pueden incluir rutinas, subrutinas, programas, controladores, objetos, componentes, estructuras de datos y similares que realizan tareas particulares u operan sobre datos.
Los procesadores pueden incluir uno o más dispositivos lógicos, tales como circuitos integrados a pequeña escala, matrices de lógica programable, dispositivos lógicos programables, matrices de compuertas programadas enmascaradas, matrices de compuertas programables en campo (FPGA) y circuitos integrados de aplicación específica (ASIC). Los dispositivos lógicos pueden incluir, sin limitación, bloques lógicos aritméticos y operadores, registros, máquinas de estados finitos, multiplexores, acumuladores, comparadores, contadores, tablas de consulta, compuertas, pestillos, biestables, puertos de entrada y salida, puertos de transporte de entrada y salida, y generadores de paridad y recursos de interconexión para bloques lógicos, unidades lógicas y celdas lógicas.
El dispositivo informático incluye memoria o almacenamiento, a los que puede accederse mediante el bus del sistema o de cualquier otra manera. La memoria puede almacenar lógica de control, instrucciones y/o datos. La memoria puede incluir memoria transitoria, tal como memoria caché, memoria de acceso aleatorio (RAM), memoria de acceso aleatorio estática (SRAM), memoria principal, acceso aleatorio dinámico y celdas de memoria de memristor. La memoria puede incluir almacenamiento para firmware o microcódigo, tal como memoria de solo lectura programable (PROM) y memoria de solo lectura programable borrable (EPROM). La memoria puede incluir memoria no transitoria o no volátil o persistente, tal como memoria de solo lectura (ROM), unidades de disco duro, dispositivos de almacenamiento óptico, unidades de disco compacto, unidades flash, unidades de disco flexible, unidades de cinta magnética, chips de memoria y celdas de memoria de memristor. La memoria no transitoria puede proporcionarse en un dispositivo de almacenamiento extraíble. Un medio legible por ordenador puede incluir cualquier medio físico que sea capaz de codificar instrucciones y/o almacenar datos que puedan utilizarse posteriormente por un procesador para implementar unas formas de realización del procedimiento y el sistema descritos en la presente memoria. Los medios físicos pueden incluir discos flexibles, discos ópticos, CD, mini-CD, DVD, HD-DVD, discos Blu-ray, discos duros, unidades de cinta, memoria flash o chips de memoria. En estas formas de realización puede utilizarse cualquier otro tipo de almacenamiento tangible, no transitorio que pueda proporcionar instrucciones y/o datos a un procesador.
El dispositivo informático puede incluir una o más interfaces de entrada/salida para conectar unos dispositivos de entrada y salida a diversos componentes adicionales del dispositivo informático. Los dispositivos de entrada y salida pueden incluir, sin limitación, teclados, ratones, palancas de mando, micrófonos, elementos de visualización, pantallas táctiles, monitores, escáneres, altavoces e impresoras. Las interfaces pueden incluir puertos de bus serie universal (USB), puertos en serie, puertos paralelos, puertos de juegos y similares.
El dispositivo informático puede acceder a una red a través de una conexión de red que provee al dispositivo informático de capacidades de telecomunicaciones. La conexión de red permite que el dispositivo informático se comunique e interactúe con cualquier combinación de dispositivos remotos, redes remotas y entidades remotas a través de un enlace de comunicaciones. El enlace de comunicaciones puede ser cualquier tipo de enlace de comunicaciones, que incluye, sin limitación, un enlace por cable o inalámbrico. Por ejemplo, la conexión de red puede permitir que el dispositivo informático se comunique con unos dispositivos remotos a través de una red, que puede ser una red por cable y/o inalámbrica, y que puede incluir cualquier combinación de intranet, redes de área local (LAN), redes de toda la empresa, redes de área media, redes de área amplia (WAN), Internet, redes celulares y similares. La lógica y/o datos de control pueden transmitirse hasta y desde el dispositivo informático a través de la conexión de red. La conexión de red puede incluir un módem, una interfaz de red (tal como una tarjeta Ethernet), un puerto de comunicaciones, una ranura y tarjeta PCMCIA, o similares para permitir la transmisión y la recepción de datos a través del enlace de comunicaciones.
El dispositivo informático puede incluir un navegador y un elemento de visualización que permiten a un usuario navegar y ver páginas u otro contenido proporcionado por un servidor web a través del enlace de comunicaciones. Un servidor web, un servidor y una base de datos pueden ubicarse en la misma ubicación o en ubicaciones diferentes y pueden ser un dispositivo informático, diferentes dispositivos informáticos o estar distribuidos a través de una red. Un centro de datos puede ubicarse en una ubicación remota y el dispositivo informático puede acceder al mismo a través de una red.
El sistema informático puede incluir una arquitectura distribuida en una o más redes, tal como, por ejemplo, una arquitectura de computación en la nube. La computación en la nube incluye, sin limitación, arquitecturas de red distribuidas para proporcionar, por ejemplo, software como servicio (SaaS), infraestructura como servicio (laaS), plataforma como servicio (PaaS), red como servicio (NaaS), datos como servicio (DaaS), base de datos como servicio (DBaaS), escritorio como servicio (DaaS), soporte como servicio (BaaS), entorno de prueba como servicio (TEaaS), API como servicio (APIaaS) y plataforma de integración como servicio (IPaaS).
Tal como se utiliza en la presente memoria, “que consiste esencialmente en” permite la inclusión de materiales o etapas que no afectan materialmente a las características básicas y novedosas de la reivindicación. Cualquier mención en la presente memoria al término “que comprende”, particularmente en una descripción de componentes de una composición o en una descripción de elementos de un dispositivo, puede intercambiarse por “que consiste esencialmente en” o “que consiste en”.
Se apreciará que las diversas características de las formas de realización descritas en la presente memoria pueden combinarse de diversas maneras. Por ejemplo, una característica descrita junto con una forma de realización puede incluirse en otra forma de realización incluso si no se describe explícitamente junto con esa forma de realización.

Claims (26)

REIVINDICACIONES
1. Sistema para controlar una red de granjas que comprende: uno o más procesadores y memoria, y unas instrucciones legibles por máquina almacenadas en la memoria que, tras la ejecución por el uno o más procesadores, provocan que el sistema lleve a cabo unas operaciones que comprenden:
recibir unas comunicaciones desde una pluralidad de granjas modulares ubicadas de manera remota (10), siendo la pluralidad de granjas modulares ubicadas de manera remota (10) unos recipientes modulares que forman unos entornos contenidos (12) para hacer crecer unos cultivos, incluyendo las comunicaciones por lo menos unos datos de sensor de uno o más de entre un sensor o un equipo dentro de un entorno contenido (12) de una granja modular (10) de la pluralidad de granjas modulares ubicadas de manera remota (10) y unos datos de ubicación que incluyen una ubicación de la granja modular (10);
determinar unas instrucciones con respecto a las condiciones de crecimiento para cultivar uno o más de los cultivos dentro del entorno contenido basándose en los datos del sensor y los datos de ubicación; y transmitir una comunicación a la granja modular (10) que comprende las instrucciones con respecto a las condiciones de crecimiento.
2. Sistema según la reivindicación 1, en el que las comunicaciones recibidas incluyen además uno o más datos relacionados con el rendimiento del cultivo, el clima dentro del entorno contenido, unos equipos agrícolas y unas operaciones de la granja.
3. Sistema según la reivindicación 2, en el que los datos de rendimiento de cultivo incluyen una cantidad de un cultivo cosechado durante un periodo de tiempo.
4. Sistema según la reivindicación 2, en el que los datos climáticos incluyen uno o más de entre humedad, nivel de CO2 , temperatura, nivel de luz, flujo de aire a través de un cultivo, niveles de agua suministrados a un cultivo, niveles de nutrientes suministrados a un cultivo y parámetros de disolución de nutrientes, detectados a lo largo del tiempo dentro del entorno contenido.
5. Sistema según la reivindicación 2, en el que los datos de equipos agrícolas incluyen uno o más de entre un ciclo de trabajo, nivel del depósito de disolución de nutrientes, nivel del depósito de suministro de nutrientes, nivel del depósito de combustible, notificación de fallo del equipo y notificación de acción de mantenimiento detectados a lo largo del tiempo.
6. Sistema según la reivindicación 2, en el que los datos de operaciones de granja incluyen cantidades de recursos consumidos durante un periodo de tiempo, incluyendo los recursos uno o más de entre combustible, electricidad, agua y nutrientes.
7. Sistema según la reivindicación 1, que comprende además uno o más módulos operativos para monitorizar y controlar los componentes de cada granja modular, incluyendo los componentes uno o más de entre un sensor, equipos, recetas de cultivo, organización de granja, autenticación de usuario, regla, alerta, verificación de datos y ajustes.
8. Sistema según la reivindicación 1, que comprende además agregar datos procedentes de múltiples granjas modulares, incluyendo los datos agregados datos relacionados con uno o más de entre un rendimiento de cultivo, precios de venta de cultivos, datos climáticos, datos de equipos y datos de operaciones de granja.
9. Sistema según la reivindicación 8, que comprende además determinar a partir de los datos agregados, uno o más de entre la optimización de receta de cultivo para un cultivo en particular, una predicción de mantenimiento de equipos, un rendimiento predicho para un cultivo en particular, unos rendimientos de cultivos locales o regionales, un precio de cultivos y una demanda de cultivos.
10. Sistema según la reivindicación 1, en el que la comunicación transmitida incluye unas instrucciones para llevar a cabo unas operaciones que comprenden controlar y monitorizar uno o más de entre un sistema de iluminación, un sistema de riego, un sistema de control climático y un sistema de ventilación dentro del entorno contenido.
11. Sistema según la reivindicación 1, en el que la comunicación transmitida incluye una notificación a los usuarios asociados con la granja modular (10), y en el que las notificaciones se envían a los dispositivos de usuario que están suscritos para recibir las notificaciones.
12. Sistema según la reivindicación 1, en el que la comunicación transmitida incluye unas instrucciones para ejecutar tareas de operación de granja.
13. Procedimiento para controlar una red de granjas, que comprende:
recibir, en uno o más procesadores, unas comunicaciones desde una pluralidad de granjas modulares ubicadas de manera remota (10), siendo la pluralidad de granjas modulares ubicadas de manera remota (10) unos recipientes modulares que forman unos entornos contenidos (12) para cultivar cultivos, incluyendo las comunicaciones por lo menos unos datos de sensor de uno o más de entre un sensor o un equipo dentro de un entorno contenido (12) de una granja modular (10) de la pluralidad de granjas modulares ubicadas de manera remota (10) y unos datos de ubicación que incluyen una ubicación de la granja modular (10);
determinar unas instrucciones con respecto a las condiciones de crecimiento para cultivar uno o más de los cultivos dentro del entorno contenido basándose en los datos del sensor y los datos de ubicación; y
transmitir, por el uno o más procesadores, una comunicación a la granja modular (10) que comprende las instrucciones con respecto a las condiciones de crecimiento.
14. Sistema para monitorizar y controlar una pluralidad de granjas modulares ubicadas de manera remota (10) a través de una red, que comprende:
uno o más procesadores y memoria, e instrucciones legibles por máquina almacenadas en la memoria que, tras la ejecución por el uno o más procesadores, provocan que el sistema lleve a cabo unas operaciones que comprenden:
transmitir unas comunicaciones desde por lo menos una granja modular (10) de la pluralidad de granjas modulares ubicadas de manera remota (10) a un sistema informático remoto, siendo la por lo menos una granja modular (10) un recipiente modular que forma un entorno contenido para cultivar un cultivo, incluyendo las comunicaciones por lo menos unos datos de sensor procedentes de uno o más de entre un sensor o un equipo dentro del entorno contenido (12) y unos datos de ubicación que incluyen una ubicación de la por lo menos una granja modular (10);
recibir una comunicación desde el sistema informático remoto que comprende unas instrucciones con respecto a las condiciones de crecimiento para cultivar el cultivo dentro del entorno contenido, basándose en los datos del sensor y los datos de ubicación; y
hacer funcionar los equipos en respuesta a las instrucciones.
15. Sistema según la reivindicación 14, en el que los datos transmitidos incluyen unos datos relacionados con uno o más de un rendimiento de cultivo, el clima dentro del entorno contenido, los equipos agrícolas y las operaciones de granja.
16. Sistema según la reivindicación 14, en el que los datos transmitidos incluyen unos datos generados por el usuario que comprenden uno o más de entre datos de precios, datos operativos, datos de ubicación, compras y datos de soporte.
17. Sistema según la reivindicación 14, que comprende, además, en la por lo menos una granja modular (10), un dispositivo de pasarela de comunicación para permitir la comunicación entre la por lo menos una granja modular (10) y el sistema informático remoto, y con uno o más dispositivos de usuario asociados con la por lo menos una granja modular (10).
18. Sistema según la reivindicación 17, en el que:
el uno o más dispositivos de usuario incluyen uno o más de entre un ordenador personal, un ordenador portátil, un ordenador de tableta, un dispositivo móvil, un teléfono inteligente, un reloj inteligente o un dispositivo que puede transportarse; o
el dispositivo de pasarela de comunicación es operativo para transmitir y recibir unas comunicaciones a través de una red por cable o una red inalámbrica.
19. Sistema según la reivindicación 14, en el que el entorno contenido (12) de la por lo menos una granja modular (10) comprende un recipiente que aloja estructuras para el cultivo de plantas, un sistema de iluminación configurado para proporcionar luz a las plantas, un sistema de riego configurado para proporcionar nutrientes a las plantas, un sistema de control climático configurado para controlar las condiciones ambientales dentro del recipiente, y un sistema de ventilación configurado para proporcionar un flujo de aire a las plantas.
20. Sistema según la reivindicación 19, que comprende además unas instrucciones legibles por máquina almacenadas en la memoria que, tras la ejecución por el uno o más procesadores, provocan que el sistema lleve a cabo unas operaciones que comprenden controlar y monitorizar uno o más de entre el sistema de iluminación, el sistema de riego, el sistema de control climático y el sistema de ventilación.
21. Procedimiento para monitorizar y controlar una pluralidad de granjas modulares ubicadas de manera remota (10) a través de una red, que comprende:
transmitir, mediante uno o más procesadores, unas comunicaciones desde por lo menos una granja modular (10) de entre la pluralidad de granjas modulares (10) ubicadas de manera remota a un sistema informático remoto, comprendiendo la por lo menos una granja modular (10) un entorno contenido (12) para cultivar un cultivo, incluyendo las comunicaciones por lo menos unos datos de sensor procedentes de uno o más de entre un sensor o un equipo dentro del entorno contenido (12) y unos datos de ubicación que incluyen una ubicación de la por lo menos una granja modular (10);
recibir, mediante el uno o más procesadores, una comunicación desde el sistema informático remoto que comprende unas instrucciones con respecto a las condiciones de crecimiento para cultivar el cultivo dentro del entorno contenido basándose en los datos de sensor y los datos de ubicación; y
hacer funcionar los equipos en respuesta a las instrucciones.
22. Sistema para controlar una granja de recipiente modular, que comprende:
uno o más procesadores y una memoria, asociados con la granja de recipiente modular (10) que forman un entorno contenido (12) para cultivar un cultivo, y unas instrucciones legibles por máquina almacenadas en la memoria que, tras su ejecución por el uno o más procesadores, provocan que el sistema lleve a cabo unas operaciones para controlar y monitorizar las operaciones de granja de la granja de recipiente modular (10), basándose en unos datos que incluyen unos datos de ubicación que incluyen una ubicación de la granja de recipiente modular (10), y
un dispositivo de usuario en comunicación con el uno o más procesadores,
comprendiendo las operaciones visualizar en el dispositivo de usuario una pluralidad de operaciones de control de granja que comprenden una o más de entre control de iluminación, control de ventilación, parámetros de cámara de cultivo y parámetros de cámara de plántulas basándose en los datos.
23. Sistema según la reivindicación 22, que comprende además visualizar en el dispositivo de usuario una alimentación de cámara desde un interior de la granja de recipiente modular (10).
24. Sistema según la reivindicación 22, que comprende además proporcionar uno o más de un registro histórico, un registro de ejecución y notificaciones de alerta.
25. Sistema según la reivindicación 22, en el que los parámetros de la cámara de cultivo o los parámetros de la cámara de plántulas incluyen uno o más de entre temperatura del aire, humedad, nivel de CO2 , temperatura del depósito de nutrientes, nivel de pH del depósito de nutrientes y conductividad electrolítica del depósito de nutrientes.
26. Procedimiento para controlar una granja de recipiente modular (10), que comprende:
transmitir a un dispositivo de usuario asociado con la granja de recipiente modular (10) un elemento de visualización que comprende una pluralidad de operaciones de control de granja basándose en datos que incluyen unos datos de ubicación que incluyen una ubicación de la granja de recipiente modular (10), comprendiendo la pluralidad de operaciones de control de granja una o más de entre control de iluminación, control de ventilación, parámetros de cámara de crecimiento y parámetros de cámara de plántulas basándose en los datos.
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