Sistema y método para gestionar el uso de recursos.

Un procedimiento para gestionar el uso de recursos, en el que el procedimiento comprende:

- identificar las necesidades de recursos para cada planta (126, 128, 130) en una pluralidad de plantas (110)para formar las necesidades de recursos individuales;

- identificar las condiciones en un entorno en el que están ubicadas la pluralidad de plantas (110) usando unsistema (112, 418, 900) de sensores para formar las condiciones actuales;

- calcular una pluralidad de recetas (444, 734, 800) por planta para la pluralidad de plantas (110) usando lasnecesidades de recursos individuales y las condiciones actuales mediante la determinación de si una etapa(728) observada de crecimiento de una planta (126, 128, 130) individual es similar a una etapa (716)esperada de crecimiento de la planta (126, 128, 130) individual, y ajustando una cantidad de recurso en basea la etapa (728) observada de crecimiento como respuesta a una diferencia entre la etapa (728) observada decrecimiento de la planta (126, 128, 130) y la etapa (716) esperada de crecimiento de la planta (126, 128,130); y

- dispensar un vehículo (104, 400) utilitario móvil a cada planta (126, 128, 130) en la pluralidad de plantas(110) para aplicar automáticamente un recurso a cada planta (126, 128, 130) según cada receta (444, 734,800) por planta.

Sistema y método para gestionar el uso de recursos Campo de la invención La presente invención se refiere, en general, a un sistema de control de irrigación y, más particularmente, a un sistema y un procedimiento para gestionar el uso de recursos en patios y jardines.

Antecedentes de la invención La horticultura es la industria y la ciencia del cultivo de plantas. Los horticultores trabajan y realizan investigaciones en las disciplinas de la propagación y el cultivo de plantas, la producción de cultivos, la fitomejora y la ingeniería genética, la bioquímica de las plantas y la fisiología de las plantas. El trabajo implica particularmente frutas, bayas, frutos secos, vegetales, flores, árboles, arbustos y césped. Los horticultores trabajan para mejorar el rendimiento del cultivo, la calidad, el valor nutricional y la resistencia a los insectos, enfermedades y estrés ambiental.

Un aspecto de la gestión hortícola es la irrigación. La irrigación se usa, típicamente, para regar grandes áreas homogéneas, tales como campos, céspedes y jardines. Se supone que el agua está disponible desde una única fuente, tal como un pozo, canal o sistema de agua municipal. Frecuentemente, el agua de los sistemas de agua municipales está limitada durante las épocas de calor y sequía y frecuentemente se implementan restricciones de riego para proporcionar suficiente agua para usos de mayor prioridad. Estas restricciones pueden comenzar como riego del césped los días pares-impares y pueden progresar a prohibiciones completas de riego de césped, y, finalmente, a prohibiciones completas de riego de jardines.

Los campos y céspedes suelen tener una única especie de planta y la aplicación de agua se basa en sensores de agua, modelos o normas de evapotranspiración. Este tipo de sistema de riego puede ser inadecuado para patios y jardines en los que numerosas especies crecen muy próximas unas a las otras, particularmente, usuarios de cantidades de agua particularmente grandes, tales como árboles y arbustos, en proximidad a usuarios de cantidades menores de agua. Los árboles, arbustos y estructuras proporcionan también sombra, lo cual afecta a la evapotranspiración, que es la suma de la evaporación y la transpiración de las plantas.

El documento DE-C1 100 02 880 describe un sistema y un procedimiento que examina la salud de las plantas usando sensores y aplica un recurso a las plantas según las necesidades calculadas del recurso para las plantas supervisadas. Las necesidades del recurso para las plantas supervisadas se calculan usando la desviación entre las mediciones reales y las indicaciones de referencia para plantas sanas, la ubicación de las plantas supervisadas y las recomendaciones acerca de las aplicaciones para las plantas supervisadas. Las necesidades calculadas del recurso para las plantas supervisadas se ajustan en base a datos externos, tales como datos meteorológicos.

Sumario Una realización de la presente invención proporciona un procedimiento implementado por ordenador y un sistema para determinar las necesidades de recursos individuales para cada planta en una pluralidad de plantas. Las condiciones actuales se identifican mediante un sistema de sensores. Se calculan una pluralidad de recetas por planta para la pluralidad de plantas usando las necesidades de recursos individuales y las condiciones actuales. Un recurso se obtiene de una fuente de recursos seleccionada de en entre una serie de fuentes de recursos. El recurso es almacenado en un vehículo utilitario móvil y es aplicado desde el vehículo utilitario móvil a cada planta en la pluralidad de plantas según la pluralidad de recetas por planta.

La presente invención está relacionada con la solicitud de patente US, comúnmente asignada y en tramitación junto con la presente, con Nº de serie 12/427051 (Nº de expediente del apoderado 18642-US) , titulada "A Method for Providing an Application to Plants"; solicitud de patente US Nº de serie 12/427059 (Nº de expediente del apoderado 18643-US) titulada "Horticultural Knowledge Base for Managing Yards and Gardens", patente US con Nº de serie 12/427076 (Nº de expediente del apoderado 18955-US) titulada " Resource Use Management"; solicitud de patente US con Nº de serie 12/427065 (Nº de expediente del apoderado 18419-US) , titulada " Robotic Watering Unit".

Las características, funciones y ventajas pueden conseguirse, de manera independiente, en diversas realizaciones de la presente invención o pueden combinarse en todavía otras realizaciones en las que pueden verse detalles adicionales con referencia a la descripción y los dibujos siguientes.

Breve descripción de los dibujos Las características consideradas como rasgos novedosos de las realizaciones ilustrativas se exponen en las reivindicaciones adjuntas. Las realizaciones ilustrativas, sin embargo, así como un modo de uso preferido, otros objetivos y ventajas de las mismas, se entenderán mejor con referencia a la descripción detallada siguiente de una realización ilustrativa de la presente invención cuando se lea conjuntamente con los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema de gestión de uso de recursos en el que puede ser implementada una realización ilustrativa;

la Figura 2 es un diagrama de bloques del uso del agua según una realización ilustrativa;

la Figura 3 es un diagrama de bloques de un sistema de procesamiento de datos según una realización ilustrativa;

la Figura 4 es un diagrama de bloques de un vehículo utilitario móvil según una realización ilustrativa;

la Figura 5 es un diagrama de bloques de una fuente de agua según una realización ilustrativa;

la Figura 6 es un diagrama de bloques de una pluralidad de bases de datos según una realización ilustrativa;

la Figura 7 es un diagrama de bloques de una base de conocimientos hortícola según una realización ilustrativa;

la Figura 8 es un diagrama de bloques de una receta por planta según una realización ilustrativa;

la Figura 9 es un diagrama de bloques de un sistema de sensores según una realización ilustrativa;

la Figura 10 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento para gestionar el uso de agua según una realización ilustrativa;

la Figura 11 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento para determinar las necesidades de agua según una realización ilustrativa;

la Figura 12 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento para la identificación de las condiciones actuales según una realización ilustrativa;

la Figura 13 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento para regar una pluralidad de plantas según una realización ilustrativa;

la Figura 14 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento para seleccionar una fuente de agua según una realización ilustrativa;

la Figura 15 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento para obtener agua en una fuente de agua según una realización ilustrativa; y

la Figura 16 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento para liberar agua desde una fuente de agua según una realización ilustrativa.

Descripción de la realización preferida La Figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema de gestión de uso de recursos en el que puede ser implementada una realización ilustrativa. El sistema 100 de gestión de uso de recursos puede ser implementado en una red de ordenadores en la que pueden ser implementadas las realizaciones ilustrativas. El sistema 100 de gestión de uso de recursos contiene la red 100, que es el medio usado para proporcionar enlaces de comunicación entre diversos dispositivos y ordenadores conectados entre sí dentro de un sistema 100 de gestión de uso de recursos, tal como un vehículo 104 utilitario móvil y una ubicación 106 remota. La red 102 puede incluir conexiones, tales como un cable, enlaces de comunicación inalámbrica o cables de fibra óptica.

En el ejemplo representado, el vehículo 104 utilitario móvil se conecta a la red 102 en una configuración inalámbrica mientras que la ubicación 106 remota tiene una conexión por hardware a la red 102. En otra realización ilustrativa, tanto el vehículo 104 utilitario móvil como la ubicación 106 remota pueden conectarse a la red 102 en una configuración inalámbrica. La ubicación 106 remota puede ser, por ejemplo, ordenadores personales u ordenadores de red. En un ejemplo ilustrativo, la ubicación 104 remota proporciona datos, tales como archivos de arranque, imágenes de sistema operativo y aplicaciones, al vehículo 104 utilitario móvil. El sistema 100 de gestión de uso de recursos puede incluir también una pluralidad de bases de datos 134 y procedimientos 136 de planificación. La... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para gestionar el uso de recursos, en el que el procedimiento comprende:

- identificar las necesidades de recursos para cada planta (126, 128, 130) en una pluralidad de plantas (110) para formar las necesidades de recursos individuales;

- identificar las condiciones en un entorno en el que están ubicadas la pluralidad de plantas (110) usando un sistema (112, 418, 900) de sensores para formar las condiciones actuales;

- calcular una pluralidad de recetas (444, 734, 800) por planta para la pluralidad de plantas (110) usando las necesidades de recursos individuales y las condiciones actuales mediante la determinación de si una etapa

(728) observada de crecimiento de una planta (126, 128, 130) individual es similar a una etapa (716) esperada de crecimiento de la planta (126, 128, 130) individual, y ajustando una cantidad de recurso en base a la etapa (728) observada de crecimiento como respuesta a una diferencia entre la etapa (728) observada de crecimiento de la planta (126, 128, 130) y la etapa (716) esperada de crecimiento de la planta (126, 128, 130) ; y

- dispensar un vehículo (104, 400) utilitario móvil a cada planta (126, 128, 130) en la pluralidad de plantas

(110) para aplicar automáticamente un recurso a cada planta (126, 128, 130) según cada receta (444, 734, 800) por planta.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la identificación de las necesidades de recursos para cada planta (126, 128, 130) en la pluralidad de plantas (110) utiliza una base de conocimientos (424, 602, 700) para identificar, para cada planta (126, 128, 130) , al menos uno de entre una especie (710) de planta, una variedad

(712) de planta, una etapa (716) de crecimiento y un ciclo de vida (718) .

3. Procedimiento según la reivindicación 2, que comprende además:

determinar una necesidad de recursos para cada planta (126, 128, 130) en base a al menos una de las especies (710) de planta, la variedad (712) de planta, la etapa (716) de crecimiento y el ciclo de vida (718) de cada planta (126, 128, 130) .

4. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la identificación de las condiciones actuales comprende además:

obtener un pronóstico meteorológico y solar (606) actual.

5. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la identificación de las condiciones actuales comprende además:

identificar las normas de recursos actuales, en el que las normas de recursos actuales incluyen normas (614) de agua actuales y en el que las normas (614) de agua actuales incluyen al menos uno de entre una cantidad de agua accesible actualmente, información de escasez de agua local e información de restricción de agua local.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el cálculo de la pluralidad de recetas (444, 734, 800) por planta para la pluralidad de plantas (110) usando las necesidades de recursos individuales y las condiciones actuales comprende además:

repartir el uso de recursos según una función (428) de utilidad con el fin de maximizar los beneficios y minimizar los costos según un conjunto de restricciones.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, en el que el reparto del uso de recursos según la función (428) de utilidad comprende además:

determinar una cantidad de recursos en base a las necesidades de recursos individuales;

ajustar la cantidad de recursos en base a las condiciones actuales; y

calcular una receta (444, 734, 800) por planta en la pluralidad de recetas (444, 734, 800) por planta que es distinta de las necesidades de recursos individuales.

8. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el cálculo de la pluralidad de recetas (444, 734, 800) por planta para la pluralidad de plantas (110) usando las necesidades de recursos individuales y las condiciones

actuales comprende además:

detectar datos de humedad del suelo asociados con la pluralidad de plantas (110) ;

analizar los datos de humedad del suelo usando un modelo (608) de humedad del suelo;

determinar si los datos de la humedad del suelo son similares al modelo de humedad del suelo (608) para la pluralidad de plantas (110) ; y

en respuesta a una diferencia entre los datos de humedad del suelo y el modelo de humedad del suelo (608) , ajustar una cantidad de recursos en base a los datos de humedad del suelo y actualizando una base de conocimientos (424, 602, 700) con los datos de humedad del suelo.

9. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el cálculo de la pluralidad de recetas (444, 734, 800) por planta para la pluralidad de plantas (110) usando las necesidades de recursos individuales y las condiciones actuales comprenden además:

determinar si un uso (732) real observado de los recursos de una planta (126, 128, 130) individual es similar

o no a una necesidad (714) esperada de recursos de la planta (126, 128, 130) individual, en el que el uso (732) real observado de recursos de la planta (126, 128, 130) individual incluye información recibida desde el pronóstico meteorológico y solar (606) y la información recibida de los datos de humedad del suelo, y

en respuesta a una diferencia entre el uso (732) real observado de recursos de la planta (126, 128, 130) individual y la necesidad esperada de recursos (714) de la planta (126, 128, 130) individual, ajustar una cantidad de recursos en base al uso real observado de recursos (732) .

10. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la pluralidad de recetas (444, 734, 800) por planta para la pluralidad de plantas (110) están dirigidas a zonas (132) individuales que contienen la pluralidad de plantas (110) , en el que cada receta (444, 734, 800) por planta en la pluralidad de las recetas (444, 734, 800) por planta está asociada con una zona (132) individual que contiene la pluralidad de plantas (110) .

11. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la pluralidad de recetas (444, 734, 800) por planta para la pluralidad de plantas (110) están dirigidas a plantas (126, 128, 130) individuales en la pluralidad de plantas (110) , en el que cada receta (444, 734, 800) por planta en la pluralidad de recetas (444, 734, 800) por planta está asociada con una planta (126, 128, 130) individual en la pluralidad de plantas (110) .

12. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además:

dispensar el vehículo (104, 400) utilitario móvil a una fuente (114, 116, 118, 120, 122, 124) de recursos seleccionada de entre una serie de fuentes (108) de recursos, en el que el recurso seleccionado se selecciona en base a la información desde al menos una base de datos; y

transferir el recurso desde la fuente (114, 116, 118, 120, 122, 124) de recursos seleccionada a una unidad

(416) de almacenamiento de recursos del vehículo (104, 400) utilitario móvil.

13. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que para aplicar automáticamente el recurso a la pluralidad de plantas (110) según la receta (444, 734, 800) por planta comprende además:

dispensar el vehículo (104, 400) utilitario móvil a un zona (132) que contiene la pluralidad de plantas (110) ; y

transferir los recursos desde la unidad (416) de almacenamiento de recursos a la pluralidad de plantas (110) .

14. Un sistema para gestionar el uso de recursos, en el que el sistema comprende:

una base de conocimientos (424, 602, 700) que tiene información almacenada acerca de una pluralidad de plantas (110) que incluye una base (702) de conocimientos fija y una base (706) de conocimientos adquiridos en el que dicha base (702) de conocimientos fija contiene información estática (708, 710, 712, 714, 716, 718, 720, 722, 724, 726) acerca del entorno operativo de al menos un vehículo (104, 400) utilitario móvil y dicha base (706) de conocimientos adquiridos incluye información adquirida acerca del estado (728) de crecimiento observado de las plantas, los datos (730) visuales de estrés de las plantas, y el uso (732) real observado del agua recopilados por un sistema (112, 418, 900) de sensores;

un sistema (420) de comunicación para acceder a la base de conocimientos (424, 602, 700) ;

una función (428) de utilidad para calcular una receta (444, 734, 800) por planta para una pluralidad (110) de plantas usando dicha información adquirida a partir de la etapa (728) de crecimiento real observado, datos (730) visuales de estrés de las plantas, y el uso (732) real observado del agua y dicha información (708, 710, 712, 714, 716, 718, 720, 722, 724, 726) estática de la base (702) de conocimientos fija; y

un controlador (402) de máquina para controlar el movimiento de dicho al menos un vehículo (104, 400) 5 utilitario móvil y la adquisición y aplicación de agua por dicho al menos un vehículo (104, 400) utilitario móvil para ejecutar la receta (444, 734, 800) para cada planta.

15. Sistema según la reivindicación 14, en el que la información almacenada acerca de la pluralidad de plantas (110) comprende al menos una información acerca de un entorno operativo, las especies (710) de plantas y variedades ubicadas en el entorno operativo, la información acerca de las necesidades (714) de recursos, etapas 10 (716) de crecimiento y ciclos de vida (718) de las especies (710) de plantas y las variedades ubicadas en el entorno operativo, la meteorología actual para el entorno operativo, historial meteorológico en el entorno operativo, las condiciones actuales del entorno operativo, un modelo (608) de la humedad del suelo, las características ambientales específicas del entorno operativo que afectan al vehículo móvil (104, 400) utilitario móvil, una serie de restricciones, normas (604) de recursos para el entorno operativo, información (610) de autenticación de la fuente de recursos, información de identificación de fuentes de recursos e información (612) del nivel de la fuente de recursos.

16. Sistema según la reivindicación 14, en el que el sistema (420) de comunicación recibe además información actual que comprende al menos uno de entre la humedad del suelo, la precipitación, la temperatura, el viento, la luz ambiental, la etapa observada de crecimiento, la salud de las plantas y el uso real observado de los recursos.

17. Sistema según la reivindicación 14, en el que la función (428) de utilidad usa la serie de restricciones para determinar la receta (444, 734, 800) por planta en base a al menos uno de entre un valor de aplicación de un recurso a una planta (126, 128, 130) , un coste de aplicar el recurso a la planta (126, 128, 130) y las normas actuales de los recursos.

18. Sistema según la reivindicación 14, en el que el controlador (402) de máquina está situado en el al menos un 25 vehículo (104, 400) utilitario móvil.

19. Sistema según la reivindicación 14, en el que el controlador de máquina está situado a una distancia desde el al menos un vehículo (104, 400) utilitario móvil y usa el sistema de comunicaciones para enviar comandos a el al menos un vehículo (104, 400) utilitario móvil.