​Nutika kasvuhoonegaaside automaatne seire- ja juhtimissüsteem

Põllumajandus on juba pikka aega olnud inimese ja looduse vaheline koostöö, mis sõltub intuitsioonist, kogemustest ja selle õnnestumise võimalusest. Nüüd aga koos kliimamuutuste ja globaalse rahvastiku suurenemisega muutuste tempo kiireneb – käimas on nutikate kasvuhoonete revolutsioon, mis pakub täpsemaid põllumajandusmeetodeid kui kunagi varem. Seda ümberkujunemist töömahukast käsitööst andmepõhiseks teaduseks ei saa üle tähtsustada.

Selle revolutsiooni keskmes on kasvuhoonete automatiseeritud seire- ja juhtimissüsteem. See pole lihtsalt järjekordne tööriistakomplekt, see toimib teie isikliku asjatundliku kasvatajana – tagades tõhusa saagi. Uurime selle süsteemi toimimist lähemalt, kui vaatame ette selle rolli olulise vahendina tõhusate põllumajandustavade jaoks, mis toovad suuremat kasumit.

Traditsiooniline kasvuhoonete majandamine kannatab sageli ebajärjekindluse all. Temperatuuri, niiskuse ja niisutamise reguleerimisel käsitsi kontrollimisele ja inimlikule hinnangule tuginemine viib nende parameetrite ebatäpse kontrollimiseni, mis põhjustab temperatuuri reguleerimise, niiskuse reguleerimise ja niisutuskontrolli ebatäpsust, mille tulemuseks on ebaühtlane saagi kvaliteet, märkimisväärne ressursside raiskamine ja haavatavus äkiliste ilmamuutuste suhtes. See 'vaata ja reageeri' lähenemisviis nõuab kulukaid töötunde, andes samal ajal ebavõrdseid saagitulemusi, suurendades ressursikulusid ja äkiliste ilmamuutuste ohtu.

Kaasaegsed kasvuhoonelahendused: senseerimisel, kaalutlemisel ja tegutsemisel (SD&A) põhinev lähenemine. Sisuliselt: nutikas kasvuhoonelahendus koosneb automatiseeritud suletud ahelaga süsteemist, mis töötab kolme põhiprintsiibi järgi – Sensing, Deciding ja Acting (SD&A). Mitmekihiline süsteem: just see paneb nutikad kasvuhooned tööle

Tõhus kasvuhooneseiresüsteem meenutab elusorganismi, kus erinevad kihid töötavad koos. 1. Tajukiht: andurid (parimad kasvuhoonemonitorid).

Süsteemi ühendamisel selle füüsilise maailmaga on andurid ööpäevaringselt reaalajas andmete kogumisel hädavajalikud. Kasvuhooneseireks sobivate andurite valimine on võtmetähtsusega täpse teabe pakkumisel, mis on aluseks intelligentsele otsustusprotsessile, näiteks:

Keskkonnaandurid: kasutage keskkonnaandureid õhu/pinnase temperatuuri, niiskustaseme ja valguse intensiivsuse jälgimiseks reaalajas.

CO2 andurid: CO2 andurid jälgivad fotosünteesi jaoks olulise süsinikdioksiidi taset. Põhjalik kasvuhoonegaaside seire ulatub aga kaugemale CO2 jälgimisest ainult taimede kasvu jaoks; täiustatud süsteemid jälgivad ka teisi heitkoguseid, et aidata operaatoritel oma üldist keskkonnajalajälge vähendada.

Mullaandurid: Jälgige mulla niiskusesisaldust, elektrijuhtivust (EC; mis näitab toitainete taset) ja pH väärtust. Taimede fenotüüpimise andurid: täiustatud andurid võivad isegi taimi ise jälgida, mõõtes varre paksust, lehtede temperatuuri ja viljade kasvukiirust.

1. Edastuskiht: närvisüsteem See kiht vastutab andmeedastuse eest andurite ja keskprotsessori vahel tõhusal, sujuval ja turvalisel viisil, kasutades nii juhtmega (nt RS485) kui ka traadita tehnoloogiaid (nt LoRaWAN, Zigbee, NB-IoT ja 4G/5G), et tagada, et nende teekonnal ei langeks andmepunkte.

2. Platvormikiht: kasvuhoonete automatiseeritud seire- ja juhtimissüsteemi aju

Selle keskmes on tarkvaraplatvorm, mis moodustab iga automatiseeritud kasvuhooneseire- ja juhtimissüsteemi intellektuaalse tuumiku. Sageli pilvepõhine platvorm on intelligentne toimingute keskus.

3. Andmete salvestamine ja analüüs: see salvestab ajaloolisi andmeid ja kasutab tehisintellekti algoritme, et uurida seoseid keskkonnatingimuste ja ideaalsete taimede kasvumudelite vahel.

Nutikas otsuste tegemine: kasutades eelseadistatud mudeleid või masinõppe teadmisi, teeb nutikas otsustustehnoloogia otsuseid ettemääratud mudelite põhjal, et genereerida automaatselt käske, kui temperatuur tõuseb üle lävipiiri, näiteks lülitab ventilaatorid sisse, kui temperatuur ületab selle.

Kasutajaliides: see annab põllumehele juurdepääsu intuitiivsele visuaalsele armatuurlauale arvutis või nutitelefonis, mis võimaldab kaugseiret, käsitsi alistamist ja koheseid hoiatusi.

4. Täitmiskiht: käed ja jalad

Kui 'aju' on otsuse teinud, lasub selle elluviimine täitmiskihil – mis koosneb kõigist automatiseeritud seadmetest: Siia kuuluvad mootoriga aknad, väljatõmbeventilaatorid, varjuvõrgud, küttesüsteemid ja LED kasvuvalgustid.

Niisutus- ja väetamissüsteemid: automatiseeritud doseerimissüsteemid, mis tarnivad vett ja toitaineid täpse ajastuse ja proportsiooniga. Niisutusrobotid: täiustatud süsteemid kasutavad saagikoristuse, pügamise ja pihustamise jaoks roboteid. Põhifunktsioonid töös: süsteem tööl

Mida täpselt teeb integreeritud automatiseeritud kasvuhooneseire- ja juhtimissüsteem jooksvalt?

Intelligentne kliimaseade: see süsteem tagab ideaalse keskkonna. Kui päike paistab keskpäeval eredalt, võivad varjuvõrgud automaatselt rakenduda ja jahutussüsteemid aktiveeruda; ja külmadel öödel, kui ennustatakse, võivad soojusekraanid või kütteseadmed automaatselt aktiveeruda, et säilitada soojust ilma inimese sekkumiseta.

Täppisniisutus ja väetamine: Täppisniisutus- ja väetamissüsteemid pakuvad olulist kokkuhoidu, kasutades vett ja toitaineid vastavalt iga põllukultuuri täpsele kasvufaasile ja mulla niiskuse reaalajas andmetele, vähendades seeläbi jäätmeid 30–50% võrreldes traditsiooniliste meetoditega.

Ennustavad kahjurite ja haiguste hoiatused: analüüsides pildipõhiste andurite andmeid, suudab see süsteem tuvastada varajasi hoiatusmärke kahjurite nakatumise või kõrge õhuniiskuse tingimustega seotud seenhaiguse kohta – teavitades kiiresti kasvatajaid või algatades vajadusel ennetavaid meetmeid.

Andmepõhine ülevaade ja täielik jälgitavus: iga põllukultuuriga seotud toiming ja seisund salvestatakse, luues 'digitaalse eluloo'. Need andmed võimaldavad põllumeestel aja jooksul strateegiaid täpsustada, võimaldades samal ajal tarbijatele toidupakendil olevate QR-koodide kaudu juurdepääsu kogu selle ajaloole.

Nutika kasvuhoonetehnoloogia käegakatsutavad eelised

Tehnoloogia edu tõeline mõõde seisneb selle tulemustes; ja nutikas kasvuhoonetehnoloogia näitab seda selgelt: suurenenud saagikus, madalamad kulud ja suurem jätkusuutlikkus on aruka kasvuhoonetehnoloogia käegakatsutavad eelised.

Suurem saagikus ja kõrgem kvaliteet: stabiilne keskkond, mis toetab taimede stressi vähendamist, lühemaid kasvutsükleid ning ühtlasema ja suurepärase maitsega toodangut, võib toota suuremat saaki ja suurepärase kvaliteediga tooteid.

Dramaatiline kulude kokkuhoid: 30% või rohkem aastane kokkuhoid vee-, väetise- ja energiakuludelt on tavaline; samas kui tööjõukulusid saab sageli poole võrra vähendada, kuna üks inimene saab mitut kasvuhoonet eemalt hallata.

Tõhus riskijuhtimine: varajased hoiatused mis tahes keskkonnaanomaaliate kohta võimaldavad kasvatajatel vältida äärmuslike ilmastikunähtuste põhjustatud kahjusid.

Aastaringne säästev tootmine: need süsteemid võimaldavad aastaringset põllumajandust, sõltumata aastaajast või kliimast, pakkudes kohalikku toidutootmist, vähendades samas pikamaatranspordi süsiniku jalajälge. Täiustatud kasvuhooneseiresüsteemi täpsus tagab iga ressursi optimaalse kasutamise – toetades tõelist säästvat põllumajandust.

Järeldus: Põllumajanduse tulevik

Nutikad kasvuhooned kujutavad endast põhjalikku digitaalset revolutsiooni põllumajanduses, mille toiteallikaks on asjade internet, suurandmed, tehisintellekt ja automatiseerimine. Tõhus automatiseeritud kasvuhoonete seire- ja juhtimissüsteem on palju enamat kui lihtsalt seadmete kogum; Selle asemel esindab see uuenduslikku juhtimisparadigmat, millel on võim muuta põllumajandustoimingud juhuslikust loodusest või inimkogemusest juhituks usaldusväärsete andmete ja automatiseeritud täpsusega hallatuks.