Išmanioji šiltnamio efektą sukeliančių dujų automatizuota stebėjimo ir valdymo sistema

Ūkininkavimas jau seniai buvo žmogaus ir gamtos bendradarbiavimo veiksmas, priklausantis nuo intuicijos, patirties ir sėkmės tikimybės. Tačiau dabar, klimato kaitai ir pasaulio gyventojų skaičiaus augimui, pokyčių tempas spartėja – vyksta išmaniųjų šiltnamių revoliucija, siūlanti tikslesnius žemės ūkio metodus nei bet kada anksčiau. Negalima per daug sureikšminti šio perėjimo iš daug darbo reikalaujančių amatų į duomenimis pagrįstą mokslą.

Šios revoliucijos esmė – automatizuota šiltnamių stebėjimo ir kontrolės sistema. Tai ne tik dar vienas įrankių rinkinys, bet ir jūsų asmeninis augintojas, užtikrinantis efektyvų derlių. Panagrinėkime šios sistemos veikimą toliau, nes būsime jos, kaip esminės efektyvios ūkininkavimo praktikos, duodančios didesnį pelną, vaidmens.

Tradicinis šiltnamių valdymas dažnai kenčia nuo nenuoseklumo. Pasikliaujant rankomis atliekamais patikrinimais ir žmogaus sprendimu reguliuojant temperatūrą, drėgmę ir drėkinimą, šie parametrai kontroliuojami netiksliai, o tai lemia netikslumą reguliuojant temperatūrą, drėgmę ir drėkinimo kontrolę, o tai lemia netolygią pasėlių kokybę, didelį išteklių švaistymą ir pažeidžiamumą dėl staigių oro pokyčių. Šis 'matykite ir reaguokite' metodas reikalauja brangių darbo valandų, o derliaus rezultatai yra neteisingi, didėja išteklių sąnaudos ir staigių oro pokyčių rizika.

Šiuolaikiniai šiltnamių sprendimai: požiūris, pagrįstas jutimu, svarstymu ir veikimu (SD&A). Iš esmės: išmanųjį šiltnamio sprendimą sudaro automatizuota uždaro ciklo sistema, kuri veikia pagal tris pagrindinius principus – jutimo, sprendimo ir veikimo (SD&A). Daugiasluoksnė sistema: būtent dėl ​​to išmanieji šiltnamiai veikia

Veiksminga šiltnamio stebėjimo sistema primena gyvą organizmą, o įvairūs sluoksniai dirba vieningai. 1. Suvokimo sluoksnis: jutikliai (geriausi šiltnamio monitoriai).

Sistemą prijungiant prie fizinio pasaulio, jutikliai yra būtini renkant duomenis realiuoju laiku 24 valandas per parą, 7 dienas per savaitę. Norint gauti tikslią informaciją, kuri yra protingo sprendimų priėmimo pagrindas, labai svarbu pasirinkti tinkamus jutiklius šiltnamio efektą sukeliančiai priežiūrai, pavyzdžiui:

Aplinkos jutikliai: naudokite aplinkos jutiklius oro / dirvožemio temperatūrai, drėgmės lygiui ir šviesos intensyvumui stebėti realiuoju laiku.

CO2 jutikliai: CO2 jutikliai stebi anglies dioksido lygį, būtiną fotosintezei. Tačiau visapusiškas šiltnamio efektą sukeliančių dujų stebėjimas neapsiriboja vien tik augalų augimo CO2 stebėjimu; pažangios sistemos taip pat stebi kitus išmetamųjų teršalų kiekius, kad padėtų operatoriams sumažinti bendrą ekologinį pėdsaką.

Dirvožemio jutikliai: stebėkite dirvožemio drėgmės kiekį, elektrinį laidumą (EC; tai rodo maistinių medžiagų kiekį) ir pH vertę. Augalų fenotipų nustatymo jutikliai: pažangūs jutikliai netgi gali sekti pačius augalus matuodami stiebo storį, lapų temperatūrą ir vaisių augimo greitį.

1. Perdavimo sluoksnis: nervų sistema Šis sluoksnis yra atsakingas už efektyvų, supaprastintą ir saugų duomenų perdavimą tarp jutiklių ir centrinio procesoriaus, naudojant tiek laidines (pvz., RS485), tiek belaides technologijas (pvz., LoRaWAN, Zigbee, NB-IoT ir 4G/5G), kad būtų užtikrinta, jog jų kelionės metu nenukrenta duomenų taškai.

2. Platformos sluoksnis: automatizuotos šiltnamio stebėjimo ir valdymo sistemos smegenys

Jos esmė yra programinės įrangos platforma, kuri yra bet kurios automatizuotos šiltnamių stebėjimo ir valdymo sistemos intelektualinis branduolys. Dažnai debesies pagrindu ši platforma yra išmanusis operacijų centras.

3. Duomenų saugykla ir analizė: saugo istorinius duomenis ir naudoja dirbtinio intelekto algoritmus aplinkos sąlygų ir idealių augalų augimo modelių sąsajoms tirti.

Sumanus sprendimų priėmimas: Naudodama iš anksto nustatytus modelius arba mašininio mokymosi įžvalgas, išmani sprendimų priėmimo technologija priima sprendimus, pagrįstus iš anksto nustatytais modeliais, kad automatiškai generuotų komandas, jei temperatūra pakyla virš slenkstinės ribos, pvz., įjungia ventiliatorius, kai temperatūra viršija ją.

Vartotojo sąsaja: ji suteikia ūkininkui prieigą prie intuityvaus vaizdo prietaisų skydelio kompiuteryje arba išmaniajame telefone, kuris leidžia nuotoliniu būdu stebėti, rankiniu būdu nepaisyti ir gauti momentinius įspėjimus.

4. Vykdymo sluoksnis: rankos ir kojos

„Smegenims“ priėmus sprendimą, jo įgyvendinimas tenka vykdymo sluoksniui – susidedančiam iš visos automatizuotos įrangos: čia yra motorizuoti langai, ištraukiamieji ventiliatoriai, šešėliniai tinkleliai, šildymo sistemos ir LED auginimo lemputės.

Drėkinimo ir tręšimo sistemos: automatizuotos dozavimo sistemos, tiekiančios vandenį ir maistines medžiagas tiksliai laiko ir proporcijomis. Drėkinimo robotai: pažangios sistemos naudoja robotus derliaus nuėmimo, genėjimo ir purškimo užduotims atlikti. Pagrindinės veikimo funkcijos: veikianti sistema

Ką tiksliai atlieka integruota automatizuota šiltnamių stebėjimo ir kontrolės sistema nuolat?

Išmanioji klimato kontrolė: ši sistema užtikrina idealią aplinką. Jei vidurdienį ryškiai šviečia saulė, gali automatiškai išsiskleisti šešėliai ir įsijungti aušinimo sistemos; o šaltomis naktimis, kai prognozuojama, šiluminiai ekranai arba šildytuvai gali automatiškai įsijungti, kad palaikytų šilumą be žmogaus įsikišimo.

Tikslus laistymas ir tręšimas: Tikslios drėkinimo ir tręšimo sistemos leidžia sutaupyti daug, nes vanduo ir maistinės medžiagos naudojamos pagal tikslią kiekvieno pasėlio augimo stadiją ir realiu laiku gaunamus dirvožemio drėgmės duomenis, taip sumažinant atliekų kiekį 30–50 %, palyginti su tradiciniais metodais.

Nuspėjamieji įspėjimai apie kenkėjus ir ligas: analizuodama vaizdu pagrįstų jutiklių duomenis, ši sistema gali nustatyti ankstyvus įspėjančius kenkėjų užkrėtimo ar grybelinės ligos požymius, susijusius su didelės drėgmės sąlygomis – greitai informuoti augintojus arba prireikus imtis prevencinių priemonių.

Duomenimis pagrįstos įžvalgos ir visiškas atsekamumas: kiekvienas veiksmas ir sąlyga, susijusi su pasėliu, yra registruojama, sukuriant 'skaitmeninę gyvenimo istoriją'. Šie duomenys leidžia ūkininkams laikui bėgant tobulinti strategijas, o vartotojams suteikiama prieiga prie visos istorijos istorijos naudojant QR kodus ant maisto pakuočių.

Apčiuopiami išmaniųjų šiltnamių technologijų pranašumai

Bet koks tikras technologijos sėkmės matas slypi jos rezultatuose; ir išmaniųjų šiltnamių technologija tai aiškiai parodo: padidėjęs derlius, mažesnės sąnaudos ir didesnis tvarumas yra apčiuopiami išmaniųjų šiltnamių technologijų pranašumai.

Didesnis derlingumas ir puiki kokybė: stabili aplinka, kuri palaiko augalų streso mažinimą, trumpesnius augimo ciklus ir vienodesnio bei puikaus skonio produktus, gali duoti didesnį derlių ir aukščiausios kokybės produktus.

Dramatiškas išlaidų sutaupymas: kasmet sutaupoma 30% ar daugiau vandens, trąšų ir energijos sąnaudų; o darbo sąnaudos dažnai gali būti sumažintos per pusę, nes vienas asmuo gali nuotoliniu būdu valdyti kelis šiltnamius.

Veiksmingas rizikos valdymas: išankstiniai įspėjimai apie bet kokias aplinkos anomalijas leidžia augintojams išvengti nuostolių, kuriuos sukelia ekstremalūs oro reiškiniai.

Ištisus metus, tvari gamyba: šios sistemos leidžia vykdyti žemės ūkį ištisus metus, neatsižvelgiant į sezoną ar klimatą, gaminant vietinę maisto gamybą ir mažinant tolimojo transportavimo anglies pėdsaką. Pažangios šiltnamių stebėjimo sistemos tikslumas užtikrina, kad kiekvienas išteklius būtų panaudojamas optimaliai – tai palaiko tikrą tvarų žemės ūkį.

Išvada: ūkininkavimo ateitis

Išmanieji šiltnamiai reiškia gilią skaitmeninę revoliuciją žemės ūkyje, kurią užtikrina daiktų internetas, dideli duomenys, dirbtinis intelektas ir automatika. Veiksminga automatizuota šiltnamių stebėjimo ir kontrolės sistema yra kur kas daugiau nei vien prietaisų rinkinys; Vietoj to, tai yra novatoriška valdymo paradigma, galinti pakeisti ūkininkavimo veiklą nuo atsitiktinės prigimties ar žmogaus patirties valdomų patikimų duomenų ir automatizuoto tikslumo.