Автоматизированная система мониторинга и управления «умной теплицей»

Земледелие издавна было актом сотрудничества человека и природы, успех которого зависел от интуиции, опыта и шансов. Однако сейчас, с изменением климата и ростом численности населения мира, темпы перемен ускоряются: происходит «умная» тепличная революция, предлагающая более точные методы ведения сельского хозяйства, чем когда-либо прежде. Этот переход от трудоемкого ремесла к науке, основанной на данных, невозможно переоценить.

В основе этой революции лежит автоматизированная система мониторинга и контроля теплиц. Это не просто еще один набор инструментов, он служит вашим личным экспертом-производителем, обеспечивая эффективный сбор урожая. Давайте рассмотрим работу этой системы подробнее, рассматривая ее роль как важнейшего средства для эффективных методов ведения сельского хозяйства, которые приносят увеличенную прибыль.

Традиционное управление теплицами часто страдает непоследовательностью. Использование ручных проверок и человеческого мнения при регулировании температуры, влажности и орошения приводит к неточному контролю над этими параметрами, что приводит к неточностям в регулировании температуры, влажности и контроле орошения, что приводит к неравномерному качеству урожая, значительным растратам ресурсов и уязвимости к внезапным изменениям погоды. Такой подход «видеть и реагировать» требует дорогостоящих рабочих часов, но при этом приводит к несправедливым результатам по урожаям, увеличению затрат на ресурсы и риску внезапных изменений погоды.

Современные решения для теплиц: подход, основанный на зондировании, обдумывании и действиях (SD&A). По сути: решение «умная теплица» включает в себя автоматизированную систему с замкнутым контуром, которая работает в соответствии с тремя фундаментальными принципами — «Ощущение, принятие решений и действие» (SD&A). Многоуровневая система: вот что заставляет умные теплицы работать

Эффективная система мониторинга теплиц напоминает живой организм, в котором различные слои работают в унисон. 1. Уровень восприятия: датчики (лучшие мониторы теплицы).

Подключая систему к физическому миру, датчики играют важную роль в сборе данных в режиме реального времени 24 часа в сутки, 7 дней в неделю. Выбор подходящих датчиков для мониторинга теплиц имеет ключевое значение для предоставления точной информации, которая послужит основой для разумного принятия решений, таких как:

Датчики окружающей среды: используйте датчики окружающей среды для мониторинга температуры воздуха/почвы, уровня влажности и интенсивности света в режиме реального времени.

Датчики CO2: Датчики CO2 контролируют уровень углекислого газа, необходимого для фотосинтеза. Однако комплексный мониторинг парниковых газов выходит за рамки отслеживания CO2 только для роста растений; Передовые системы также контролируют другие выбросы, чтобы помочь операторам снизить общее воздействие на окружающую среду.

Датчики почвы: контролируют влажность почвы, электропроводность (EC; которая указывает на уровень питательных веществ) и значение pH. Датчики фенотипирования растений. Усовершенствованные датчики могут даже отслеживать сами растения, измеряя толщину стебля, температуру листьев и скорость роста плодов.

1. Уровень передачи: нервная система. Этот уровень отвечает за передачу данных между датчиками и центральным процессором эффективным, рациональным и безопасным способом с использованием как проводных (например, RS485), так и беспроводных технологий (таких как LoRaWAN, Zigbee, NB-IoT и 4G/5G), чтобы гарантировать, что ни одна точка данных не будет потеряна на своем пути.

2. Уровень платформы: мозг автоматизированной системы мониторинга и управления теплицей.

В основе лежит программная платформа, которая образует интеллектуальное ядро ​​любой автоматизированной системы мониторинга и управления теплицей. Эта платформа, часто основанная на облаке, представляет собой интеллектуальный центр операций.

3. Хранение и аналитика данных. Он хранит исторические данные и использует алгоритмы искусственного интеллекта для изучения корреляции между условиями окружающей среды и идеальными моделями роста растений.

Интеллектуальное принятие решений. Используя заранее заданные модели или знания машинного обучения, технология интеллектуального принятия решений принимает решения на основе заранее определенных моделей для автоматической генерации команд, если температура поднимается выше порогового предела, например, включения вентиляторов, когда температура превышает его.

Пользовательский интерфейс: он предоставляет фермеру доступ к интуитивно понятной визуальной панели управления на компьютере или смартфоне, которая обеспечивает удаленный мониторинг, ручное управление и мгновенные оповещения.

4. Уровень исполнения: руки и ноги.

Как только решение принято «мозгом», его реализация ложится на исполнительный уровень, состоящий из всего автоматизированного оборудования: сюда входят моторизованные окна, вытяжные вентиляторы, теневые сетки, системы отопления и светодиодные светильники для выращивания растений.

Системы ирригации и фертигации: автоматизированные системы дозирования, которые поставляют воду и питательные вещества в точное время и в пропорциях. Ирригационные роботы. В современных системах роботы используются для сбора урожая, обрезки и опрыскивания. Ключевые функции в действии: система в действии

Что именно выполняет на постоянной основе интегрированная автоматизированная система мониторинга и управления теплицей?

Интеллектуальный климат-контроль: эта система обеспечивает идеальную окружающую среду. Если в полдень ярко светит солнце, теневые сетки могут автоматически развернуться и активироваться системы охлаждения; а в холодные ночи по прогнозу погоды тепловые экраны или обогреватели могут автоматически активироваться для поддержания тепла без вмешательства человека.

Точная ирригация и внесение удобрений. Точные системы орошения и внесения удобрений обеспечивают существенную экономию, применяя воду и питательные вещества в соответствии с точной стадией роста каждой культуры и данными о влажности почвы в режиме реального времени, тем самым сокращая отходы на 30-50% по сравнению с традиционными методами.

Прогнозируемые оповещения о вредителях и болезнях: анализируя данные датчиков изображения, эта система может выявлять ранние признаки заражения вредителями или грибковых заболеваний, связанных с условиями высокой влажности, - быстро информируя производителей или при необходимости инициируя профилактические меры.

Анализ данных и полная отслеживаемость: каждое действие и состояние, связанное с урожаем, записывается, создавая «цифровую историю жизни». Эти данные позволяют фермерам с течением времени совершенствовать стратегии, предоставляя потребителям доступ ко всей его истории через QR-коды на упаковке пищевых продуктов.

Ощутимые преимущества технологии «умных теплиц»

Любая истинная мера успеха технологии заключается в ее результатах; и технология «умных теплиц» ясно это демонстрирует: повышение урожайности, снижение затрат и повышение устойчивости — это ощутимые преимущества, которые предлагает технология «умных теплиц».

Повышенная урожайность и превосходное качество. Стабильная среда, которая способствует снижению стресса растений, более коротким циклам роста и производству с более высокой однородностью и превосходным вкусом, может обеспечить повышенный урожай и продукцию превосходного качества.

Значительная экономия средств: ежегодная экономия 30% и более на воде, удобрениях и электроэнергии является обычным явлением; в то время как затраты на рабочую силу часто можно сократить вдвое, поскольку один человек может удаленно управлять несколькими теплицами.

Эффективное управление рисками: раннее предупреждение о любых экологических аномалиях позволяет производителям избежать потерь, вызванных экстремальными погодными явлениями.

Круглогодичное устойчивое производство. Эти системы позволяют вести сельское хозяйство круглый год, независимо от сезона или климата, обеспечивая местное производство продуктов питания и одновременно уменьшая выбросы углекислого газа при транспортировке на большие расстояния. Точность усовершенствованной системы мониторинга теплиц гарантирует оптимальное использование каждого ресурса, поддерживая настоящее устойчивое сельское хозяйство.

Заключение: Будущее сельского хозяйства

«Умные» теплицы представляют собой глубокую цифровую революцию в сельском хозяйстве, основанную на Интернете вещей, больших данных, искусственном интеллекте и автоматизации. Эффективная автоматизированная система мониторинга и управления теплицей выходит далеко за рамки простого набора устройств; вместо этого он представляет собой инновационную парадигму управления, которая способна революционизировать сельскохозяйственные операции: от управления ими, обусловленными случайной природой или человеческим опытом, к управлению с использованием надежных данных и автоматизированной точности.