سیستم مدیریت هوشمند گلخانه

معرفی فناوری/ محصول :

در دهه‌ی گذشته، با رشد فناوری و ورود آن به عرصه کشاورزی، هوشمندسازی کشت گلخانه‌ای انقلابی (انقلاب سبز) در این بخش بود. ایجاد یک میکرو اقلیم با سیستم خودتنظیمی شامل مجموعه‌ای از سنسورها، عملگرها و سامانه‌های پایش، نظارت و کنترل که شرایط مناسبی را برای رشد گیاهان فراهم می‌نمایند. مفهوم وسیع کشاورزی هوشمند از چندین فناوری مهم تشکیل‌شده است. هم‌اکنون برنامه‌های کاربردی گوشی‌های تلفن همراه به‌منظور مدیریت از راه دور مزارع، هزینه‌ها و دیگر پارامترهای قابل‌اندازه‌گیری توسط کشاورزان استفاده می‌شود. صنعت کشاورزی یکی از تأثیرپذیرترین صنایع از دگردیسی دیجیتال و پیشرفت فناوری است. غذا یکی از مهم‌ترین و اساسی‌ترین تولیدات صنعت اقتصاد است و کشاورزی هم یکی از مهم‌ترین و اصیل‌ترین حرفه‌های موجود از ابتدای تمدن بشری برای تحقق این نیاز اولیه بشر بوده است. با در نظر گرفتن افزایش تقاضا برای تولید بیشتر مواد غذایی باید نگران افزایش آلودگی‌های زیست‌محیطی که پیامد این افزایش تولید است، بود. برنامه‌های کاربردی کشاورزی هوشمند تنها بهره‌برداری‌های بزرگ کشاورزی را مورد هدف قرار نمی‌دهد بلکه می‌تواند روندهای جدید و روبه رشد در بهره‌برداری کشاورزی مانند کشاورزی خانوادگی (در فضاهای کوچک یا پیچیده، فرهنگ‌های خاص و..) را هم تقویت کند. کشاورزی هوشمند همچنین می‌تواند مزایای زیادی را در رابطه با مسائل زیست‌محیطی برای مثال از طریق استفاده‌ی مؤثر از آب و رشد پایدار گیاهان فراهم آورد. استفاده از مدیریت هوشمند گلخانه‌ها و زمین‌های کشاورزی دارای مزایای ارزشمند زیر است:

• سهولت مدیریت گلخانه
• بهبود کیفیت محصولات تولیدی
• افزایش سود حاصل از فروش محصولات در نتیجه‌ی افزایش عملکرد و کاهش مصرف منابع

در محصول موردنظر مدیریت هوشمند دما و رطوبت در گلخانه‌ها و مدیریت آبیاری در مزارع از طریق سیگنال‌های دریافتی از سنسورهای مربوطه به‌صورت بی‌سیم انجام می‌پذیرد. همچنین امکان ارسال اطلاعات به کاربر و مدیریت آن به کمک گوشی‌های تلفن همراه هوشمند، وجود دارد.

این محصول شامل سه بخش عمده می‌باشد که عبارت‌اند از:

• سامانه‌ی مرکزی: این سامانه وظیفه‌ی جمع‌آوری اطلاعات از سنسورها، ارسال دستور به سامانه‌های فرمان، دریافت دستورات و ارسال اطلاعات به‌صورت از راه دور، نمایش اطلاعات و دریافت دستورات به‌صورت محلی و ارتباط مستمر با گوشی تلفن همراه را دارد. این سامانه قابلیت تنظیم برای مدیریت خودکار مزرعه را نیز داراست.
• سنسورها: سنسورها دو نوع هستند؛ نوع اول سنسورهای مستقل که قابل‌برنامه‌ریزی می‌باشند. این سنسورها می‌توانند در کنار اندازه‌گیری پارامترهای دما و رطوبت مزرعه، دستورات لازم را نیز مطابق برنامه‌ی خود، به سامانه‌ی فرمان ارسال کنند. در سنسورهای مستقل صفحه‌نمایشی نیز در نظر گرفته‌شده است تا بتوان به‌صورت گرافیکی دو پارامتر دما و رطوبت را به‌صورت محلی برای آن تنظیم نمود. سنسورهای مستقل قابلیت اتصال به شبکه‌ تلفن همراه را دارند که در این صورت قابل تنظیم از راه دور هستند. نوع دوم سنسورها سنسورهای وابسته می‌باشند. این نوع سنسورها، به سامانه‌ی مرکزی متصل شده و تنها وظیفه‌ی آن‌ها ارسال دما و رطوبت اندازه‌گیری شده است و ارتباط مستقلی با سامانه‌ی فرمان و شبکه‌ی تلفن همراه ندارند.
• سامانه‌ی فرمان: این سامانه، فرمان‌های لازم را از سامانه‌ی مرکزی و یا سنسورهای وابسته به‌صورت بی‌سیم دریافت می‌نماید. سپس متناسب با فرمان‌های دریافتی، دستورات لازم به مدار توان بالا (پمپ آب، رطوبت ساز، تهویه هوا، دریچه‌های گلخانه و …) به کمک رله‌های موجود در آن را صادر می‌نماید.

از قابلیت‌های این محصول می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

• کنترل از راه دور
• مدیریت منابع (آب، انرژی و …)
• اطلاع از نشتی‌ها و هدر رفت‌ها
• ارزان‌قیمت نسبت به نمونه‌های مشابه داخلی و خارجی
• برنامه‌ریزی و زمان‌بندی چندگانه آبیاری متناسب با نیاز آبی گیاهان مختلف موجود در یک مکان
•  آبیاری، تنظیم دما و باز و بسته کردن هوشمند و به‌موقع دریچه‌های گلخانه با دریافت اطلاعات پیش‌بینی آب و هوا

تمامی اطلاعات کسب‌شده و همچنین دستورات صادر شده در دستگاه مرکزی در سامانه‌ی تحت وب متصل به دستگاه ذخیره شده و به کاربران موردنظر اطلاع داده می‌شود. همچنین امکان مدیریت سامانه به کمک تلفن همراه نیز فراهم شده است.

مزیت رقابتی محصول

• ارزان نسبت به نمونه‌های مشابه داخلی و خارجی
• طراحی و ساخت ۱۰۰ درصدی توسط نیروهای بومی
• قابلیت باز طراحی متناسب با نیاز مشتری
• قابلیت اطمینان بالا

موارد کاربرد

با بکارگیری این سیستم می‌توان پارامترهای مختلف هر محیط صنعتی یا غیرصنعتی را به صورت برخط، پایش و کنترل نمود. از جمله کاربردهای آن می توان به موارد زیر اشاره نمود:

• گلخانه‌های هوشمند
• آبیاری هوشمند مزارع کوچک و بزرگ
• آبیاری هوشمند محیط‌های شهری
• کنترل پارامترهای دما و رطوبت محیط‌های آزمایشگاهی

تیم طراحی و توسعه محصول

• مجید نیکزاد
  تخصص: طراحی و ساخت مدارهای الکترونیکی – طراحی و برنامه‌ریزی سیستم‌های ریزپردازندهال
  تجربه‌ی طراحی و ساخت دستگاه‌های مختلف الکترونیکی
• سیدصدرا کاشف
  تخصص: طراحی سیستم‌های ارتباطی – اینترنت اشیاء
  تجربه‌ی پروژه‌های مختلف در زمینه مخابرات
• مرتضی فیروزی
  تخصص: مدیریت منابع آب
  تجربه‌ی پروژه‌های مختلف در زمینه¬ی آب و خاک