طور علماء من مركز سانت بطرسبرغ الفيدرالي للبحوث (SPb FRC) التابع لأكاديمية العلوم الروسية ، بدعم مالي من وزارة التعليم والعلوم الروسية ، نظامًا رقميًا محليًا لإدارة المزارع العمودية التي تزرع الخضر. يعمل الاختراع على برنامج روسي ، ويمكن تهيئته بشكل فردي للإنتاج الفعال والآلي لأنواع مختلفة من المنتجات الزراعية والتحكم فيه عن بُعد عبر الإنترنت من جهاز كمبيوتر شخصي أو هاتف ذكي.
المزرعة العمودية عبارة عن مجمع زراعي صناعي حيث يمكن ، في دورة مغلقة ، بغض النظر عن الموسم أو الظروف المناخية ، زراعة محاصيل مختلفة (على سبيل المثال ، الخس أو الطماطم). إنها غرفة مغلقة بها حاويات تحتوي على مواد ضرورية لزراعة المحاصيل (التربة ، الزراعة المائية أو الأيروبونيك). يتم وضع الخزانات في المزرعة العمودية في عدة "طبقات" تحت بعضها البعض ، بحيث تشغل فعليًا المساحة بأكملها. الغرفة تحافظ على درجة حرارة خاصة ، والرطوبة ، والإضاءة ، وما إلى ذلك. اليوم ، غالبًا ما تغطي هذه المزارع مساحات شاسعة وتزود المدن بمنتجات نباتية طازجة ومتنوعة.
ومع ذلك ، فإن تشغيل مزرعة كبيرة يتطلب عددًا كبيرًا من الموظفين وإمدادًا دقيقًا بالعناصر الغذائية والضوء للنباتات والحفاظ على درجة حرارة معينة. لذلك ، من أجل التشغيل السلس والفعال لمثل هذه المجمعات الصناعية الزراعية ، يلزم وجود أنظمة أتمتة الإنتاج.
"لقد طورنا مجمعًا رقميًا محليًا يوفر أتمتة كاملة لعمليات النمو في المزارع العمودية للنباتات مثل الفراولة وأنواع مختلفة من السلطات والخضر الصغيرة. يشتمل التطوير نفسه على برنامج بواجهة رسومية سهلة الاستخدام ، ووحدات أجهزة يمكن تشكيلها في أنظمة لأغراض مختلفة ، بالإضافة إلى عدد من الخدمات التي يمكنها ربط مجمعات الدفيئة الكبيرة في بنية معلومات واحدة "، كما يقول أنطون سافيليف ، رئيس لمختبر الأنظمة الروبوتية المستقلة التابع لمركز سانت بطرسبرغ الفيدرالي للأبحاث التابع لأكاديمية العلوم الروسية. .
يتكون النظام الرقمي من ثلاثة مستويات مترابطة. يسمح لك الأول بتكوين (تشكيل) معلمات التشغيل لوحدات المزرعة المختلفة: المضخات ، والمصابيح ، وأنظمة صيانة المناخ المحلي ، وأجهزة الاستشعار. يمر التكوين عبر وحدة خادم محلية ، والتي تتيح لك التواصل مع أجهزة استشعار ومشغلات مختلفة ، فضلاً عن تخزين البيانات المتعلقة بوظائفها. في الوقت نفسه ، تعمل الوحدات النمطية المكونة للمستوى الأول بشكل مستقل عن الخادم المحلي في دورة معينة.
المستوى الثاني هو خادم محلي للمجمع الزراعي ، والذي يستقبل ويجمع (يجمع) البيانات من جميع الأجهزة. بهذه الطريقة ، يمكنك مراقبة أداء النظام ، والتنبؤ بفشل الوحدة ، وتحديد المواقف الحرجة (فقدان الاتصال بالوحدات ، وانتهاك الضغط في نظام الري ، والتغيير في درجة الحرارة المثلى ، وما إلى ذلك). بالإضافة إلى ذلك ، تنقل جميع الوحدات المعلومات على مسافة تصل إلى 6 كيلومترات من مصدر في منطقة مفتوحة. هذا يسمح للمستخدم بالتخلي عن الأسلاك ، وبالتالي تقليل تكلفة الأتمتة.
إذا كان الكائن متصلًا بالإنترنت ، فسيكون الخادم المحلي قادرًا على توصيله بالمستوى الثالث من النظام - التخزين السحابي. يربط العديد من كائنات المزارع العمودية في شبكة واحدة ، وبالتالي ضمان قابلية تشغيل المجمعات الكبيرة. تسمح لك واجهة النظام بالتبديل بين المجمعات المختلفة ، وتلقي معلومات حول التشغيل والأعطال على جهاز كمبيوتر شخصي أو جهاز لوحي أو هاتف ذكي ، وبالتالي التحكم في المؤسسة عن بُعد.
"يمكن تطوير النظام بسرعة بفضل الاتصال اللاسلكي والتصميم المعياري ، وتسمح الواجهة الواضحة لأي مستخدم بالتكيف بسرعة لإدخال معلمات نمو محددة لمحاصيل معينة. علاوة على ذلك ، فإن النظام عالمي من حيث التربة - فهو يعمل مع التربة العادية ، والهيدروجين ، والهوائية. يتم تصنيع نظائر تطورنا في الخارج ، على سبيل المثال ، في هولندا. لكنها أغلى بعدة مرات وتتطلب رسوم صيانة منتظمة. نحن نقدم وحدات وبرامج للتنمية المحلية بما يتماشى مع استبدال الواردات للاقتصاد الروسي "، كما يقول أندريه رونزين ، مدير مركز سانت بطرسبرغ الفيدرالي للأبحاث التابع لأكاديمية العلوم الروسية.
سيساعد التطوير على أتمتة عدد من العمليات في المزرعة (صيانة المناخ المحلي ، والتحكم في إمداد الحلول ودورة الإضاءة) ، ومراقبة معلمات النظام بسرعة وتجميع البيانات ، أي في بعض الحالات ، التخلص من العامل البشري . سيؤدي ذلك إلى زيادة إنتاجية المزارع وتحسين جودة المنتج النهائي.
الآن يتم تنفيذ نظام رقمي لإدارة المزارع العمودية في إحدى مؤسسات مجمع الصناعات الزراعية بالقرب من سانت بطرسبرغ.
مصدر