گلخانه هوشمند

هوشمندسازی کشت گلخانه ای علوفه به روش هیدروپونیک توسط سنسورهای آنلاین دما و رطوبت، سنسور نور، رله های آنلاین کنترل شیربرقی های سیستم آبیاری، رله های کنترل سیستم تهویه، سیستم حرارتی و فنها با استفاده از شبکه مقرون بصرفه حسگرهای اینترنت اشیا حسبات جهت استفاده در دامداری و مرغداری

کشت هیدروپونیک

هیدروپونیک یا آبکشت، کشت طبقاتی گیاهان در محیط گلخانه ای بدون استفاده از خاک می باشد. در کشت هیدروپونیک، مواد مورد نیاز برای تغذیه گیاه اندازه گیری شده و توسط جریان ملایم آب به ریشه می رسد همچنین از منابع مصنوعی نور، جهت تابش انواع طیفهای موردنیاز گیاه استفاده می شود. کشت علوفه برای مصارف پرورش دام و طیور یکی از انواع محصولات هیدروپونیک است.
در این نوع کشت ابتدا یک فضای ایزوله آماده سازی و قفسه بندی می شود سپس بذر گیاهانی مانند جو یا ذرت، شستشو و ضدعفونی می شود و در سینی های مخصوص کشت قرار می گیرد در مرحله بعدی سینی های کشت در قفسه ها چیده شده و با فراهم کردن شرایط مناسب رشد، محصول نهایی که همان ذرت یا جو علوفه ای است آماده خوراک برای دام و طیور می شود. در کشت هیدروپونیک با استفاده از آبیاری بارانی و فراهم ساختن دما، رطوبت و نور کافی شرایطی فراهم می شود که گیاه به سرعت رشد کند و بخش مهمی از خوراک مورد نیاز دام و طیور تهیه شود.
با توجه به اینکه مدت زمان لازم برای رشد گیاه حدودا 2 هفته است قفسه بندی معمولا در 7 طبقه و چند ردیف انجام می شود بطوریکه هر روز هفته بتوان اقدام به برداشت علوفه کرد.

مزایای کشت هیدروپونیک

فرآیند کشت هیدروپونیک به محیط و آب بسیار کمتری نیاز دارد، ضدعفونی کردن و حذف آفات ساده است و نیروی انسانی و کار بسیار کمتری نسبت به کشت سنتی مورد نیاز است. در این روش رشد گیاه سریعتر و بازدهی تولید بیشتر است.

معایب کشت هیدروپونیک

نیاز به سرمایه گذاری نسبتا بالا و تخصص لازم در کنترل شرایط محیطی دارد.
مقدار بذر موردنیاز زیاد. چون از هر دانه ای که می کاری صد دانه برداشت نمی کنی!
هزینه تولید زیاد، چون هر دفعه باید از بذر با کیفیت استفاده کرد وگرنه ممکن است است جوانه زدن صورت نگیرد
بسیاری شاید هرچند با اطلاع از چگونگی کشت هیدروپونیک و نیازمندی های اولیه آن یعنی نیاز به فضای اختصاصی، تخصص و سرمایه لازم برای راه اندازی مزایای آنرا به زحمتش ببخشند و سراغ این روش نروند.
بخش مهمی از هزینه ها و تخصص موردنیاز هیدروپونیک مربوط به سیستمهای کنترلی آن می باشد. اغلب سیستمهای موجود آفلاین می باشد و برای کنترل از راه دور توسعه نیافته اند و یا گران می باشد. اینترنت اشیا برای رفع این مشکل راه حل انعطاف پذیر و ارزانتری ارائه می دهد و با قابلیتهای خود تولید به روش هیدروپونیک را در مقیاس گسترده تری امکان پذیر می سازد و آنرا به تجربه ای لذت بخش تبدیل می کند.

سیستمهای کنترلی مورد نیاز

علوفه هیدروپونیک را می توان بصورت سنتی یعنی با بکارگیری نیروی انسانی و یا توسط سیستمهای خودکار با قابلیت برنامه ریزی، تولید کرد با توجه به اینکه فرآیند تولید این نوع علوفه بصورت بالقوه امکان خودکارسازی دارد درنتیجه تمایل به این روش هم بیشتر است اما نیاز به دانش و صرف هزینه بیشتر، اغلب مانع بکارگیری کامل اتوماسیون در کشت هیدروپونیک است.
تلاش ما پس از مراحل تحقیق و توسعه آزمایشگاهی و اجرا در محیط واقعی و بررسی بازخوردها بر ایجاد راه حلهایی برای مساله نیاز به «دانش» و «هزینه» توسط مجریان استوار بوده است. چنانچه کنترل را به ریزکامپیوترهای مبتنی بر اینترنت اشیا بسپاریم و یک داشبورد مدیریتی ساده بر روی تلفن همراه خود داشته باشیم نیاز به دانش تخصصی رفع می شود و تمرکز مجریان بر کاشت و برداشت محصول خواهد بود. از طرفی، سنسورها و کنترلرهای مبتنی بر اینترنت اشیا بسیار مقرون به صرفه تر از سیستمهای فعلی هستند و تعویض و تعمیر آنها به مراتب ارزانتر تمام خواهد شد. این سیستم کنترلی به بخشهای زیر تقسیم می شود و می توان با توجه به نیاز همه ی سیستم یا بخشهایی از آن را توسط این زیر سیستمها، خودکار کرد:

1. سیستم روشنایی و نوردهی
2. سیستم تهویه
3. سیستم آبرسانی
4. سیستم تغذیه
5. سیستم نظارت

۱. سیستم روشنایی و نوردهی

در کشت هیدروپونیک مدت زمان بیشتری به گیاه نور می رسانند تا رشد آن سریعتر انجام شود سیستم نوردهی به گیاهان هیدروپونیک از یک تایمر برای زمانبندی روشن و خاموش کردن روشنایی تشکیل شده است که بصورت آفلاین نور مورد نیاز را تامین می کند. بخش کنترلی این سیستم بصورت آنلاین، روشن یا خاموش بودن روشنایی را در داشبورد نشان می دهد همچنین می توان از راه دور روشنایی را قطع و یا وصل نمود و مدت زمان فعال بودن سیستم روشنایی را در تلفن همراه مشاهده کرد.
در بخش مانیتورینگ این سیستم می توان وضعیت تا یک هفته قبل را بررسی کرد.

۲. سیستم تهویه

این سیستم شامل یک سنسور دما و رطوبت آنلاین است که وضعیت را به بخش مانیتورینگ راه دور گزارش می دهد. بخش کنترلی این سیستم بصورت خودکار عمل می کند و چنانچه دما پایین تر از حدمجاز باشد سیستم گرمایش را روشن می کند و اگر رطوبت کافی نباشد سیستم مه پاش فعال می شود. در صورت بالا بودن هریک از این مقادیر، سیستم تهویه فعال می شود. در بخش مانیتورینگ این سیستم، دما و رطوبت فعلی، روشن یا خاموش بون سیستم گرمایش و مه پاش و وضعیت تا یک هفته قبل قابل بررسی است.

۳. سیستم آبرسانی

این سیستم از یک تایمر برای زمانبندی گردش محلول مورد نیاز گیاه تشکیل شده است که پمپ را روشن کرده و محلول مغذی را از زیر ریشه گیاه عبور داده و دوباره در مخزن جمع آوری می کند. کاهش سطح آب مخزن توسط حسگر آن تشخیص داده می شود و شیربرقی به حالت باز در می آید تا آب مصرفی دوباره به مخزن اضافه شود. بخش کنترلی این سیستم بصورت آنلاین، روشن یا خاموش بودن پمپ، روشن یا خاموش کردن پمپ و مدت زمان روشن بودن را در تلفن همراه کاربر ارائه می دهد. در بخش مانیتورینگ این سیستم می توان وضعیت تا یک هفته قبل را بررسی کرد.

۴. سیستم تغذیه

پس از گذشت مدت زمانی از عملکرد سیستم، به دلیل عدم وجود خاک برای فرآیند تثبیت عناصر، بعضی از مواد آلی محلول تغذیه مصرف شده و مقدار آن کاهش می یابد. سیستم تغذیه وظیفه اضافه کردن محلولهای مغذی به نسبت مورد نیاز رشد گیاه را دارد. همچنین این سیستم شامل فیلترهای تصفیه مواد اضافی و ضدعفونی توسط اشعه ماوراء بنفش می باشد. در بخش مانیتورینگ این سیستم، حجم محلول مخزن تغذیه و زمانهای باز بودن شیربرقی تا یک هفته قبل قابل گزارش گیری است.

۵. سیستم نظارت

این سیستم توسط مجموعه ای از حسگرها میزان رشد گیاه و زمان برداشت محصول را مشخص می کند همچنین زمانهای باز شدن درب اتاقک هیدروپونیک را ثبت می کند تا ابزاری برای کنترل زمانهای تردد نیروی ناظر فراهم کند. سیستم نظارت همچنین دارای دوربین اختصاصی داخل اتاقک می باشد که تصویر را در داشبورد کنترلی راه دور نمایش می دهد و نیاز به نصب و یادگیری هیچ گونه نرم افزاری ندارد. روش تصویربرداری برای شرایط مورد نیاز هیدروپونیک بهینه سازی شده است و فقط تصاویر رویدادها را ثبت می کند که این سبب می شود نیاز به دوربینهای مداربسته، صرف زمان برای بازبینی تصاویر و فضای ذخیره سازی رفع شود.

صفحه اصلی