به نام خدا
آموزش سیستم هوشمند کنترل اقلیم گلخانه ساخت شرکت محرکه گستر آرشید – بخش اول: مقدمه
افزایش شتابان جمعیت در دهه های گذشته، تامین مواد غذایی کافی را به یک چالش مهم فراروی جوامع بشری تبدیل ساخته است. از سوی دیگر، محدودیت منابع آبی، تغییرات اقلیمی و زیست محیطی، به خصوص در کشور عزیزمان ایران، کشت و برداشت سنتی محصولات زراعی و باغی را با چالش های جدی مواجه کرده است. این محدودیت ها، فعالان بخش کشاورزی را به سوی تولید محصولات کشاورزی با بیشترین میزان برداشت ممکن و استفاده از کمترین میزان منابع آب و انرژی سوق داده است.
در سالهای اخیر، کشت محصولات کشاورزی در گلخانه های صنعتی، به عنوان یکی از راه حل های موجود برای تولید محصولات کشاورزی با بیشترین بازده ممکن، مورد توجه فعالان بخش کشاورزی قرار گرفته است. براساس آمارهای ارائه شده توسط دفتر امور گلخانه ها و گیاهان زینتی وزارت جهاد کشاورزی، کشت گلخانه ای سبزی و صیفیجات، نسبت به کشت آنها در فضای آزاد، مصرف آب را تا 90% کاهش و میزان بهره وری را تا 10برابر افزایش خواهد داد. به همین دلیل، در سند چشم انداز سال 1404، احداث حدود 50هزار هکتار گلخانه در دستور کار قرار گرفته است که منجر به صرفه جویی سه میلیارد متر مکعبی در مصرف منابع آبی بخش کشاورزی خواهد شد. تا ابتدای سال 1397، در حدود 13هزار هکتار گلخانه در کشور مشغول به فعالیت بودهاند و تا پایان سال 1397، سطح زیر گلخانه های کشور به حدود 16هزار هکتار افزایش پیدا کرده است که از این میزان در حدود 80% از گلخانه ها مدرن و نیمه مدرن هستند.
با توجه به ظرفیت بسیار بزرگ توسعه گلخانه های صنعتی در ایران و منطقه غرب آسیا، شرکت محرکه گستر آرشید از سال 1393 برآن شده است تا از توانایی های موجود در شرکت، در طراحی و تولید تجهیزات گلخانه به عنوان محصولات اصلی خود استفاده نماید. بر اسن اساس، شرکت مگاشید اقدام به طراحی و توسعه سیستم هوشمند کنترل اقلیم گلخانه کرده است. این محصول، از فناوری شرکت مگاشید در حوزه طراحی و تولید کارتهای الکترونیکی اتوماسیون صنایع و پیاده سازی پروتکلهای استاندارد صنعتی بر بستر سیستم های میکروپروسسوری بهره میبرد و در سه دسته تخصصی برای گلخانه های سیفیجات، گل های شاخه بریده و زعفران طراحی شده است. در این فایل راهنما، توضیحات مرتبط با سیستم هوشمند کنترل اقلیم گلخانه ساخت شرکت محرکه گستر آرشید ارائه خواهد شد.
کنترل گلخانه
کنترل شرایط اقلیمی داخل گلخانه (شدت تابش نور، درجه حرارت، میزان رطوبت، غلظت گازهای محبوس در گلخانه و فشار هوای محبوس درون گلخانه)، کنترل میزان و نحوه آبیاری، کنترل تغذیه و کوددهی و کنترل میزان محلولپاشی و سمپاشی در گلخانه، و تنظیم این پارامترها در محدوده مورد نیاز و مطلوب گیاه، نقش حیاتی در افزایش سلامت،کیفیت رشد و باردهی گیاهان گلخانهای دارد.
برای تنظیم پارامترهای مذکور، باید از حسگرهای مختلف دما، رطوبت، گاز، نور، وزش باد، رطوبت خاک، PH خاک، شوری خاک، NPK و … استفاده کرد. اگر عملیات تنظیم شرایط محیطی و وضعیت تغذیه گیاهان توسط نیروی انسانی انجام شود، لازم است تا کاربران گلخانه اطلاعات را مرتبا از دیتالاگرهای مربوطه قرائت نموده و تجهیزات گلخانه را بر اساس شرایط موجود، روشن یا خاموش نمایند. این کار برای نیروی انسانی بسیار پیچیده خواهد بود، زیرا باید یک مراقبت دائمی و شبانه روزی را از محیط گلخانه صورت دهند، همچنین در مواردی تغییر یک پارامتر درون گلخانه، بر پارامترهای دیگر اثرگذار است و کاربران مجبورند در آن واحد، تجهیزات متعددی را روشن یا خاموش نمایند. به طور مثال، در فصول سرد سال اگر برای تخلیه رطوبت اضافی در گلخانه از پنجره ها استفاده شود، دمای گلخانه کاهش خواهد یافت. کاربران ابتدا باید مرتبا وضعیت وزش باد را رصد کنند. در صورتی که سرعت وزش باد از حد مجاز کمتر باشد، آنها باید پنجره ها را باز کنند، در عین حال سیستم گرمایشی را نیز روشن نمایند تا دمای گلخانه افت قابل توجهی نداشته باشد. این کار باید به صورت مداوم در طول 24 ساعت انجام شود. لذا تنظیم دستی پارامترها و شرایط محیطی، مخصوصا در گلخانه های بزرگ، برای نیروی انسانی امری بسیار دشوار و پیچیده خواهد بود.
امروزه برای کنترل شرایط محیطی و تغذیه گیاهان، از سیستم های هوشمند و خودکار کنترلی استفاده می شود. این سیستم های هوشمند، وضعیت گلخانه را مرتبا از طریق حسگرها رصد نموده و با پردازش اطلاعات حسگرها، تجهیزات مختلف را به صورت همزمان کنترل می کنند. استفاده از این سیستم های هوشمند موجب می شود تا شرایط محیطی و تغذیه گیاه همواره در محدوده ایده آل آن قرار داشته باشند و رشد گیاه، باردهی و کیفیت محصولات، به حداکثر میزان خود برسد. به این ترتیب، بهره وری گلخانه و بازده اقتصادی کشت گلخانه ای، افزایش می یابد. بر اساس مطالعات نظری و میدانی صورت گرفته، یک سیستم هوشمند کنترل اقلیم گلخانه باید از ویژگی های زیر برخوردار باشد:
الف – از حسگرهای باکیفیت، دقیق، صحیح، پایدار و بادوام برای پایش شرایط محیطی استفاده نماید.
ب – توانایی کنترل و فرماندهی تمامی تجهیزات داخل گلخانه (اعم از سرمایش، گرمایش، آبیاری، پنجره ها، رطوبت ساز، سایه بان و …) را دارا باشد.
پ – بتواند در سطح گسترده و مساحت های زیاد (گلخانه های بزرگ یا شهرک های گلخانه ای) پیاده سازی و اجرا شود.
ت – قابلیت توسعه و تغییر داشته باشد، یعنی تعداد تجهیزات و حسگرها قابل تغییر باشند و این تغییرات در الگوریتم های کنترلی گلخانه اعمال شوند. به عبارتی باید قابلیت کار در گلخانه های مختلف با شرایط متفاوت را دارا باشد.
ث – یک واسط کاربری ساده و کارآمد داشته باشد تا کاربران گلخانه قادر باشند مقادیر مطلوب و حدود مجاز شرایط محیطی را برای دستگاه تنظیم نمایند.
ج – قابلیت اتصال به اینترنت را دارا باشد، تا بتواند اطلاعات را بر روی پایگاه های داده بارگذاری نموده و کاربران بتوانند از راه دور نیز کنترل و رصد وضعیت گلخانه خود را انجام دهند.
چ – نصب و راه اندازی آن ساده باشد و به راحتی در گلخانه اجرا شود.
ح – منعطف باشد و توانایی کار با سیستم های برق رسانی و تاسیسات گوناگون را دارا باشد.
خ – قابلیت ذخیره اطلاعات و فرامین کنترلی را دارا باشد.
د – قابلیت پردازش اطلاعات پرحجم و اجرای الگوریتم های کنترلی پیچیده را دارا باشد.
ذ – بتواند در صورت لزوم، هشدارهای مختلف را برای کاربران گلخانه صادر نماید.
ر – قیمت تمام شده بالایی نداشته باشد. همچنین قیمت آن بر اساس توان مالی و نیازمندی های فنی کاربران قابل تنظیم باشد.
در روند طراحی، ساخت و توسعه سیستم هوشمند کنترل اقلیم گلخانه محصول شرکت محرکه گستر آرشید، تمامی موارد ذکر شده لحاظ شده است. در قسمت های بعدی آموزش، به بیان ویژگی های این محصول پرداخته میشود.
