بنام خدا
گلخانه های هوشمند
درودی دیگر به شما مخاطبان محترم :
تاکنون از هوشمند سازی گلخانه ها چیزی شنیدین؟
میدونین چه فایده ایی داره ؟ با این گلخانه ها چقدر می تونیم به تولید محصولات بیشتر، کمک کنیم ؟
نقش انسان توی این گلخونه ها چطوره؟
امروز قصد داریم تا یک سری اطلاعات بابت گلخانه های هوشمند در اختیارتون بزاریم تا هم بیشتر با روند آشنا بشید و هم بدونید چجوری میتونیم این اقدامات رو توی گلخونه ها انجام بدیم؟
تعریف و اهمیت گلخانه :
باتوجه به اینکه با وجود گلخانه می توان خیلی از محصولات از جمله میوه ها، صیفی جات و… را تولید کرد و دیگر نیاز به وجود فصل خاص شرایط آب وهوایی خاص و… هم نیست ایجاد گلخانه بسیار رواج پیدا کرد که همانطور که میدانید گلخانه فضایی چند صد متری است که سقف و دیوار های آن با پلاستیک محفوظ شده .
در گلخانه با به وجود آوردن شرایط خاص(مانند : دمای هوا، میزان رطوبت خاک و هوای موجود، غلظت co2 موجود در فضا و….) مورد نیاز هر گیاه میتوانند به راحتی عمل پرورش آن گیاه را انجام دهند که به ما کمک میکند که ما برای پرورش هرنوع گیاه با هر نوع آب و هوایی آماده باشیم و بتوانیم در طول چهار فصل به پرورش و تولید خود ادامه دهیم با وجود گلخانه ها خیلی از محصولات که درگذشته فقط در یک فصل خاص موجود بودند الان در چهار فصل با بهترین کیفیت موجود هستند، زیرا در گلخانه و در مراحل پرورش توجه بسیار ویژه و دقیق تری به گیاهان میشود.
همانگونه که با پیشرفت زمان گلخانه ها به وجود آمدند و خیلی از محصولات در چهار فصل با بهترین کیفیت تولید شدند گلخانه های معمولی نیز در حال پیشرفت و حرکت به سمت گلخانه های هوشمند هستند، گلخانه هایی که شرایط مورد نیاز را خیلی دقیق تر و بهتر و در زمان معین به صورت اتوماتیک فراهم میکنند و دارای سنسورهایی هستند که می توانند تمامی پارامترها را بسنجند از جمله: رطوبت هوا و خاک، دمای هوا، میزان Co2 موجود در محیط، میزان نور، تهویه هوا و ….
گلخانه هوشمند چیه ؟
گلخانه های خودکار و هوشمند جدیدترین نوع گلخانه های موجود هستند کهبا استفاده از سنسورها، محرک ها و سیستم های کنترلی و نظارتی، این امکان را فراهم می کنندتا نشاکار حتی کیلومترها دورتر از گلخانه تنها با لمس یک دکمه در گوشی هوشمند خود، شرایط و عناصر گلخانه را کنترل کند. گلخانه های هوشمند انواع مختلفی از سیستم های نیمه خودکار و کاملا خودکار را دارند. مسلما سیستم های کاملا خودکار گلخانه کارهای بیشتری را به دوش می گیرند و نیاز کمتری به حضور فرد در آنجا است.
تجهیزات گلخانه هوشمند :
-سنسور ها
یک گلخانه هوشمند برای اینکه بتواند خیلی دقیق و مطابق با خواسته کاربر عمل کند باید هوشی نزدیک به هوش انسان داشته باشد که شاید این انتظار خیلی زیادی باشد اما ما می توانیم با به کار گیری سنسورهای بسیار دقیق و یک پردازنده قوی یک هوشیاری نسبتا بالایی برای سیستم خود ایجاد کنیم که به میزان قابل توجهی به ما کمک کند. همچنین در هنگامی که کاربر در محل حضور ندارد به صورت کاملا اتوماتیک و بدونه اشتباه به وظیفه خود عمل کند. پس اولین و یکی از مهم ترین تجهیزات سنسورها میباشند.
سنسورهایی از قبیل : سنسور تشخیص دما، سنسور میزان رطوبت، سنسور میزان نور، سنسور تشخیص غلظت CO2 موجود، و…. .ما با به کارگیری این نمونه سنسورها به صورت هم زمان می توانیم یک محیط با بهترین شرایط جهت پرورش محصول مورد نظر را داشته باشیم .
-پردازنده
بعداز سنسورها به قسمت پردازنده یکی از مهم ترین و اصلی ترین قسمت ها میرسیم پردازنده مغز سیستم میباشد فرمان های اصلی قطع و وصل را صادر میکند که این فرمان ها یا از طرف کاربر به آن ارسال شده است و یا با توجه به عکس العمل سنسور نسبت به شرایط محیط این فرمان را ارسال میکند (فرمان پردازنده به سنسور به این شکل است که عکس العمل سنسور نسبت به شرایط محیط به پردازنده ارسال میشود پردازنده آن را با مقدار معینی که توسط کاربر تعریف شده مقایسه می کند و فرمان قطع و یا وصل را به سنسور و یا تجهیزات دیگر ارسال میکند ) همچنین کاربر باتوجه به اطلاعات دریافتی از پردازنده می تواند در هر لحظه از زمان از مقادیر تمامی پارامترها مطلع شود و سیستم را کنترل کند.
درگلخانه های هوشمند تجهیزات آبیاری نیز همه بصورت هوشمند هستند آپاش ها، پمپ های آب، سم پاشها و…
دراکثر گلخانه ها تجهیزاتی چون دوربین های مداربسته و دوربین های 360 درجه جهت کنترل فعالیت ها و مشاهده محیط از راه دور، وجود دارند .
نقش و عملکرد گلخانه ها :
گلخانه ها قدرت طبیعت را مهار کرده و فضای مطلوبی را برای گیاهان به وجود می آورند. آن ها گرمای نور خورشید را حتی در سردترین فصول سال جذب می کنند، در خود نگه می دارند و به دام می اندازند. گلخانه ها همچنین از گیاهان در برابر باد، برف و یخ زدن محافظت می کنند. تکنولوژی در طول زمان تکامل پیدا می کند و راهی را می یابد که انسان از طریق آن به محیط خود کنترل داشته باشد.
انواع سطوح کنترل، در گلخانه ها :
سطح دستی:
در این سطح شما می بایست در محل حضور داشته باشید و کنترل وضعیت خاموش و روشن بودن تجهیزات را خود بر عهده بگیرید. این نوع از کنترل ابتدایی ترین حالت گلخانه داریست و مورد پسند گلخانه داران بزرگ نمی باشد.
سطح تقویمی:
در این سطح از سیستم کنترلی شما در واقع یک تقویم را برای عملگر خود مانند فن تنظیم می کنید که در روز خاص و ساعت مورد نظر خاموش یا روشن شود.
سطح نیمه خودکار :
در این سطح سیستم ها تا حد قابل قبولی وضعیت گلخانه هوشمند شما را کنترل می کنند اما برای اطمینان از عملکرد و در گاهی اوقات می بایست برای نظارت و اصلاح امور در گلخانه حضور یابید.
سطح خودکار:
در این سطح از عملکرد شما کنترل و نظارت بر عملکرد تمامی بخش های گلخانه هوشمند خود را به سیستم می سپارید و تنها کاری که می توانید انجام دهید این است که از طریق تلفن همراه و یا کامپیوتر به سیستم متصل شوید و وضعیت سیستم را از راه دور چک نمایید.
هوشمند کردن گلخانه چگونه انجام می گیرد؟
تمامی موارد از جمله رطوبت، دما، تهویه و میزان CO۲ در گلخانه هوشمند تحت کنترل کامل شما هستند. میزان خودکار بودن کارها در گلخانه هوشمند بستگی به شما دارد و از کنترل دستی تا تعیین سناریو و سیستم های کاملا خودکار گسترده است.
چه چیزهایی در هوشمند کردن گلخانه قابل کنترل هستند؟
دما
با نصب یک ترموستات هوشمند در گلخانه می توان دمای مطلوب گیاهان پرورشی را در فضای گلخانه هوشمند حکم فرما کرد. دمای مجاز را به این ترموستات اعلام نمایید تا چنانچه دما کمتر یا فراتر از آن شد، ترموستات به سرعت شرایط را به کمک هوش مصنوعی تشخیص داده و به طور خودکار دما را به حد مطلوب می رساند.
رطوبت
سنسور رطوبت می تواند میزان رطوبت موجود در هوای گلخانه هوشمند را در اپلیکیشن مربوطه در گوشی تان به شما نشان دهد. به علاوه، اگر میزان رطوبت هوا از حد ضروری کمتر یا بیشتر شود، سنسور با پخش زنگ هشدار شما را مطلع می کند تا آسیبی به گیاهان موجود وارد نشود.
کوددهی و آبیاری خاک
سیستم آبیاری هوشمند را می توان پرکاربردترین و جالب ترین گجت در گلخانه هوشمند دانست. این سیستم قابلیت آن را دارد تا میزان رطوبت خاک را سنجیده و در صورت لزوم و به اندازه ی مورد نیاز، خاک را آبیاری کند. سیستم آبیاری هوشمند وظیفه ی کوددهی هوشمند خاک را در کنار آبیاری به دوش می کشد و هر دو را بی نقص و بدون نیاز به دخالت دست انجام می دهد.
گلخانه هوشمند چه مزیت هایی نسبت به گلخانه های معمولی دارد؟
کنترل از راه دور :
در گلخانه های معمولی، شخص پرورش دهنده باید زمان زیادی از شبانه روز را در گلخانه حضورداشته باشد تا کارها به صورت دستی انجام شوند. اما با هوشمند سازی گلخانه دیگر نیازی به حضور فیزیکی نیست زیرا گجت های هوشمند به نیابت از شما در گلخانه حضور دارند و منتظر دستور شما از گوشی هوشمندتان هستند تا کارها را انجام دهند.
امکان زمانبندی و برنامه ریزی :
قابلیت زمانبندی تجهیزات گلخانه هوشمند مزیتی فراتر از کنترل از راه دور است. با این قابلیت، فراموشی خاموش یا روشن کردن تجهیزات اهمیتی ندارد. تمامی تجهیزات و سیستم های هوشمند به صورت خودکار و طبق برنامه ی تعیین شده توسط شما تمامی کارها را پیش می برند.
شرایط نصب و ایجاد گلخانه ها :
انتخاب محل نصب
ابتدا باید تصمیم بگیرید که گلخانه "هوشمند" در کجا نصب خواهد شد.
نکته مهم دیگر - گلخانه باید از دردهای باد شدید محافظت شود. این امر به ویژه در صورتی که خود طراحی بسیار بادوام نباشد ، صادق است. بنابراین بهتر است گلخانه را در مکانی محافظت شده از باد قرار دهید. علاوه بر این ، می توانید حصار بگذارید.
در عین حال ، از طریق پنجره های گلخانه ، پرتوهای خورشید باید در آن قرار گیرند تا گیاهان به طور عادی رشد کنند. در غیر این صورت ، آنها به نورپردازی اضافی احتیاج دارند که برای پشتیبانی از آن ، هزینه زیادی صرف می شود.
اینترنت اشیا چه نقشی در هوشمند کردن گلخانه ایفا می کند؟
تمامی تجهیزات هوشمند نام برده شده در بالا قابلیت اتصال به اینترنت بی سیم را دارند. اما آن ها می توانند از طریق اینترنت اشیا به یکدیگر متصل شده، اطلاعات محیط را جمع آوری و به یکدیگر انتقال دهند. اینترنت اشیا باعث می شود که وسایل هوشمند در هماهنگی با یکدیگر کار کنند. مثلا تصور کنید که دمای داخل گلخانه از حد مجاز بالا رفته است.
در این شرایط، ترموستات هوشمند وضعیت نامطلوب دما را تشخیص داده و سیستم تهویه را روشن می کند، سیستم سایه هوشمند از تابش بیش از اندازه ی آفتاب به داخل گلخانه جلوگیری می نماید و سیستم آبیاری هوشمند با توجه به میزان تبخیر انجام شده در این دما، یا شروع به آبیاری می کند یا آن را متوقف می سازد. تمامی این کارها در آنِ واحد انجام می شوند تا جو گلخانه هرچه سریع تر به شرایط عادی بازگردد و کمترین آسیبی به گیاهان وارد نشود.
در گلخانه های معمولی امکان بروز خطای انسانی وجود دارد اما در گلخانه های هوشمند اکثر کارها به دست سنسورها و سیستم های ماشینی انجام شده و میزان خطا بسیار نزدیک به صفر است. با هوشمند سازی گلخانه ها، بیشتر کارها به صورت اتوماتیک انجام می شوند و کمتر به حضور و دخالت شما نیاز است. از همین رو، می توانید گلخانه خود را توسعه و یا تعداد گلخانه ها در نقاط مختلف را افزایش دهید.
عملکرد گلخانه هوشمند :
کاربران به دو روش می توانند یک گلخانه هوشمند را کنترل کنند، البته در هردو روش عملکرد گلخانه به یک شکل و حالت است اما برای کاربران تفاوت بسیار زیادی دارد.
روش اول به صورت حضوری (حضور کاربر در محل):
در این روش کاربر میتواند بدونه نیاز به نیروی زیاد انسانی و در مدت زمان کوتاه به تنهایی یک گلخانه چند صد متری را اداره کند و از پس تمام کارها اعم از : آبیاری،کوددهی،سمپاشی،پاشش بذر و… برآید و صرفا روی کیفیت و نحوه ی عملکرد نظارت داشته باشد، مثلا : مقدار سمی که پاشش میشود را مشاهده کند که اگر نیاز بود در یک قسمت کمتر و یا بیشتر پاشش انجام گیرد.
روش دوم روش غیر حضوری :
دراین روش کاربر میتواند بدون حضور در محل تمامی اعمالی را که ذکر کردیم انجام دهد و توسط دوربین های مداربسته و 360 درجه کلیه فعالیت های گلخانه را مشاهده کند و دیگر لازم نیست مسافت خیلی زیادی را طی کند تا به محل گلخانه برسد و یا نیاز به نیروی انسانی زیادی داشته باشد.
نکته : در گلخانه های هوشمند می توان برای شارژ کردن سم پاش ها و یا آبیاری یک مخزن بزرگ برای سم ها، یک استخر آب جهت آبیاری تعبیه کرد و از راه دور با فرمان دادن به پمپ های اتوماتیک سم پاش ها را شارژ کرد و سپس آبیاری را انجام داد.( به شکل قطره ای ویا پاششی)
معایب :
هزینه هوشمند سازی گلخانه شاید در ابتدا کمی زیاد باشد اما محصولات باکیفیت و عدم بروز خسارت باعث می شود که چند برابر آن مبلغ به شما بازگردد.
نتیجه گیری :
اجرای گلخانه به صورت هوشمند علاوه بر اینکه ازهدر رفتن انرژی جلو گیری می کند ، باعث کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری و افزایش تولید محصول نیز می گردد . و توصیه میشود برای افزایش عملکرد این نوع گلخانه ایجاد شود.
منابع :
https://www.ovio.ir/
https://fa.remmyscatering.com/
https://modernfarm.ir/
https://homake.ir/
https://hyka.ir/
گلخانه هوشمند/ حسام جمالی گلدیانی -میثم وکیلی راد /1393 /نخستین همایش ملی سیستم های هوشمند مدیریت ساختمان با رویکرد بهینه سازی مصرف انرژی
