Các nhà khoa học từ Trung tâm Nghiên cứu Liên bang St.Petersburg (SPb FRC) thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Nga, với sự hỗ trợ tài chính của Bộ Giáo dục và Khoa học Nga, đã phát triển một hệ thống kỹ thuật số trong nước để quản lý các trang trại thẳng đứng trồng rau xanh. Sáng chế chạy trên phần mềm của Nga, nó có thể được cấu hình riêng để sản xuất hiệu quả và tự động nhiều loại nông sản khác nhau và được điều khiển từ xa qua Internet từ máy tính cá nhân hoặc điện thoại thông minh.
Trang trại thẳng đứng là một khu phức hợp nông-công nghiệp, trong đó, trong một chu trình khép kín, bất kể mùa hoặc điều kiện khí hậu, có thể trồng nhiều loại cây khác nhau (ví dụ, rau diếp hoặc cà chua). Nó là một phòng kín với các thùng chứa các chất cần thiết cho việc phát triển cây trồng (đất, thủy canh hoặc khí canh). Xe tăng trong một trang trại thẳng đứng được đặt thành nhiều “lớp” dưới nhau, chiếm toàn bộ không gian một cách hiệu quả. Căn phòng duy trì nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng đặc biệt, v.v. Ngày nay, những trang trại như vậy thường bao phủ những khu vực rộng lớn và cung cấp cho các thành phố những sản phẩm thực vật tươi ngon và đa dạng.
Tuy nhiên, hoạt động của một trang trại lớn đòi hỏi một số lượng lớn nhân viên và việc cung cấp chính xác chất dinh dưỡng và ánh sáng cho cây trồng và duy trì một nhiệt độ nhất định. Vì vậy, để các tổ hợp công nông nghiệp hoạt động trơn tru và hiệu quả, cần phải có các hệ thống tự động hóa sản xuất.
“Chúng tôi đã phát triển một khu phức hợp kỹ thuật số trong nước cung cấp tự động hóa hoàn toàn các quy trình trồng trọt trong các trang trại trồng cây thẳng đứng như dâu tây, các loại salad và microgreen. Bản thân sự phát triển bao gồm phần mềm có giao diện đồ họa thân thiện với người dùng, các mô-đun phần cứng có thể được tạo thành các hệ thống cho các mục đích khác nhau, cũng như một số dịch vụ có thể liên kết các khu phức hợp nhà kính lớn thành một cấu trúc thông tin duy nhất, ”Anton Savelyev, người đứng đầu. của phòng thí nghiệm các hệ thống robot tự hành của Trung tâm Nghiên cứu Liên bang St.Petersburg thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Nga. .
Hệ thống kỹ thuật số bao gồm ba cấp độ được kết nối với nhau. Cái đầu tiên cho phép bạn định cấu hình (biểu mẫu) các thông số hoạt động của các thiết bị nông trại khác nhau: máy bơm, đèn, hệ thống bảo trì vi khí hậu, cảm biến. Cấu hình đi qua một mô-đun máy chủ cục bộ, cho phép bạn giao tiếp với các cảm biến và thiết bị truyền động khác nhau, cũng như lưu trữ dữ liệu về hoạt động của chúng. Đồng thời, các mô-đun được cấu hình của mức đầu tiên hoạt động độc lập với máy chủ cục bộ trong một chu kỳ nhất định.
Cấp thứ hai là một máy chủ cục bộ của khu liên hợp nông nghiệp, máy chủ này nhận và tổng hợp (kết hợp) dữ liệu từ tất cả các thiết bị. Bằng cách này, bạn có thể theo dõi hiệu suất của hệ thống, dự đoán các lỗi mô-đun và xác định các tình huống quan trọng (mất liên lạc với các mô-đun, vi phạm áp suất trong hệ thống tưới, thay đổi nhiệt độ tối ưu, v.v.). Ngoài ra, tất cả các mô-đun truyền thông tin ở khoảng cách lên đến 6 km từ nguồn trong một khu vực mở. Điều này cho phép người dùng bỏ qua dây dẫn, do đó giảm chi phí tự động hóa.
Nếu đối tượng có Internet, máy chủ cục bộ sẽ có thể kết nối nó với cấp độ thứ ba của hệ thống - lưu trữ đám mây. Nó kết nối một số đối tượng của các trang trại thẳng đứng thành một mạng duy nhất, do đó đảm bảo khả năng hoạt động của các tổ hợp lớn. Và giao diện hệ thống cho phép bạn chuyển đổi giữa các khu phức hợp khác nhau, nhận thông tin về hoạt động và sự cố trên máy tính cá nhân, máy tính bảng hoặc điện thoại thông minh, từ đó điều khiển doanh nghiệp từ xa.
“Hệ thống có thể nhanh chóng được mở rộng nhờ giao tiếp không dây và thiết kế mô-đun, và giao diện rõ ràng cho phép bất kỳ người dùng nào nhanh chóng thích ứng để nhập các thông số trồng trọt cụ thể cho một số loại cây trồng nhất định. Hơn nữa, hệ thống này phổ biến về đất - nó hoạt động với đất thông thường, thủy canh và khí canh. Tương tự về sự phát triển của chúng tôi được thực hiện ở nước ngoài, chẳng hạn như ở Hà Lan. Nhưng chúng đắt hơn vài lần và yêu cầu phí bảo trì thường xuyên. Andrey Ronzhin, Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Liên bang St.Petersburg thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Nga, cho biết chúng tôi cung cấp các mô-đun và phần mềm phát triển trong nước nhằm thay thế nhập khẩu cho nền kinh tế Nga.
Việc phát triển sẽ giúp tự động hóa một số quy trình trong trang trại (duy trì vi khí hậu, kiểm soát nguồn cung cấp giải pháp và chu kỳ ánh sáng), nhanh chóng theo dõi các thông số hệ thống và tích lũy dữ liệu, nghĩa là trong một số trường hợp, loại bỏ yếu tố con người. . Điều này sẽ làm tăng năng suất của các trang trại và cải thiện chất lượng của sản phẩm cuối cùng.
Giờ đây, một hệ thống kỹ thuật số để quản lý các trang trại thẳng đứng đang được triển khai tại một trong những doanh nghiệp của khu liên hợp công nông nghiệp gần St.Petersburg.
nguồn