Naukowcy z Petersburskiego Federalnego Centrum Badawczego (SPb FRC) Rosyjskiej Akademii Nauk, przy wsparciu finansowym rosyjskiego Ministerstwa Edukacji i Nauki, opracowali krajowy system cyfrowy do zarządzania pionowymi farmami uprawnymi. Wynalazek działa na rosyjskim oprogramowaniu, może być indywidualnie skonfigurowany do wydajnej i zautomatyzowanej produkcji różnego rodzaju produktów rolnych oraz sterowany zdalnie przez Internet z komputera osobistego lub smartfona.
Farma wertykalna to kompleks rolno-przemysłowy, w którym w cyklu zamkniętym, niezależnie od pory roku czy warunków klimatycznych, można uprawiać różne rośliny (np. sałatę czy pomidory). Jest to zamknięte pomieszczenie, w którym znajdują się pojemniki zawierające substancje niezbędne do uprawy roślin (gleba, hydroponika lub aeroponika). Zbiorniki w pionowej farmie umieszczone są w kilku „warstwach” pod sobą, skutecznie zajmując całą przestrzeń. Pomieszczenie utrzymuje specjalną temperaturę, wilgotność, oświetlenie i tak dalej. Dziś takie gospodarstwa często obejmują rozległe obszary i dostarczają miastom świeże i różnorodne produkty roślinne.
Jednak prowadzenie dużego gospodarstwa wymaga dużej liczby pracowników i dokładnego dostarczania roślinom składników odżywczych i światła oraz utrzymywania określonej temperatury. Dlatego do sprawnego i wydajnego działania takich kompleksów rolno-przemysłowych wymagane są systemy automatyzacji produkcji.
„Opracowaliśmy krajowy kompleks cyfrowy, który zapewnia pełną automatyzację procesów uprawy w pionowych gospodarstwach takich roślin jak truskawki, różnego rodzaju sałatki czy microgreeny. Sam rozwój obejmuje oprogramowanie z przyjaznym dla użytkownika interfejsem graficznym, moduły sprzętowe, które można łączyć w systemy do różnych celów, a także szereg usług, które mogą łączyć duże kompleksy szklarniowe w jedną strukturę informacyjną – mówi Anton Savelyev, kierownik laboratorium autonomicznych systemów robotycznych Federalnego Centrum Badawczego Rosyjskiej Akademii Nauk w Petersburgu. .
System cyfrowy składa się z trzech połączonych ze sobą poziomów. Pierwsza z nich pozwala na konfigurację (formowanie) parametrów pracy różnych jednostek gospodarskich: pomp, lamp, systemów utrzymania mikroklimatu, czujników. Konfiguracja przechodzi przez moduł lokalnego serwera, który umożliwia komunikację z różnymi czujnikami i elementami wykonawczymi, a także przechowywanie danych o ich działaniu. Jednocześnie skonfigurowane moduły pierwszego poziomu pracują w danym cyklu niezależnie od serwera lokalnego.
Drugi poziom to lokalny serwer kompleksu rolniczego, który odbiera i agreguje (łączy) dane ze wszystkich urządzeń. W ten sposób możesz monitorować wydajność systemu, przewidywać awarie modułów i identyfikować sytuacje krytyczne (utrata komunikacji z modułami, naruszenie ciśnienia w systemie nawadniającym, zmiana optymalnej temperatury itp.). Ponadto wszystkie moduły przekazują informacje na odległość do 6 km od źródła na otwartej przestrzeni. Pozwala to użytkownikowi zrezygnować z okablowania, a tym samym obniżyć koszty automatyzacji.
Jeśli obiekt ma Internet, lokalny serwer będzie mógł podłączyć go do trzeciego poziomu systemu – przechowywania w chmurze. Łączy kilka obiektów farm wertykalnych w jedną sieć, zapewniając w ten sposób operacyjność dużych kompleksów. Interfejs systemu pozwala przełączać się między różnymi kompleksami, otrzymywać informacje o działaniu i awariach na komputerze osobistym, tablecie lub smartfonie, a tym samym zdalnie sterować przedsiębiorstwem.
„System można szybko rozbudować dzięki komunikacji bezprzewodowej i modułowej konstrukcji, a przejrzysty interfejs pozwala każdemu użytkownikowi szybko dostosować się do wprowadzenia określonych parametrów uprawy dla określonych upraw. Ponadto system jest uniwersalny pod względem glebowym – współpracuje ze zwykłą glebą, hydro- i aeroponiką. Analogi naszego rozwoju powstają za granicą, np. w Holandii. Ale są kilka razy droższe i wymagają regularnej opłaty za utrzymanie. Oferujemy moduły i oprogramowanie do rozwoju krajowego zgodnie z substytucją importu dla rosyjskiej gospodarki – mówi Andrey Ronzhin, dyrektor Petersburskiego Federalnego Centrum Badawczego Rosyjskiej Akademii Nauk.
Rozwój pozwoli zautomatyzować szereg procesów w gospodarstwie (utrzymanie mikroklimatu, kontrola dopływu roztworu i cyklu świetlnego), szybko monitorować parametry systemu i gromadzić dane, czyli w niektórych przypadkach pozbyć się czynnika ludzkiego . Zwiększy to produktywność gospodarstw i poprawi jakość produktu końcowego.
Obecnie w jednym z przedsiębiorstw kompleksu rolno-przemysłowego pod St. Petersburgiem wdrażany jest cyfrowy system zarządzania farmami pionowymi.
Źródło