Автоматизированные системы управления технологическими процессами все глубже проникают во все сферы народного хозяйства. Не обошли стороной и сельское хозяйство, в том числе агропромышленные комплексы. Правильно выбранная технология поддержания микроклимата в теплице одна из важнейших составляющих, позволяющих повысить урожайность.
Вопрос о разработке автоматизированных теплиц достаточно популярен как в России, так и в мире. На рынке большое количество предложений данного товара. Но цена таких устройств достаточно велика и в большинстве случаев система управления данных устройств не дает пользователю необходимой гибкости, что не позволяет использовать устройство для выращивания разнообразных культур. Современная автоматизированная система управления микроклиматом должна поддерживать не только заданный режим, но и максимально эффективно использовать возможности исполнительных систем.[1]
Микроклимат, который создается в теплице, не зависит от каких бы то ни было климатических изменений вовне, а значит, может быть как применен в быту, так и расширен до промышленных масштабов. Автоматизированный контроль и управление климатом теплицы должен осуществляться блоком управления без постоянного присутствия эксплуатационного персонала в зоне размещения технологического оборудования.
Система автоматизированной теплицы представляет собой набор датчиков различного назначения и исполнительных механизмов. Данные с датчиков обрабатываются микроконтроллером, если температура и влажность воздуха превышает допустимую норму, то сигнал отправляется на сервоприводы, которые в свою очередь открывают форточки для проветривания теплицы. При недостаточной влажности почвы включается система автоматического полива. Полив ведется с резервуара, находящегося 3
внутри теплицы (для повышения температуры воды). Также установлен датчик освещенности, при недостаточной освещенности внутри теплицы включаются специальные лампы для растений.
Техническая революция интернета вещей (IoT) позволяет реализовать мониторинг состояния теплицы через WEB-сайт.р] В дальнейшем возможно подключение видео наблюдения, для наблюдения в режиме online за работой автоматизированной теплицы, а также подключение системы охранной сигнализации.
По результатам работы:
1) Разработан основной блок управления автоматизированной теплицы, который реализует:
• Систему автоматического полива;
• Систему автоматического проветривания;
• Систему автоматического включения света;
• Отправку данных на сервер.
2) Разработан WEB-сайт, способный принимать, обрабатывать, хранить данные с автоматизированной теплицы, также в нем реализована авторизация, регистрация, построение графиков, отображения таблиц и т.д.
3) Спроектирована печатная плата.
4) Спроектирован и собран макет теплицы.
В перспективе планируется добавить функционал на сайт в виде управления нагрузками в автоматизированной теплице, а также разработать приложения для мобильного телефона на операционные системы Android.
1. Shamshiri R.R. et al. Model-based evaluation of greenhouse microclimate using loT-Sensor data fusion for energy ef fi cient crop production // J. Clean. Prod. Elsevier Ltd, 2020. Vol. 263. P. 121303.
2. Mahbub M., Hossain M.M., Gazi M.S.A. IoT-Cognizant cloud-assisted energy efficient embedded system for indoor intelligent lighting, air quality monitoring, and ventilation // Internet of Things. Elsevier B.V., 2020. Vol. 11. P. 100266.
3. Django Rest Framework URL: https://www.django-rest-framework.org/(дата обращения: 27.11.2020).
4. Bootstrap URL: https://getbootstrap.com/(дата обращения: 27.11.2020).
5. Ставский, Е. М. обзор фреймворка BOOTSTRAP 4 и надстройки Material Design for bootstrap 4 / Е. М. Ставский, А. Б. Сухов // world science: problems and innovations сборник статей XXI международной научно-практической конференции. — 2019. — c. 238-241.
6. Акинин, Ю. Р. быстрое создание REST API сервиса на основе облачных технологий azure / Ю. Р. Акинин, А. В. Барабанов, Н. И. Гребенникова // вестник воронежского государственного технического университета. — 2012. — т. 8, № 12-1. — c. 66-68.
7. A. Afanasev. Automated system for climate control of greenhouses // J. Chem. Inf. Model. 2013. Vol. 53, № 9. P. 1689-1699.