Система мониторинга и обслуживания умных теплиц может быть разработана для автоматизации и оптимизации процессов выращивания растений в тепличных условиях. Вот некоторые основные функции, которые такая система может предоставлять: 1. Мониторинг параметров окружающей среды: система может контролировать температуру, влажность, освещение и другие важные параметры внутри теплицы. Это позволяет поддерживать оптимальные условия для роста растений. 2. Управление системами полива и удобрения: система может автоматически контролировать и регулировать полив и подачу удобрений в теплице. Она может основываться на данных о погоде, влажности почвы и потребностях растений. 3. Мониторинг и контроль освещения: система может автоматически регулировать освещение в теплице, чтобы обеспечить оптимальные условия для роста растений. Она может использовать датчики освещенности и программное управление осветительными приборами. 4. Дистанционное управление и мониторинг: система может быть подключена к сети Интернет, что позволяет владельцу теплицы мониторить и управлять процессами из любого места с помощью мобильного устройства или компьютера. 5. Система оповещений и предупреждений: система может отправлять уведомления и предупреждения владельцу теплицы о любых проблемах или изменениях в параметрах окружающей среды. Это позволяет оперативно реагировать на возможные проблемы и предотвращать ущерб растениям. 6. Аналитика и отчетность: система может собирать данные о параметрах окружающей среды, процессах полива и удобрения, а также росте растений. Эти данные могут быть использованы для анализа эффективности процессов и оптимизации выращивания растений. Такая система мониторинга и обслуживания умных теплиц может значительно упростить и улучшить процессы выращивания растений, повысить урожайность и качество продукции, а также снизить затраты на энергию и ресурсы. В умных теплицах используются различные датчики для мониторинга и контроля условий внутри теплицы. Некоторые из наиболее распространенных датчиков включают: 1. Датчик температуры и влажности: Этот датчик измеряет температуру и влажность воздуха внутри теплицы. Он позволяет контролировать и поддерживать оптимальные условия для роста растений. Рисунок 1- Датчик влажности и температуры ДВТ-03.НЭ1 Датчик температуры и влажности - это устройство, которое используется для измерения температуры и влажности внутри теплицы. Он обычно состоит из двух основных компонентов: термодатчика (датчика температуры) и гигродатчика (датчика влажности). Рисунок 2- Датчик влажности воздуха Термодатчик измеряет температуру воздуха или поверхности и передает полученные данные в систему мониторинга. Гигродатчик измеряет влажность воздуха или почвы и также передает данные в систему. Эти датчики являются важными компонентами системы мониторинга и обслуживания умных теплиц, так как позволяют контролировать и поддерживать оптимальные условия для роста растений. На основе данных, полученных от датчиков, можно автоматически регулировать параметры, такие как температура, влажность и освещение, чтобы обеспечить оптимальные условия для растений. 2. Датчик освещенности: Датчик освещенности измеряет уровень освещения внутри теплицы. Это позволяет регулировать и поддерживать правильное количество света для растений. Рисунок 3- Датчик контроля интенсивности дневного света для управления системами досветки в теплицах. Датчик освещенности - это устройство, которое измеряет уровень освещенности в окружающей среде. Он обычно состоит из фотодиода или фоторезистора, которые реагируют на изменение интенсивности света. Датчик освещенности может быть представлен в виде небольшого модуля или сенсора, который обычно имеет два вывода для подключения к контроллеру или микроконтроллеру. Внешний вид датчика освещенности может варьироваться в зависимости от производителя, но обычно он имеет маленький размер и прозрачный или полупрозрачный корпус для лучшего приема света. 2. Датчик CO2: Датчик CO2 измеряет уровень углекислого газа в воздухе. Это важно для контроля концентрации CO2, так как растения используют его в процессе фотосинтеза. Рисунок 4- Датчик-измеритель и сигнализатор CO2 Данный прибор представляет собой сертифицированный датчикдетектор дыма и угарного газа бюджетной ценовой категории. Как правило, более дешевые датчики объединяли в крупную сеть посредством телефонного кабеля и обработку сигналов от них доверяли специальному сигнальному пульту. Но и такая система стоила немалых денег и как правило, использовалась в основном на предприятиях, где была возможность (а точнее – необходимость, в силу законов и норм противопожарной безопасности) провести такие сети и установить противопожарный пульт, за которым сидел человек и считывал данные с сигнальных датчиков. Однако, технологии развиваются, и на текущий момент возможно производство компактных и автономных сигнальных датчиков, демократичных по цене и оттого доступных обычному пользователю. Беспроводной датчик выполняет сразу несколько функций: контролирует наличие в помещение дыма и угарного газа, а также следит за температурой воздуха. Если в каком-то из отслеживаемых значений происходит превышение допустимых норм, устройство немедленно активирует мощную сирену, интегрированную в прибор и сообщает на охранный пульт необходимые данные. Датчик работает на батарейке типа «пальчиковые». Средний срок службы батареи составляет порядка 16 месяцев. Тип обнаружения задымления – фотоэлектрическая камера. Данный способ позволяет существенно продлить срок службы батареи, даже при частых проверках, с периодичностью в несколько секунд. Встроенная сирена способна создавать шумовой поток в 85 дБ на расстоянии в 3-5 метров. Данной громкости звука достаточно, чтобы разбудить человека в соседней комнате. Информацию о причине срабатывания датчика, а также о степени оставшегося заряда в батарее устройство предает через защищенный радиоканал с частотой в 868 МГц на специальный сигнальный щит. Канал двухсторонний, а это значит, что с помощью специального ПО датчик можно тестировать и настраивать под свои нужды. При размещении нескольких датчиков в смежных комнатах, они автоматически связываются друг с другом в единую сеть, что существенно повышает безопасность, поскольку срабатывание одного датчика запускает звуковую сирену на всех остальных, позволяя оповестить людей даже в отдаленных комнатах. Условия работы: от +4 до +38 градусов, влажность 25-85%. Размеры: 10 x 3,8 см. 3. Датчик влажности почвы: Датчик влажности почвы контролирует уровень влажности в почве. Это позволяет оптимизировать полив растений, поддерживая оптимальное содержание влаги. Рисунок 5- Датчик влажности почвы Лучшим инструментом для работ по выращиванию сельскохозяйственных культур является датчик влажности почвы, предназначенный для полива в теплице. В последнее время широкое распространение получили средства автоматизации для управления процессами. В теплицах такие датчики незаменимы, особенно среди людей, занимающихся огородничеством в широком масштабе. Традиционно датчик влажности почвы, предназначенный для полива в теплице, необходим в целях решения нескольких задач одновременно: Поддержание оптимальных отметок температуры воздушной массы – от 18 до 25 градусов со знаком «плюс» для воздуха и от 10 градусов для почвы, снижение температурного режима происходит с помощью открытых форточек; Организация полива, для чего как раз и используется датчик влажности почвы для полива в теплице, внедряющего ограничения, регулирующего весь процесс; Активация освещения посредством фоторезистора, в случае уменьшения света наблюдается повышение отметки сопротивления, происходит формирование управляющего сигнала на активацию приборов; Подогрев почвенного состава – в данном случае принято применять ТЭН или кабель греющего типа. Датчик влажности почвы для полива в теплице, как уже отмечалось, ограничивает процесс. Наряду с ним уместно и целесообразно применять датчик расхода жидкости, поскольку простые и недорогие устройства моментально окисляются и приходят в негодность. Для малых хозяйств используются устройства, сделанные в самостоятельном порядке. В качестве базы для них выступает таймер NE555. Конечно же, такая схема не является современной, зато она представляет собой довольно надежное электронное устройство. Оно имеет внушительную сферу применения. Электроды, как правило, изготавливаются из графита, окисление в нем отсутствует. Есть выход для трех микросхем, он подключен к светодиоду, сигнализирующему о том, что влажность выходит за пределы. Этот выход может быть активирован в отношении системы управления. На основании соответствующего сигнала происходит отключение или включение системы полива. Немаловажную роль играет владение информацией о необходимом расходе воды в день. Зависит рассматриваемый параметр от площади, характерной для теплицы, и потребности растений, выращиваемых в воде. Конечно же, роль играет плотность посадки. В рассматриваемых ситуациях уместно и целесообразно применять системы полива, работающие по времени. Что касается датчиков влажности почвы для полива в теплице, они представляют собой аварийные сигнализаторы перелива. 4. Датчик pH почвы: Датчик pH почвы измеряет уровень кислотности или щелочности почвы. Это важно для поддержания правильного pH- баланса, который влияет на доступность питательных веществ для растений. Рисунок 6- Датчик pH почвы Нужно отметить, что рН-метры бывают разных типов по классу точности и сфере применения. В связи с этим их можно разделить на 2 большие группы. Бытовые (карманные). Компактные, портативные устройства, которые снабжены интуитивно понятным интерфейсом, а их работа автоматизирована и не требует специальных навыков. Такие модели доступны по цене, а погрешность измерений составляет 0,1 рН. Профессиональные (дополнительно подразделяются на лабораторные и промышленные). Эти приборы могут быть как портативными (переносными), так и стационарными. Все они проходят строгий контроль на соответствие стандартам, погрешность шкалы – 0,01 рН. Стоят дороже, требуют специальных навыков Рисунок 7- Датчик ETP111 – pH-метр с внешним электродом. Довольно компактный прибор со сменным электродом, адаптированный для работы с почвой. Показывает уровень кислотности в диапазоне 2.5-9.0 pH при температуре от 5 до 50 градусов выше нуля. Это лишь некоторые из возможных датчиков, которые могут быть использованы в умных теплицах. Выбор конкретных датчиков зависит от потребностей и целей конкретного проекта. Связь умной теплицы с человеком может быть реализована через различные способы и технологии. Ниже приведены некоторые из них: 1. Мобильные приложения: Умная теплица может быть связана с мобильным приложением, которое позволяет пользователю контролировать и управлять параметрами теплицы, получать уведомления о состоянии и изменениях, а также просматривать данные с датчиков. 2. Веб-интерфейс: Также можно использовать веб-интерфейс, доступный через браузер, для мониторинга и управления умной теплицей. Пользователь сможет получать информацию о температуре, влажности, освещении и других параметрах, а также настраивать параметры работы теплицы. 3. Уведомления по электронной почте или SMS: Умная теплица может отправлять уведомления о важных событиях или изменениях в состоянии через электронную почту или SMS. Например, пользователь может получать предупреждение о низком уровне влажности или слишком высокой температуре. 4. Интеграция с голосовыми помощниками: Умная теплица может быть интегрирована с голосовыми помощниками, такими как Amazon Alexa или Google Assistant. Это позволяет пользователю управлять теплицей с помощью голосовых команд и получать информацию о ее состоянии. 5. Удаленный доступ: Пользователь может получать доступ к умной теплице из любой точки мира через интернет. Это позволяет контролировать и управлять теплицей даже находясь вдали от нее. Все эти методы связи позволяют пользователю эффективно мониторить и управлять умной теплицей, а также получать актуальные данные о ее состоянии.
