Vědci z Petrohradského federálního výzkumného centra (SPb FRC) Ruské akademie věd s finanční podporou ruského ministerstva školství a vědy vyvinuli domácí digitální systém pro řízení vertikálních farem, které pěstují zeleň. Vynález běží na ruském softwaru, lze jej individuálně konfigurovat pro efektivní a automatizovanou výrobu různých druhů zemědělských produktů a ovládat vzdáleně přes internet z osobního počítače nebo chytrého telefonu.
Vertikální farma je zemědělsko-průmyslový komplex, kde lze v uzavřeném cyklu bez ohledu na roční období nebo klimatické podmínky pěstovat různé plodiny (například salát nebo rajčata). Jedná se o uzavřenou místnost s nádobami obsahujícími látky potřebné pro pěstování plodin (půda, hydroponie nebo aeroponie). Nádrže ve vertikální farmě jsou umístěny v několika „vrstvách“ pod sebou a efektivně zabírají celý prostor. Místnost udržuje zvláštní teplotu, vlhkost, osvětlení a tak dále. Dnes takové farmy často pokrývají rozsáhlé oblasti a poskytují městům čerstvé a rozmanité rostlinné produkty.
Provoz velké farmy však vyžaduje velký počet zaměstnanců a přesné zásobování rostlin živinami a světlem a udržování určité teploty. Proto jsou pro hladký a efektivní provoz takových zemědělsko-průmyslových komplexů vyžadovány systémy automatizace výroby.
„Vyvinuli jsme domácí digitální komplex, který poskytuje plnou automatizaci pěstebních procesů na vertikálních farmách rostlin, jako jsou jahody, různé druhy salátů a microgreens. Samotný vývoj zahrnuje software s uživatelsky přívětivým grafickým rozhraním, hardwarové moduly, které lze formovat do systémů pro různé účely, a také řadu služeb, které dokážou propojit rozsáhlé skleníkové komplexy do jedné informační struktury,“ říká Anton Savelyev, vedoucí laboratoře autonomních robotických systémů Petrohradského federálního výzkumného centra Ruské akademie věd. .
Digitální systém se skládá ze tří vzájemně propojených úrovní. První umožňuje konfigurovat (formovat) provozní parametry různých zemědělských jednotek: čerpadla, lampy, systémy údržby mikroklimatu, senzory. Konfigurace prochází přes lokální serverový modul, který umožňuje komunikovat s různými senzory a akčními členy a také ukládat data o jejich fungování. Nakonfigurované moduly první úrovně přitom pracují v daném cyklu nezávisle na lokálním serveru.
Druhou úrovní je lokální server zemědělského komplexu, který přijímá a agreguje (kombinuje) data ze všech zařízení. Tímto způsobem můžete sledovat výkon systému, předvídat poruchy modulů a identifikovat kritické situace (ztráta komunikace s moduly, narušení tlaku v závlahovém systému, změna optimální teploty atd.). Všechny moduly navíc přenášejí informace na vzdálenost až 6 km od zdroje v otevřeném prostoru. To umožňuje uživateli vzdát se drátů, a tím snížit náklady na automatizaci.
Pokud má objekt internet, bude jej lokální server moci připojit ke třetí úrovni systému – cloudovému úložišti. Propojuje více objektů vertikálních farem do jedné sítě a zajišťuje tak provozuschopnost velkých komplexů. A systémové rozhraní vám umožňuje přepínat mezi různými komplexy, přijímat informace o provozu a poruchách na osobním počítači, tabletu nebo smartphonu, a tím vzdáleně ovládat podnik.
„Systém lze rychle rozšířit díky bezdrátové komunikaci a modulárnímu designu a přehledné rozhraní umožňuje každému uživateli rychle se přizpůsobit zadání specifických pěstebních parametrů pro určité plodiny. Systém je navíc půdně univerzální – pracuje s běžnou půdou, hydro- i aeroponií. Analogy našeho vývoje vznikají v zahraničí, například v Holandsku. Jsou však několikanásobně dražší a vyžadují pravidelný poplatek za údržbu. Nabízíme moduly a software domácího vývoje v souladu s dovozní náhradou pro ruskou ekonomiku,“ říká Andrey Ronzhin, ředitel Petrohradského federálního výzkumného centra Ruské akademie věd.
Vývoj pomůže automatizovat řadu procesů na farmě (udržování mikroklimatu, řízení dodávky roztoku a světelného cyklu), rychle monitorovat systémové parametry a akumulovat data, tedy v některých případech zbavit se lidského faktoru. . To zvýší produktivitu farem a zlepší kvalitu konečného produktu.
Nyní se v jednom z podniků agroprůmyslového komplexu u Petrohradu zavádí digitální systém pro řízení vertikálních farem.
Zdroj