Вчені Санкт-Петербурзького федерального наукового центру (СПб ФНЦ) РАН за фінансової підтримки Міністерства освіти і науки Росії розробили вітчизняну цифрову систему управління вертикальними господарствами, які вирощують зелень. Винахід працює на російському програмному забезпеченні, його можна індивідуально налаштувати для ефективного та автоматизованого виробництва різних видів сільськогосподарської продукції та керувати дистанційно через Інтернет з персонального комп’ютера або смартфона.
Вертикальне господарство — це агропромисловий комплекс, де в замкнутому циклі, незалежно від пори року чи кліматичних умов, можна вирощувати різні культури (наприклад, салат або томати). Це закрите приміщення з ємностями, що містять речовини, необхідні для вирощування сільськогосподарських культур (грунт, гідропоніка або аеропоніка). Резервуари у вертикальній фермі розміщені в кілька «шарів» один під одним, ефектно займаючи весь простір. У приміщенні підтримується особлива температура, вологість, освітлення тощо. Сьогодні такі господарства часто охоплюють величезні території та забезпечують міста свіжою та різноманітною рослинною продукцією.
Однак робота великої ферми вимагає великої кількості працівників і точного постачання рослин поживними речовинами і світлом і підтримання певної температури. Тому для безперебійної та ефективної роботи таких агропромислових комплексів необхідні системи автоматизації виробництва.
«Ми розробили вітчизняний цифровий комплекс, який забезпечує повну автоматизацію процесів вирощування у вертикальних фермах таких рослин, як полуниця, різні види салатів та мікрозелені. Сама розробка включає програмне забезпечення зі зручним графічним інтерфейсом, апаратні модулі, які можна формувати в системи різного призначення, а також ряд сервісів, які можуть об’єднати великі тепличні комплекси в єдину інформаційну структуру», – розповідає Антон Савельєв, зав. лабораторії автономних робототехнічних систем Санкт-Петербурзького федерального наукового центру РАН. .
Цифрова система складається з трьох взаємопов'язаних рівнів. Перший дозволяє налаштувати (формувати) параметри роботи різних агрегатів ферми: насосів, ламп, систем підтримки мікроклімату, датчиків. Конфігурація проходить через локальний серверний модуль, що дозволяє спілкуватися з різними датчиками та виконавчими механізмами, а також зберігати дані про їх функціонування. При цьому налаштовані модулі першого рівня працюють незалежно від локального сервера в заданому циклі.
Другий рівень — локальний сервер агрокомплексу, який приймає та агрегує (об’єднує) дані з усіх пристроїв. Таким чином можна контролювати працездатність системи, прогнозувати поломки модулів та виявляти критичні ситуації (втрата зв’язку з модулями, порушення тиску в системі поливу, зміна оптимальної температури тощо). Крім того, всі модулі передають інформацію на відстань до 6 км від джерела на відкритій місцевості. Це дозволяє користувачеві відмовитися від проводів, тим самим зменшуючи витрати на автоматизацію.
Якщо об’єкт має Інтернет, локальний сервер зможе підключити його до третього рівня системи – хмарного сховища. Він об’єднує кілька об’єктів вертикальних ферм в єдину мережу, забезпечуючи тим самим працездатність великих комплексів. А інтерфейс системи дозволяє перемикатися між різними комплексами, отримувати інформацію про роботу та несправності на персональному комп’ютері, планшеті чи смартфоні і тим самим дистанційно керувати підприємством.
«Систему можна швидко розширити завдяки бездротовому зв’язку та модульному дизайну, а зрозумілий інтерфейс дозволяє будь-якому користувачеві швидко адаптуватися до введення конкретних параметрів вирощування для певних культур. До того ж система універсальна щодо ґрунту – працює зі звичайним ґрунтом, гідро- та аеропонікою. Аналоги нашої розробки роблять за кордоном, наприклад, у Нідерландах. Але вони в кілька разів дорожчі і вимагають регулярного обслуговування. Ми пропонуємо модулі та програмне забезпечення вітчизняної розробки в рамках імпортозаміщення для російської економіки», — розповідає Андрій Ронжин, директор Санкт-Петербурзького федерального наукового центру РАН.
Розробка допоможе автоматизувати ряд процесів на фермі (підтримання мікроклімату, контроль подачі розчину і світлового циклу), швидко відстежувати параметри системи та накопичувати дані, тобто в деяких випадках позбутися людського фактора. . Це дозволить підвищити продуктивність господарств та покращити якість кінцевої продукції.
Зараз на одному з підприємств агропромислового комплексу під Санкт-Петербургом впроваджується цифрова система управління вертикальними фермами.
Source