УДК 004.3:004.7

РОЗРОБКА КОМП'ЮТЕРНО-ІНТЕГРОВАНОЇ СИСТЕМИ УПРАВЛІННЯ ТЕПЛИЦЕЮ

Довгополий В.С., Місюра М.Д.

Вступ

Теплиці використовуються для вирощування рослин і створення оптимальних умов для росту і розвитку культур. Однак ефективне управління теплицями вимагає постійного контролю параметрів середовища, таких як температура, вологість, освітленість, і інших факторів, що впливають на рослини.

У зв'язку з цим, розробка комп'ютерно-інтегрованої системи управління теплицею стає актуальним завданням, яке спрямоване на автоматизацію та оптимізацію процесів вирощування рослин у теплицях.

Постановка завдання дослідження полягає у створенні ефективної системи управління теплицею. Для досягнення цієї мети необхідно розробити комп'ютерну систему, яка автоматично збиратиме та аналізуватиме дані про параметри мікроклімату в теплиці, такі як температура, вологість повітря, освітленість та інші. На підставі цих даних система буде автоматично регулювати рівень параметрів мікроклімату в теплиці, керуючи різними компонентами, такими як вентилятори, системи поливу та освітлення.

Головною метою розробки системи є створення оптимальних умов для росту та розвитку рослин в теплиці, що може підвищити їхню продуктивність та якість. Розроблена система може бути використана в різних галузях сільського господарства та тепличного господарства для автоматичного контролю та регулювання параметрів мікроклімату в теплицях та інших закритих приміщеннях.

Розробка комп’ютерної системи та очікувані результати

Для успішної розробки системи управління теплицею з використанням комп'ютерних технологій необхідно виконати кілька кроків досліджень. Серед них вибір та аналіз підходящих датчиків для вимірювання параметрів мікроклімату, створення програмного забезпечення для збору даних та керування обладнанням, встановлення необхідного обладнання та проведення експериментальних досліджень для перевірки ефективності розробленої системи.

Методи роботи при розробці комп'ютерно-інтегрованої системи управління теплицею включає наступні кроки:

• Вибір і аналіз датчиків: важливо відібрати датчики, які на найкращий спосіб відповідають потребам системи та здатні забезпечити вимірювання таких параметрів, як температура, вологість повітря, освітленість та інші показники мікроклімату в теплиці.

• Розробка програмного забезпечення: необхідно створити програмне забезпечення для збору даних з датчиків та їх подальшого аналізу. Програма також повинна надавати можливість автоматичного управління різними компонентами системи, такими як система поливу, вентилятори та освітлення. Тестовий варіант буде розроблений за допомогою Cisco Packet Tracer[1].

• Забезпечення зв'язку та мережевої інтеграції: налаштування комунікаційного зв'язку для збору та передачі даних (наприклад, Wi-Fi, Bluetooth, LoRa, Zigbee або Cisco IoT Solutions[2]).

• Проведення експериментальних досліджень: для оцінки ефективності розробленої системи необхідно здійснити серію експериментів, що дозволить визначити якість та ефективність системи в різних умовах.

• Оцінка результатів: на основі отриманих результатів експериментів можна провести оцінку ефективності та точності роботи системи та, за потреби, внести корективи в програмне забезпечення та обладнання для покращення їхньої функціональності.

Очікувані результати розробки комп'ютерно-інтегрованої системи управління теплицею можуть включати наступне:

• Забезпечення стабільного та оптимального мікроклімату в теплиці: розроблена система повинна забезпечувати стабільність та оптимальність кліматичних параметрів в теплиці шляхом автоматичного керування різними елементами системи, наприклад, системою поливу, вентиляторами та освітленням.

• Автоматизація процесів: система управління теплицею автоматизує багато рутинних операцій, таких як регулювання температури, вологості, освітлення, поливу і подачі добрив. Це спростить роботу фермерів та забезпечить оптимальні умови для росту рослин.

• Економія ресурсів та зниження витрат: розроблена система повинна знижувати витрати на електроенергію, воду та інші ресурси, завдяки автоматичному керуванню різними елементами системи в залежності від потреб рослин.

• Збільшення врожайності та якості вирощених культур: використання комп'ютерно-інтегрованої системи в теплиці буде сприяти збільшенню врожайності та якості вирощених культур.

• Підвищення ефективності та точності роботи системи: проведення експериментальних досліджень та оцінка результатів можуть допомогти вдосконалити програмне забезпечення та обладнання, що дозволить підвищити ефективність та точність роботи системи.

• Зручність та легкість управління системою: розроблена система повинна бути зручною та легкою у використанні, забезпечуючи зручний доступ до керування теплицею та можливість налаштування її кліматичних параметрів.

• Віддалене керування: система може надавати можливість віддаленого керування теплицею через інтернет. Це дозволить фермерам моніторити та керувати процесами управління теплицею навіть з віддаленого місця.

• Моніторинг та аналітика: система буде надавати дані про стан теплиці, що дозволить проводити аналіз та оптимізацію процесів.

Висновки

Розробка комп'ютерно-інтегрованої системи управління теплицею є актуальною та перспективною задачею, оскільки така система може забезпечити стабільність та оптимальність мікроклімату в теплиці, що дозволить збільшити врожайність та якість вирощених культур, знизити витрати ресурсів та забезпечити економію часу.

Дослідження проводиться за допомогою експериментів та використання програмного забезпечення, що дозволяє автоматично керувати різними елементами системи залежно від потреб рослин. Очікувані результати розробки включають стабільний та оптимальний мікроклімат, збільшення врожайності та якості вирощених культур, зниження витрат ресурсів, підвищення ефективності та точності роботи системи та зручне управління системою.

Отже, розробка комп'ютерно-інтегрованої системи управління теплицею є важливою та перспективною задачею, яка може допомогти покращити процес вирощування рослин та забезпечити більш ефективне використання ресурсів.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Cisco Packet Tracer [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://www.netacad.com/courses/packet-tracer.

2. Cisco IoT Solutions [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://www.cisco.com/c/en/us/solutions/internet-of-things/overview.html.