Інтернет-конференції НУБіП України, Теоретичні та прикладні аспекти розробки комп’ютерних систем '2018

Розмір шрифту: 
Організація мікроконтролерної системи зі збору даних та керування станом міні-парника
Андрій Кордан

Остання редакція: 27-03-2018

Тези доповіді


Рослинництво - провідна галузь сільського господарства України, на частку якого доводиться 70,3% в структурі валової продукції сільського господарства.

За 2017 рік в Україні було вироблено майже 482 тис. тон овочів закритого ґрунту, з них 114 с/г виробниками і 368 господарствами населення. За даними на 1 січня 2018 року в Україні загальна площа під тепличними та парниковими комплексами становила - 4,5 тис. га.

Кліматичні умови України дозволяють на відкритому ґрунті вирощувати овочі лише в весняно-осінній сезон, хоча така продукція користується попитом серед покупців протягом усього року.

Таким чином, можна припустити подальше збільшення площ, зайнятих теплично-парниковими господарствами.

Теплиці і парники представляють собою одну з найскладніших, капіталомістких і трудомістких галузей сільського господарства, що функціонують цілий рік.

Так само варто відзначити, що вирощування культур традиційно пов'язане з високими витратами на енергоресурси і мінеральні добрива, а вага енергоресурсів у структурі собівартості може досягати 60-70%.

Проблеми, що існують на сьогоднішній день:

- Низький рівень автоматизації аграрного сектора.

- Високі ризики втрати врожаю через людський фактор.

- Висока вартість енергоресурсів, води, добрив.

- Низька врожайність через недотримання технологічного процесу.

- Дорожнеча зарубіжних аналогів.

Всі ці фактори, а також високий рівень конкуренції роблять галузь вкрай привабливою для впровадження енергоефективних технологій та інновацій.

Дуже великої популярності серед людей, які займаються вирощуванням овочевих культур набули парники.

Парник - малогабаритна неопалювана будова для захисту культурних рослин від впливу несприятливих погодних умов [1]. Являє собою малогабаритну культиваційну споруду, що має бокове огородження і знімну світло-прозору покрівлю, повністю або частково занурене в ґрунт. Застосовується для вирощування розсади капусти, томатів, огірків, декоративних рослин, укорінення живців для подальшого висаджування у відкритий ґрунт або дорощування рослин горщиків.

Автоматизація парника з вирощування плодово-овочевих культур на сьогоднішній день не є розкішшю, а вважається навіть першою необхідністю, для того щоб забезпечити себе багатим і якісним урожаєм [2].

Для того щоб рослини добре приймалися і приносили хороший урожай також необхідно вчасно проводити полив ґрунту, провітрювання, а в холодну пору проводити підігрів повітря в парнику. Виробляти всі ці маніпуляції потрібно щодня, що не завжди вдається зробити. Для цього більшу частину процесів в парнику можна автоматизувати своїми руками за допомогою спеціальних пристосувань і устаткування.

Застосування автоматизованих систем підтримки оптимального мікроклімату в парниках дозволяє спростити процес щоденного піклування за тепличними сортами рослин.

Установка компонентів електричних систем вимагає наявності системи електропостачання з можливістю приєднання обладнання до мережі 220 В і нижче. Комплектуючі системи дозволяють в автоматичному режимі змінювати основні параметри парника, до яких відносять обігрів, вентиляцію, освітлення та полив.

Контроль зміни параметрів здійснюється за допомогою спеціально призначених і встановлених в парнику датчиків. Зміна параметрів відбувається в результаті подачі керуючих команд на виконавчі елементи системи. Керуючі команди задаються садівником шляхом установки основних значень мікроклімату в парнику і введення цих значень в спеціальний блок управління, так званий контролер.

Клімат в парнику забезпечується шляхом підтримання необхідних значень температури, освітлення та вологості відповідно до вимог певної культури та періоду її вегетації.

Режим освітлення забезпечується додатковим освітленням з використанням ламп зі спектром, наближеним до сонячного (так звані «фітолампи»).

Вологість в парнику підтримують внесенням води в ґрунт (полив), штучного дощу, а також за рахунок вентиляції.

Температурний режим підтримують за рахунок повітряного обігріву.

При повітряному обігріві як теплоносій використовується попередньо розігріте повітря, яке подається безпосередньо в парник. Перевагою систем повітряного обігріву є їхня відносно низька вартість, недоліком — складність забезпечення рівномірного розподілу тепла.

Додатковий обігрів також забезпечується штучним освітленням, нагрівом ґрунту і рослин від сонячних променів, окисненням органіки в ґрунті тощо.

Основна перевага парників - зручність застосування (вимога до площі від 0,5 м²) і дешевизна споруди.

Багато хто займався б подібним господарством, ось тільки ні сил, ні часу для цього немає. Тому виникла ідея створити таку конструкцію, що робила б все сама. Такий парник користуватиметься попитом тими, хто не хоче витрачати багато часу на догляд за рослинами, а також може не мати для цього можливості в разі тривалої відсутності - відряджень, відпустки і т.п.

Автоматизація процесу вирощування сільськогосподарських культур дозволяє зменшити обсяг витрачених ресурсів (добрив, води, електроенергії), зменшує викид вуглекислого газу і мінімізує втрати врожаю. З'являється можливість віддаленого контролю умов виконання програми зростання культур, що робить можливою роботу фахівців як безпосередньо біля парника, так і в комфортабельному офісі.


Повний текст: Без заголовку