تغییرات شدید آب و هوایی به همراه کاهش منابع و افزایش جمعیت، صنعت کشاورزی جهانی را تحت فشار قابل توجهی قرار داده است. امروزه دغدغه بسیاری از کشورها، استفاده بهینه از منابع طبیعی و البته افزایش بهره وری در صنعت کشاورزی است. برای این منظور، گلخانه هوشمند و مزرعه هوشمند جایگاه ویژه‌ای در دنیا پیدا کرده اند تا بتوان با ترکیب طبیعت و تکنولوژی، شرایط بهتری برای زندگی انسان ها به وجود آورد.
گلخانه هوشمند چیست؟
گلخانه هوشمند با جدید ترین فناوری های هوشمند سازی، روشی کاربردی برای مصرف درست انرژی و سود دهی بیشتر است. عجین شدن تکنولوژیِ iot یا همان اینترنت اشیا با گلخانه، باعث می‌شود که گل ها و محصولات کشاورزی به دور از اختلالات طبیعت، سر حال و شاداب باشند و در محیطی امن رشد کنند. (این دقیقا همان چیزی است که کشاورزان و باغبانان آرزویش را دارند).
مجهز شدن گلخانه به سنسورها و فناوری های ارتباطی پیشرفته، باعث می‌شود که کاربر به صورت 24 ساعته از شرایط گیاهان باخبر شود. مثلا ترموستات هوشمند که وظیفه کنترل سیستم تهویه را بر عهده دارد، در صورت نیاز می‌تواند به صورت اتوماتیک دستوراتی را ارسال کرده تا شرایط به حالت پایدار در آید. یا سیستم نور مصنوعی که برای گیاهان لازم است، اگر هوشمند باشد، با کمک اطلاعاتی که توسط سنسورها از محیط دریافت می‌کند، شدت نور را کم یا زیاد کرده تا گیاهان نور کافی را دریافت کنند.
در گلخانه هوشمند، می‌توان میزان آبیاری و کود دهی هر گیاه را مشخص کرد و سیستم همه را به صورت اتوماتیک انجام داده، خروجی را برای کاربر ارسال می‌کند. (سنسورها با بررسی حجم آب موجود در خاک، تشخیص می‌دهند که آیا گیاه به آب نیاز دارد یا خیر، اگر نیاز داشت، به اندازه لازم آبیاری را انجام داده، سپس جریان آب را قطع می‌کند)
اندازه گیری شوری خاک، اسیدی بودن خاک، غنی سازی خاک، اینکه بر اساس شرایط خاک به چه نوع کودی نیاز هست، آفت زدایی و تشخیص بیماری گیاه و جلوگیری از شیوع آن، بررسی روند رشد گیاه و موارد بسیار دیگر، همگی جز مزیت های یک گلخانه هوشمند است. بنابراین در تمام طول شبانه روز و در هفت روز هفته، گیاهان تحت مراقب دائمی هستند و کمیت و کیفیت محصولات نسبت به روش های سنتی، بسیار بیشتر خواهد شد.
وجود چنین سیستم هوشمندی باعث کاهش هزینه و انرژی می‌شود، زیرا دخالت انسانی کم شده و درصد خطا پایین می‌آید. همچنین مهم ترین عاملی که برای هر گلخانه مورد نیاز است، تامین می‌شود، یعنی ثبات شرایط جوی. (میزان دما، رطوب، نور، دی اکسید کربن، مطابق با نیاز گیاهان تنظیم می‌شود)
سیستم های مورد استفاده در یک گلخانه هوشمند
سیستم هایی که در یک گلخانه هوشمند ایجاد می‌شوند، به طور کلی عبارتند از :
** سیستم کنترل شرایط اقلیمی (تهویه، دما، رطوبت، نور، تنظیم میزان CO2)
** سیستم تغذیه هوشمند گلخانه (که با بررسی شرایط خاک، نوع تغذیه مناسب برای گیاه مشخص می‌شود)
** سیستم آبیاری (همانطور که در بالا گفتیم، با بررسی حجم آب موجود در خاک، زمان آبیاری مجدد و میزان آن کنترل می‌شود)
که این سیستم ها می‌توانند در قالب پلتفرم هایی مانند PLC، آردوینو و یا میکروکنترلر های AVR ایجاد شوند. (به دلیل تخصصی بودن این مبحث، از توضیح بیشتر در این مطلب خودداری می‌کنیم)
روش های کنترل در گلخانه هوشمند
** کنترل دستی (برای کنترل دستی باید در محل حضور داشته باشید و روشن / خاموش کردن تجهیزات هوشمند گلخانه را به صورت دستی انجام دهید. کنترل دستی گزینه ی مطلوبی برای گلخانه داران نیست؛ به خصوص اگر گلخانه بزرگ یا تعداد آن زیاد باشد)
** تجهیزات نیمه خودکار (در این سطح، سیستم های نیمه خودکار میزان خوبی از استقلال و خودکار بودن تجهیزات هوشمند را به گلخانه هوشمند شما می آورند. اما باز هم به کمی نظارت و حضور نیاز است تا تجهیزات به درستی کار کنند)
** تجهیزات کاملا خودکار (خودکار سازی کامل گلخانه حتی به کوچکترین مداخله از طرف شخص پرورش دهنده یا هیچ کس دیگری احتیاجی ندارد. در این سطح از کنترل گلخانه، می توانید کارها را از طریق گوشی هوشمند، کامپیوتر و یا تبلت نظارت و مدیریت کنید. همچنین گلخانه دار می‌تواند با تعریف سناریو های متنوع، سیستم را برنامه ریزی کند. {سناریوهایی بر پایه if this, then taht} یعنی اگر حالت A اتفاق افتاد، دستور B را ارسال کن. مثلا اگر در یک روز گرم تابستان شدت نور خورشید خیلی زیاد شد، میزان آبیاری گل های شیپوری را بیشتر کن)
تا این جای کار سعی کردیم به زبان ساده، گلخانه هوشمند و مزیت های آن را برای شما توضیح دهیم، در ادامه مطلب، مزرعه هوشمند را با هم بررسی خواهیم کرد.
مزرعه هوشمند چیست؟
مزرعه هوشمند به مزرعه‌ای گفته می‌شود که در آن تکنولوژی های جدید جایگزین فرآیند های دستی و سنتی شده اند. (مدیریت مزرعه با استفاده از فناوری هایی مانند اینترنت اشیا، تجهیزات رباتیک، هواپیماهای بدون سرنشین و هوش مصنوعی انجام می‌شود، در حین کاشت، داشت یا برداشت)
همان طور که در مقاله اینترنت اشیا توضیح دادیم، این تکنولوژی نو ظهور راه خود را به تمام جزییات زندگی ما از جمله کشاورزی، باز کرده است. در صنعت کشاورزی نوین، به جرات می‌توان گفت نیروی محرکه، iot است. ایجاد شبکه ای هوشمند از ماشین ها و سنسورها و ارسال دستورات لازم با توجه به شرایط به وجود آمده، باعث شده تا دیدگاه افراد نسبت به کشاورزی تغییر کند.
این شبکه هوشمند، بر اساس روند زیر کار می‌کند :
** مشاهده (سنسورها، داده های مشاهده ای از محصولات، خاک یا جَو را ثبت می‌کنند)
** ارسال داده ها به سیستم مرکزی (سیستمی که بر پایه ی نرم افزارهای اینترنت اشیا کار می‌کند)
** تصمیم گیری (بعد از تجزیه و تحلیل داده ها و مقایسه آن با حالت ایده آل، دستور لازم برای اجرا ارسال می‌شود)
** و در نهایت اجرای دستور (فرمانی که از سیستم مرکزی ارسال شده توسط سنسورها، ربات هایی مثل تراکتور خودران و سایر اجزای شبکه هوشمند اجرا می‌شود)
** تکرار چرخه (این روند به صورت مداوم ادامه می‌یابد)
مزیت های یک مزرعه هوشمند
** بهبود دقت فعالیت ها (بدون شک یکی از مهم ترین مزیت های مزرعه هوشمند، بهبود دقت در انجام وظایف مختلف است. فرمان های دستی ممکن است خطاهای انسانی زیادی داشته باشند که با وجود تکنولوژی های برتر در مزرعه هوشمند، این خطاها به میزان زیادی کاهش پیدا کرده و در برخی از مواقع حتی به صفر می‌رسند)
** کاهش زمان کاری (با توجه به نرم افزارها و تجهیزات هوشمندی که به صورت خودکار طیف گسترده‌ای از وظایف را در مزرعه هوشمند انجام می‌دهند، دیگر نیازی نیست که زمان زیادی صرف مدیریت مزرعه شود. در نتیجه صرفه جویی زیادی در زمان اتفاق می‌افتد)
** کاهش استرس (کار کردن در طول روز به صورت طولانی مدت و داشتن تمرکز روی مسائل برای مدت زمان زیاد، می‌تواند به میزان زیادی روی افزایش سطح استرس در بدن کشاورزان تاثیر گذار باشد. حال زمانی که بسیاری از این فرایندها به صورت خودکار و با استفاده از تجهیزات پیشرفته انجام شوند، طبیعتا میزان استرس در کشاورزان نیز کاهش پیدا خواهد کرد)
** گزارش دهی دقیق برای بررسی های آینده (یکی از مهم ترین فاکتورهایی که می‌تواند روی موفقیت یک مزرعه تاثیر گذار باشد، گزارش گیری مرتب است. نگهداری و بررسی این گزارش‌ها در آینده می‌تواند باعث شود تا مشکلات مزرعه شناسایی شده و بهترین راهکارها برای آن اتخاذ شود)
** کاهش استفاه از منابع آب (به این دلیل که سنسورها با تجزیه و تحلیل خاک، میزان دقیق آب مورد نیاز گیاه را بررسی می‌کنند، میزان مصرف آب به شدت کاهش می‌یابد، مخصوصا در کشوری مثل ایران، که دچار خشکسالی است و 80 درصد آب مصرفی کشور، در صنعت کشاورزی استفاده می‌شود)
** و در نهایت مهم ترین مزیت، افزایش کیفیت و کمیت محصولات است./پایان
