12 نکته مهم که باید در رابطه با آبیاری هوشمند بر اساس اینترنت اشیاء بدانید :

 12 مساله مهم در آبیاری هوشمند توسط اینترنت اشیا

در حال حاضر، جهان نزدیک به 7.53 میلیارد نفر است. یک مطالعه اخیر نشان می دهد که به طور متوسط ​​33 درصد از جمعیت جهان در بعضی کشورها از کمبود آب رنج می برند. تا سال 2030، این رقم احتمالا به 50 درصد می رسد، که به وضوح نشان دهنده میزان هشدار دهنده ای است که کمبود آب در حال افزایش است. جالب توجه است، تقریبا 70 درصد (92 درصد در ایران )کل حجم  آب در دسترس در جهان برای آبیاری استفاده می شود و این دقیقا همان جایی است که اتلاف آب صورت می گیرد. تقریبا 60 درصد آب مورد استفاده برای آبیاری از بین می رود، یا به علت تبخیر تعرق، رواناب زمین، و یا به دلیل روشهای ابتدایی آبیاری ناکارآمد از دسترس خارج می شود.

این به نوبه خود سبب اهمیت هوشمند سازی در استفاده از آب آشامیدنی شده است  که توسط اینترنت اشیاء(IoT) پشتیبانی و انجام می شود که می تواند راه طولانی در مدیریت سطح رو به افزایش، استرس آب، در سراسر جهان را به ارمغان بیاورد. در ادامه، ما در مورد برخی از واقعیت های جالب در مورد آبیاری هوشمند توجه ویژه ای خواهیم  داشت:

  1. نیاز به آبیاری اتوماتیک

آبیاری هوشمند یک جزء کلیدی از کشاورزی دقیق است. این کمک می کند تا کشاورزان برای جلوگیری از، از بین بردن آب و بهبود کیفیت محصولات کشاورزی در زمینه های خود به وسیله الف) آبیاری در زمان های صحیح، ب) به حداقل رساندن رواناب و سایر مصارف، و ج) تعیین سطوح رطوبت، با توجه به نیازهای آبیاری در هر مکانی جایگزینی آبیاری دستی با دریچه های اتوماتیک و سیستم نیز با عنصر خطای انسانی (به عنوان مثال فراموش کردن لغو شیر پس از آبیاری میدان) را کنار می گذارد و در صرفه جویی در انرژی، زمان و منابع ارزشمند کمک می کند. نصب و راه اندازی سیستم های آبیاری هوشمند، به طور کلی، نسبتا ساده می باشد.

2. سیستم آبیاری مبتنی بر IoT

یک میکروکنترلر هوشمند در قلب زیرساخت های آبیاری اتوماتیک قرار دارد. سنسورهای رطوبت خاک و سنسورهای دما که در زمین قرار می گیرند، داده های لحظه ای را به میکرو کنترلر ارسال می کنند. به طور کلی، وجود سنسور ها در یک سامانه هوشمند برای این است که سیستم بر اساس اطلاعات ارسالی آنها عمل کرده و رطوبت و دمای خاک یا هوا را درهمان محدوده مورد نظر نگه دارد کل سیستم را می توان توسط کاربر نهایی توسط یک برنامه اختصاصی تلفن همراه یا تبلت یا کامپیوتر مدیریت نمایند آبیاری هوشمند، تولید کنندگان را قادر می سازد تا بدون هیچ مشکلی مزارع خود را از راه دور نظارت و آبیاری کنند.

3.استفاده از اینترنت

اطلاعات ارسالی به دروازه متمرکز (میکروکنترلر) باید با خدمات اینترنت پایدار پشتیبانی شود. شبکه های کم انرژی بی سیم g.، LoRaWAN یا Sigfox  به راحتی می توانند برای استفاده از حسگر ها استفاده شوند. این سنسورها اطلاعات میدان را به کامپیوتر محلی کاربر و یا به یک شبکه ابر (در صورت لزوم) ارسال می کنند. این سیستم می تواند اطلاعات را با سایر ورودی ها از سرویس های شخص ثالث (مثلا کانال آب و هوای محلی) ترکیب کند تا به تصمیمات آبیاری هوشمندانه برسد. به عنوان مثال، اگر بارندگی در روزهای آتی پیش بینی شده باشد، آب انجام نخواهد شد حتی اگر داده های لحظه ای  نشان دهند که زمین نیاز به آبیاری دارد. محاسبات مجدد نیز در فواصل منظم انجام می شود.

توجه: سیستم های آبیاری هوشمند می توانند تا 45 درصد آب در فصل خشک و حدود 80 درصد آب در فصل بارانی در مقایسه با سیستم های آبیاری دستی مدیریت و صرفه جویی کنند.

4. مزایای هزینه

در یک زیرساخت آبیاری اتوماتیک، هیچ فضای خالی منابع وجود ندارد. در نتیجه،  هزینه ها نیز جبران خواهد شد. با جایگزین کردن سیستم آبیاری سنتی با یک عامل کاملا کارآمد، شانس کشت محصولات به دلیل آبیاری بیش از حد (یا ناکافی)  به حداقل می رسد. به این معنی است که کشاورزان مجبور نیستند در مورد جایگزینی گیاه مکرر نگران باشند. همچنین، کشاورزی هوشمند، به طور کلی و آبیاری هوشمند می تواند رشد سریع و سالم محصول را به دنبال خواهد داشت. این به این معنی است که شانس افزایش تولید سالانه وجود دارد. ابزار آبیاری هوشمند تحت وب  می تواند در چمن ها، باغ ها و مناظر نیز مورد استفاده قرار گیرد.

 

5. انواع سنسورهای مورد استفاده

چندین نوع از سنسور برای پردازش داده ها به واحد چند منظوره آبیاری استفاده می شوند. هر واحد اختصاص داده شده به ضبط و انتقال داده های خاص است. اولین واحدهای حسگر رطوبت خاک است که ثابت کننده دی الکتریک سطوح خاک را برای برآورد حجم آب حجمی در سطح بررسی می کند. این سطح رطوبت به طور مستقیم با خواندن ثابت دی الکتریک متناسب است بعد از آن سنسورهای دما هستند، که معمولا از اجزای پیشرفته مقاومت دما،  RTDs  برای ردیابی سطوح درجه حرارت خاک استفاده میشوند.

نکته: سنسورهای رطوبت خاک، آبیاری بسیار مناسب تری در زمینه آبیاری ارائه می دهند تا سیستم های  سنتی بر پایه تایمر.

6. شامل پارامترهای آب و هوایی

در حالی که مقادیر زیادی از سنسورهای رطوبت خاک هوشمند وجود دارد، آنها به هیچ وجه در عوامل مربوط به آب و هوا تاثیر نقشی ندارند و این محدودیت باقی می ماند. به علت تبخیر تعرق  ET  کل آب از دست داده شده از برگ گیاه( از طریق ترشح خاک و تبخیر) مقدار قابل توجهی رطوبت از بین می رود. از این رو، تولید کنندگان باید به طور دقیق تر کنترل آب و هوای آبیاری   WBICرا مدیریت و پایش کنند. این کار با سنسورهای هواشناسی با کیفیت بالا، که به موقع روز رسانی می شوند و داده های آب و هوا را دریافت می کنند و برای سفارشی کردن حوضه های آبیاری یکسان استفاده می کنند. WBIC ها همچنین می توانند با اطلاعات مربوط به آب و هوای تاریخی و بلند مدت گذشته و / یا اطلاعات دریافت شده از ماهواره ها کار کنند. سایر ویژگی های منحصر به فرد یک سامانه هوشمند مدیریتی در یک میدان محصول خاص، انواع گیاهان و طبیعت خاک، به شیب زمین و مقدار نور خورشید تابیده شده به گیاه است که باید سنجیده و در نظر گرفته ، تمام این مسال و مسال دیگر رعایت می شود تا شیر ها  و پمپ های مزرعه در زمان و مکان مناسب روشن شده وآبیاری را انجام داده و خودکار خاموش می شود .

7. نقش چراغ های LED

یک واحد آبیاری هوشمند با سخت افزار الکترونیکی دارای لامپهای LED پیش آزمایش شده است. که سنسورهایی که توی زمین کارگذاشته شده اند (سطح رطوبت زیر سطح توصیه شده) زمانی که سطح آستانه تایین شده کاهش یافته است، لامپ روشن می شود، که نشان می دهد که یک رویداد آبیاری باید آغاز شود (یعنی دریچه های بارانی باید روشن شود). چراغ های LED نیز بخش مهمی از مدل های کنترل مخزن هستند که با سنسورهای التراسونیک قدرتمند کار می کنند. تا زمانی که موتور پمپ در حال اجرا است و سطح آب در مخزن زیر سطح آستانه باشد، لامپ ها روشن شده و کاربر را از خالی بودن مخزن با خبر می سازند. چراغ های LED به عنوان ابزار دستی برای نشان دادن وضعیت پمپ ها و شیر برقی ها و سنسور ها  در هر زمان عمل می کنند.

8. قرار دادن سنسورها

راه اندازی حسگرها و سنسور ها و شیر برقی ها و پمپ ها و سایر ابزارهابسار حساس بوده و مهم است که سنسور ها و شیر برقی ها کجا نصب شوند. نصب سنسور در یک عمق نامناسب خاک به راحتی می تواند تصمیمات آبیاری را دچار اشتباه نماید .کارشناسان توصیه می کنند که کاربران اطمینان حاصل کنند که سنسورها در تمام سطوح با سطح خاک تماس دارند و شکاف هوا می تواند مشکل ساز باشد، حداقل 5 فوت از سرها، بیرون باشد و جایی قرار گیرد که کنار ریشه گیاهان در عمق (در عمق ~ 3 “) قرارگرفته و دیتاهارا ثبت نمایند. حسگر رطوبت خاک باید با خاک پوشانده شود، اما فشار اطراف آن نباید زیاد باشد.

9. ظهور ابزارهای های دقیق

یکی از بزرگترین مزایای تغییر در یک رژیم آبیاری هوشمند حجم قابل توجهی از صرفه جویی آب است. این صرفه جویی می تواند حدود 40 درصد افزایش یابد، با کنارگذاری سیستم های بارانی قدیمی و استفاده از نازل هایی که می توانند جریان های چرخش آب را در مسیرهای چندگانه اسپری کنند. این “اسپرینکلرهای دقیق” راه بسیار خوبی برای تضمین یکنواختی آب در تمام قسمتهای زمین (یا بخش خاصی از آن) می باشد و مقاومت بسیار زیادی را در برابر تغییرات شرایط آب و هوایی (سرعت باد، مه، و غیره) ارائه می دهد. آب آزاد شده توسط این اسپریکننده های سر دایره ای عمدتا توسط خاک خیس می شود، به این ترتیب موجب کاهش رواناب و سایر اشکال زباله می شود.

توجه: سنسورهای باران نیز در میان کشاورزان در کشورهای مختلف از چندین سال پیش در حال استفتده می باشد این سنسورها به عنوان “دستگاه خاموش کردن” دوگانه می شوند، و هنگام ارسال (و پس از آن) باران های سنگین، سیگنال هایی را برای جلوگیری از اسپرینت های خودکار به می فرستند تا جلوی آبیاری گرفته شود.

10. تشخیص و تعمیر خطاهای سریع تر

نشت و ترکهای کوچک در سیستم های آبیاری سنتی (در مخازن، مخازن و غیره) می تواند منجر به کاهش قابل ملاحظه آب و افزایش بحران آب در حال حاضر شود. این مشکلات اغلب مشکل است و می تواند یک امر بالقوه وقت گیر باشد. نصب ابزار هوشمند آبیاری یک راه عالی برای نگه داشتن چنین مشکلی است. با پشتیبانی از IoT  (اینترنت اشیاء ) این کنترل کننده ها می توانند مشکلات موجود در هر واحد آبیاری را در زمان واقعی تشخیص دهند، که به نوبه خود باعث می شود کاربران برای انجام تعمیرات ضروری بلافاصله وارد عمل شوند. در اصل، یک سیستم آبیاری با قابلیت استفاده از اینترنت می تواند شرایط مخازن، پمپ ها و سایر واحدها را نظارت کند – بدون اینکه کاربر همیشه در مقابل کامپیوتر بایستد.

11. فاکتور هزینه

در حالی که برخی از سرمایه گذاری ها برای اجرای راه حل های هوشمند آبیاری در زمینه ضروری است، هزینه های سنسور بسیار دور از دسترس نیست. به طور متوسط ​​قیمت یک حسگر رطوبت خاک در محدوده 150 تا 160 دلار قرار دارد، در حالی که WBIC های پیشرفته تر حدود 300 دلار است. اسپرینکل های دوار که به طور تصادفی برای شیب های آبی مناسب هستند، در حدود 6 دلار یا 7 دلار قیمت واحد هستند. تولیدکنندگان بزرگ نیز در مورد سنسورها و واحدهای آبیاری تخفیف ویژه ارائه می دهند. با توجه به مزایای بالقوه ارتقاء به سیستم آبیاری گیاهان هوشمند، هزینه ها نسبتا منطقی هستند.

توجه:  Soovaran company   یکی از تولید کنندگان پیشرو سیستم های کنترل آبیاری هوشمند در کشور می باشد .برای کشاورزان با کمترین تخصص فنی، دستگاه آبیاری هوشمند S8 که مبتنی بر اینترنت اشیاء (IOT) بوده و باعث کاهش میزان مصرف آب و کمک به افزایش عملکرد محصولات کشاورزی و باغی به صورت کاملا ایدال می شود.

12. چالش ها

تصویب IoT در کشاورزی در سال های اخیر به شدت افزایش یافته است. با این حال، مفهوم آبیاری هوشمند نسبتا جدید است. اکثر کنترل کننده های هوشمند آبیاری موجود دارای ویژگی های پیچیده و قابلیت های فراوان هستند. در حالیکه اینها کاملا برای استفاده تجاری در مقیاس بزرگ مناسب هستند، برای مثال در زمین گلف، البته  آنها نیز برای صاحبان مزارع کوچک و باغها و باغچه سرا ها و ویلاهای مستقل استادانه هستند. نیاز به ساعت، افزایش آگاهی و آشنایی با این سیستم های هوشمند آبیاری در میان افراد بسیار مهم است، به خصوص از آنجا که ورودی های کاربر (به عنوان مثال، نوع محصولات، خاک، شیب سطح، و غیره) برای عملکرد این سیستم ها حیاتی هستند . همچنین باید در نظر داشت که محدوده خطای سیستم هوشمند بسیار پایین تر از تنظیمات سنتی است.

چیزهای زیادی در مورد سیستم های آبیاری هوشمند با استفاده از آبیاری بهینه، اطمینان از آبیاری یکنواخت گیاهان انجام پذیرد. با استفاده ازداده های سنسور ها ، آنها همچنین می توانند پارامترهای آب و هوایی را برای ایجاد کارآیی آبیاری کارآمدتر کنند. صرفه جویی های قابل توجهی در هر دو مورد از نظر هزینه های بسیار پایین تر آب و نیاز کم به کار دستی وجود دارد. با قابلیت های هوشمند “تصمیم گیری در مورد آبیاری”، کنترل های آبیاری هوشمند پیشرفته IoT، چهره کشاورزی را تغییر می دهند. این زمینه به سرعت در حال تحول است و جالب است که روند تحولات بیشتر در این زمینه در آینده قابل پیش بینی می باشد.

 

 

 

 

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *