سامانه هوشمند مدیریت برنامه ریزی آبیاری

این سامانه علاوه بر تشخیص ضریب میرآب برای برنامه‌ریزی آبیاری ها، به دلیل وجود سنسورهای متعددی که برروی آن در نظر گرفته شده است، می‌تواند پایش جامعی از تغییرات رطوبت خاک، میزان آب مصرفی و نیاز آبی داشته باشد. سنسور رطوبت خاک موجود در این سامانه به صورت لحظه ای تغییرات این شاخص را قرائت کرده و به صورت بازه‌های زمانی ساعت بر روی حافظه جانبی (فلش مموری) ذخیره‌سازی می‌شود. در این بازه حداقل، متوسط و حداکثر تغییرات این شاخص رکورد می‌شود. همچنین مقادیر دبی عبوری از سیستم توزیع آب بواسطه سنسور جریان قرائت، و مشابه حالت فوق ذخیره‌سازی می‌شود.

این سامانه مجهز به سنسورهای دما و رطوبت هوا به همراه GPS بوده که بواسطه داده‌های اندازه‌گیری شده از آنان، مقادیر تبخیر و تعرق گیاه مرجع به صورت ساعتی محاسبه شده و مشابه فوق ذخیره‌سازی می‌شود. در نهایت براساس این مقادیر ذخیره شده، دو نسبت شدت تغییرات رطوبت خاک و تبخیر تعرق روزانه (تجمیع مقادیر ساعتی) به دبی عبوری تعیین می شوند. هر ساعت این دو به عنوان داده‌های ورودی در الگوریتم حل مدل برنامه‌ریزی آبیاری هوشمند (IMIS) استفاده می‌شوند. نتیجه این محاسبات که به تعیین شاخص میرآب و درصد امکان مربوطه ختم می‌شود، به سایر داده‌های ذخیره شده پیوست می‌شوند. این سامانه از یک طرف به سنسورهای پایش رطوبت خاک، دبی و دما و رطوبت هوا متصل بوده از طرف دیگر با استفاده از امکانات بلوتوثی به آپ مربوطه در گوشی کاربر متصل می باشد. نکته قابل توجه این است که گرچه خروجی محاسبات مربوطه در نهایت به تعیین مقادیر مصرف آب ختم می شود ولی داده های جمع آوری شده در این بازه زمانی می تواند در سایر محاسبات دیگر مثلا مدل های رشد گیاه نیز مورد استفاده قرار گیرد. بعبارت دیگر این سامانه یک مینی ایستگاه هواشناسی بوده که می تواند در بسیاری از عملیات زراعی و باغی مثلا هشدارهای وقع سرمازدگی نیز مورد استفاده قرار گیرد.

دسته فناوری کالا: 

فناوری زیستی، کشاورزی و صنایع غذایی

حوزه (های) کاربرد

  1. محیط زیست، آب، هواشناسی
  2. ابزاردقیق، اتوماسیون و کنترل
  3. کشاورزی و باغبانی و جنلگداری
  4. الکترونیک و سخت افزار

مشخصات فنی

این سامانه با بهره گیری از برد آردینو و قطعات مربوطه به اتصال از طریق بلوتوث و کاهنده و افزاینده های ولتاژ قادر خواهد بود در شرایط مختلف اقلیمی مورد استفاده قرار گیرد. سادگی و کم حجم بودن سامانه و قطعات به همراه سنسور های دما و رطوبت هوا و تشخیص شدت تابش باعث شده که هزینه های تولید آن به طور چشم گیری نسبت به ایستگاه های هواشناسی کاهش یابد و در مجموع سامانه نسبت به تجهیزات مشابه ارزان قیمت تر ولی با کارایی بیشتر در تعیین مصرف آب مورد استفاده قرار گیرد. سنسور های بکار گرفته شده دارای استاندارهای اتحادیه اروپا، علاوه بر دارا بودن دقت قابل قبول در اندازه گیری های میدانی از قیمت کمی برخوردار می باشد. تست های میدانی از مقادیر اندازه گیری شده آنان با مقادیر قرائت شده از این سامانه خطاء کمتر از پنج درصد را نمایش دادند که برای این گونه تجهیزات پذیرفته شده می باشد. ذخیره سازی ساعتی داده های آنان بمدت یکصد ساعت بر روی حافظه داخلی و انتقال آنان بصورت اتصال بلوتوثی، باعث شده کاربر دسترسی آسانی به روند وقوع رخدادهای جوی داشته باشد. بهینه سازی مصرف ولتاژ در سامانه باعت شده نیاز به باطری های ولتاژ بالا را حذف و با سلول خورشیدی با ولتاژ کم سامانه را راه اندازی کرد. حل الگوریتم بر روی سامانه و اپلیکیشن مربوطه قرار گرفته که به کمک آن می توان شرایط شاخصی از رطوبت خاک را جهت برنامه ریزی آبیاری معرفی کرد. بعبارت دیگر در این روش برنامه ریزی شرایط قطعی اعمال آبیاری و یا قطع آن از اولویت بیشتری نسبت به اندازه گیری دقیق و مطمئن منحنی مشخصه آب در خاک دارد. در اینجا در مرحله اول با بهرگیری از روش های منطق فازی تلاش می شود یک انطباقی بین تغییرات رطوبت خاک با تغییرات مصرف آب گیاه و ظرفیت توزیع آب بر قرار گردد. با این هدف، سامانه در یک قطعه معرف و مشخص از کل یک مزرعه استقرار یافته و با بهره گیری از سنسور های مربوطه مقادیر رطوبت آب خاک، دبی ورودی به قطعه و تبخیرتعرق گیاه را اندازه گیری و یا محاسبه می نماید. این سامانه با اندازه گیری های پیوسته در این قطعه حدود 100 تا 150 متری، پس از دو یا سه آبیاری یک ،ارتباط مناسب و معین از عوامل ایجاد بیلان بین مصرف آب گیاه، ذخیره آب خاک و حجم آب ورودی به منطقه ریشه بدست می آورد. بنابراین پس از چند دوره آبیاری مقادیر رطوبت خاک متناظر با شروع و یا قطع آبیاری معرفی می شوند.

برتری محصول

در این سامانه علاوه بر فرآیند پایش اطلاعات حاصله از سنسورها و ذخیره‌سازی آنان، در تحلیل شرایط سیستمیک توزیع و مصرف آب نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند. این سامانه نه تنها قادر خواهد بود که برنامه‌ریزی آبیاری را هوشمندانه انجام دهد بلکه همواره لیست کاملی از شرایط نحوه توزیع و مصرف آب را در اختیار بهره بردار قرار می‌دهد که می‌تواند در ارزیابی شبکه توزیع آب بسیار مفید باشد. تمام اطلاعاتی که بر روی حافظه جانبی سامانه ذخیره‌سازی شده‌ است، به گونه‌ای طبقه‌بندی شده‌ که تنها با ارسال یک پیامک ساده از طریق SMS و یا اتصال از طریق بلوتوث بتواند به کاربر ارسال شود. در این راستا آپلیکشنی طراحی شده که بر روی موبایل بهره بردار نصب می شود و می‌توان علاوه بر اتصال به سامانه از راه دور، در هر زمان تمامی اطلاعات لحظه ای، ساعتی و روزانه را دریافت نمود. این آپلیکیشن علاوه بر توانایی پردازش گرافیکی، می‌تواند تمامی اطلاعات ذخیره شده را از روزهای گذشته تحلیل و نمایش دهد. همچنین این سامانه و آپ مربوطه آن بطور دائم به سرور مرکزی متصل بوده و تمامی داده‌ها را برای گزارش گیری و نتایج مدل برنامه‌ریزی بر روی پایگاه داده آن ذخیره سازی می نماید که می‌تواند برای مدیران تصمیم‌گیرنده بسیار مفید باشد. این فرآیند بر اساس دانش نوین حاصله در برنامه ریزی آبیاری، انجام برخی مطالعات پایه که هم هزینه بر و زمان بر بوده را حذف خواهد کرد.