براساس تعریف، آبیاری تامین نیازآبی گیاه در منطقه ریشه به منظور کاهش استرس به کمبود آب می باشد. بنابراین مقادیر نیازابی محصولات زراعی و باغی از شاخص های بسیار مهم در مدیریت مصرف آب در کشاورزی می باشد. این سامانه با اندازه گیری دما و رطوبت هوا به همراه شدت تابش نور در یک بازه زمانی یکصد ساعته و ذخیره آنان در حافظه داخلی، مقادیر تبخیر تعرق پتانسیل را برای هر موقعیت مزرعه، باغ و یا هر پوشش سبزی بصورت ساعتی محاسبه می نماید. از آنجا که مقادیر نیازآبی گیاهان درصدی از این تبخیر تعرق پتانسیل می باشد، بهره بردار به سادگی می تواند بر اساس آن مدیریت مناسبی از مصرف آب داشته 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.

سامانه پایش نیازآبی محصولات زراعی و باغی در برنامه ریزی آبیاری

دسته فناوری کالا

فناوری زیستی، کشاورزی و صنایع غذایی

حوزه (های) کاربرد

محیط زیست، آب، هواشناسی
کشاوری، باغبانی و جنگلداری
ابزار دقیق، اتوماسیون و کنترل
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.

برتری محصول

شرایط اندازه گیری لحظه ای، ذخیره سازی ساعتی حداکثر و حداقل آنان و انتقال بصورت اتصال بلوتوثی به آپلیکیشن مربوطه از یک تابع خاصی پیروی می کند که همگی به الگوریتم بکار رفته در آپلیکیشن سامانه جهت محاسبات نیازآبی کمک می نمایند. این الگوریتم که از ترکیب فرآیند تصمیم گیری فازی و خودآموز تقویتی (Reinforcement Learning) حاصل شده می تواند بصورت هوشمندانه تمامی فرآیندهای قرائت، ذخیره سازی و برنامه ریزی آبیاری ها را مدیریت کند. در مدل ها و نرم افزار های مشابه ای که در ایستگاه های هواشناسی مورد استفاده قرار می گیرند، نیاز به برخی اندازه گیری های شاخص های چون سرعت باد و جزئیات تشعیشع می باشد. از آنجا که این سامانه برای استفاده در شرایط خشک و نمیه خشک طراحی شده، این شاخص ها در نتیجه نهایی این مدل ها (مثلا پنمن منتیث) تاثیر معنی داری ندارند. با این حال در آپلیکیشن این سامانه امکان ورود مقادیری غیر از مقادیر پیش فرض این شاخص ها در نظر گرفته شده که کار بر در صورت دستیابی به مقادیر اندازه گیری آنان می تواند نتایج محاسبات مرتبط به آنان را مشاهد نماید. علاوه بر اضافه نمودن این گزینه در بروز رسانی این پارامترها که ممکن است در برخی مناطق بر محاسبات موثر باشند، در الگوریتم این سامانه فرآیندی در نظر گفته شده که نتایج این مدل اولیه همواره با روش دیگری (مثلا هارگریوز سامانی) که فقط به ورودی دما و رطوبت هوا متکی است مقایسه می شوند. در این فرآیند مقایسه ای، هموار مدلی کنترلی برگرفته از خودآموز تقویتی (Reinforcement Learning) در گزارش دهی نتیجه نهایی دو روش فوق نظارت می نماید. از این رو مقادیر ساعتی تبخیر تعرق پتانسیل خروجی دو مدل کلاسیک فوق نبوده بلکه خروجی این مدل کنترلی است.