گلخانه‌های هوشمند با فناوری اینترنت اشیا، راندمان کشاورزی را افزایش می‌دهند.

تصور کنید گلخانه‌ای که در آن محصولات در تمام طول سال رشد می‌کنند، بدون تأثیر از سرمای زمستان یا گرمای تابستان. این دیگر یک رویای دور نیست، بلکه واقعیتی است که توسط اینترنت اشیا (IoT) ممکن شده است. مدیریت سنتی گلخانه، متکی بر کار دستی و شهود، اغلب با ناکارآمدی، هزینه‌های بالا و عوامل محیطی غیرقابل پیش‌بینی دست و پنجه نرم می‌کند. امروزه، حسگرهای پیشرفته، اتوماسیون و نرم‌افزارهای هوشمند، سیستم‌های کنترل دقیق و کارآمد انرژی گلخانه را ممکن می‌سازند - که عصر جدیدی از کشاورزی را نوید می‌دهد.

IoT دنیای فیزیکی و دیجیتال را به هم متصل می‌کند. در گلخانه‌ها، مجموعه‌ای از حسگرها به عنوان یک سیستم عصبی عمل می‌کنند و به طور مداوم دما، رطوبت، شدت نور، CO ₂ سطوح، رطوبت خاک، pH و هدایت الکتریکی را نظارت می‌کنند. این معیارها از طریق شبکه‌های بی‌سیم قوی (مانند Mesh WiFi) به یک کامپیوتر مرکزی منتقل می‌شوند، جایی که الگوریتم‌ها داده‌ها را تجزیه و تحلیل می‌کنند و تنظیمات را برای تهویه، گرمایش، آبیاری و کوددهی خودکار می‌کنند. نتیجه؟ دقت بی‌سابقه در مدیریت محصول.

سیستم‌های خودکار مزایای تحول‌آفرینی را ارائه می‌دهند:

• شرایط رشد بهینه: حسگرها محیط را متناسب با نیازهای محصول تنظیم می‌کنند و باعث افزایش عملکرد و کیفیت می‌شوند.
• صرفه جویی در انرژی و هزینه: سیستم‌های هوشمند با فعال کردن گرمایش، سرمایش یا آبیاری فقط در صورت لزوم، ضایعات را به حداقل می‌رسانند. به عنوان مثال، تهویه به طور پویا با آب و هوای بیرون تنظیم می‌شود و وابستگی به کنترل دما را کاهش می‌دهد.
• بهره‌وری نیروی کار: اتوماسیون کارهای تکراری مانند آبیاری و کوددهی را انجام می‌دهد، کارگران را برای فعالیت‌های با ارزش‌تر آزاد می‌کند و در عین حال خطای انسانی را کاهش می‌دهد.
• نظارت از راه دور: کشاورزان می‌توانند شرایط را ردیابی کنند و تنظیمات را از هر کجا از طریق دستگاه‌های تلفن همراه یا رایانه‌ها تنظیم کنند.

یک سیستم کاملاً یکپارچه شامل موارد زیر است:

• حسگرها: دستگاه‌هایی که دما، رطوبت، نور، CO ₂ ، معیارهای خاک و آب و هوای خارجی را اندازه‌گیری می‌کنند. دقت و دوام بسیار مهم است.
• مرکز کنترل: یک کامپیوتر مرکزی داده‌ها را پردازش می‌کند، دستورات را اجرا می‌کند و با تجهیزات ارتباط برقرار می‌کند.
• عملگرها: سخت‌افزارهایی مانند دریچه‌ها، بخاری‌ها، صفحات سایه‌انداز و شیرهای آبیاری که به دستورالعمل‌های سیستم پاسخ می‌دهند.
• نرم‌افزار: رابط‌های کاربرپسند برای تنظیم پارامترها، تجسم داده‌ها و تولید گزارش.
• شبکه‌های بی‌سیم: Mesh WiFi اتصال قابل اعتماد را در فضاهای وسیع یا تقسیم‌شده گلخانه تضمین می‌کند.

سیستم‌های پیشرفته محیط‌ها را برای محصولات خاص سفارشی می‌کنند:

• دما: گرمایش چند مرحله‌ای از استرس حرارتی در طول مراحل رشد بحرانی جلوگیری می‌کند.
• رطوبت: مه‌پاشی یا تهویه خودکار با کپک و بیماری مبارزه می‌کند.
• نور: سایه‌های قابل تنظیم و LEDهای مکمل، فتوپریودها را تنظیم می‌کنند.
• CO ₂ : سیستم‌های غنی‌سازی فتوسنتز را در طول ساعات روز افزایش می‌دهند.
• آبیاری: حسگرهای رطوبت خاک سیستم‌های قطره‌ای یا اسپری را برای جلوگیری از آبیاری بیش از حد/کم آبیاری فعال می‌کنند.
• کوددهی: دوز مواد مغذی با آبیاری برای تحویل کارآمد ادغام می‌شود.

آبیاری سیلابی سنتی باعث هدر رفتن آب و تخریب خاک می‌شود. سیستم‌های مدرن از موارد زیر استفاده می‌کنند:

• پروب‌های خاک: حسگرهای ظرفیت یا تنسیومتر، رطوبت ناحیه ریشه را اندازه‌گیری می‌کنند.
• شیرهای خودکار: آبیاری زمان‌بندی‌شده یا مبتنی بر تقاضا با نیازهای محصول همسو می‌شود.
• کودآبیاری: ترکیب آب و مواد مغذی، جذب را به حداکثر می‌رساند و در عین حال رواناب را کاهش می‌دهد.

گره‌های بی‌سیم با باتری، کابل‌کشی دست و پا گیر را حذف می‌کنند و بازسازی‌ها را در سازه‌های موجود ساده می‌کنند. شبکه‌های مش، جریان داده‌های یکپارچه را حتی در گلخانه‌های فلزی تضمین می‌کنند.

تجزیه و تحلیل‌های تاریخی، همبستگی بین عوامل محیطی و عملکرد محصول را نشان می‌دهد و به کشاورزان امکان می‌دهد استراتژی‌ها را در طول زمان اصلاح کنند. مدل‌های پیش‌بینی‌کننده می‌توانند عملکرد را بر اساس شرایط بی‌درنگ پیش‌بینی کنند.

هلند نمونه‌ای از کشاورزی مبتنی بر IoT است، با گلخانه‌های خودکار که به بهره‌وری و پایداری بی‌سابقه دست یافته‌اند. موفقیت آنها پتانسیل جهانی این فناوری را برجسته می‌کند.

پیشرفت‌های آینده ممکن است شامل موارد زیر باشد:

• سیستم‌های کنترل تطبیقی ​​مبتنی بر هوش مصنوعی
• حسگرهای فوق طیفی برای تشخیص زودهنگام بیماری
• ادغام انرژی تجدیدپذیر
• طرح‌های مدولار برای مزارع عمودی شهری

با بلوغ IoT، گلخانه‌های هوشمند به سنگ بنای کشاورزی مقاوم در برابر آب و هوا تبدیل خواهند شد - تضمین امنیت غذایی در عین حفظ منابع. انقلاب در حال انجام است و برداشت‌های فردا با نوآوری‌های امروز تعریف خواهد شد.