Wissenschaftler des St. Petersburg Federal Research Center (SPb FRC) der Russischen Akademie der Wissenschaften haben mit finanzieller Unterstützung des russischen Ministeriums für Bildung und Wissenschaft ein inländisches digitales System zur Verwaltung vertikaler Farmen entwickelt, die Gemüse anbauen. Die Erfindung läuft auf russischer Software, sie kann individuell für eine effiziente und automatisierte Produktion verschiedener Arten von landwirtschaftlichen Produkten konfiguriert und über das Internet von einem PC oder Smartphone aus ferngesteuert werden.
Eine vertikale Farm ist ein agroindustrieller Komplex, in dem in einem geschlossenen Kreislauf, unabhängig von Jahreszeit oder klimatischen Bedingungen, verschiedene Feldfrüchte (z. B. Salat oder Tomaten) angebaut werden können. Es ist ein geschlossener Raum mit Behältern, die Substanzen enthalten, die für den Anbau von Pflanzen (Erde, Hydroponik oder Aeroponik) erforderlich sind. Tanks in einer vertikalen Farm werden in mehreren „Schichten“ untereinander platziert und nehmen effektiv den gesamten Raum ein. Der Raum behält eine spezielle Temperatur, Feuchtigkeit, Beleuchtung und so weiter bei. Heute erstrecken sich solche Farmen oft über große Flächen und versorgen Städte mit frischen und abwechslungsreichen Pflanzenprodukten.
Der Betrieb einer großen Farm erfordert jedoch eine große Anzahl von Mitarbeitern und die genaue Versorgung der Pflanzen mit Nährstoffen und Licht sowie die Aufrechterhaltung einer bestimmten Temperatur. Daher sind für den reibungslosen und effizienten Betrieb solcher agroindustriellen Komplexe Produktionsautomatisierungssysteme erforderlich.
„Wir haben einen inländischen digitalen Komplex entwickelt, der eine vollständige Automatisierung der Anbauprozesse in vertikalen Farmen von Pflanzen wie Erdbeeren, verschiedenen Salatsorten und Microgreens ermöglicht. Die Entwicklung selbst umfasst Software mit einer benutzerfreundlichen grafischen Oberfläche, Hardwaremodule, die zu Systemen für verschiedene Zwecke geformt werden können, sowie eine Reihe von Diensten, die große Gewächshauskomplexe zu einer einzigen Informationsstruktur verbinden können“, sagt Anton Savelyev, Leiter des Labors für autonome Robotersysteme des Bundesforschungszentrums St. Petersburg der Russischen Akademie der Wissenschaften. .
Das digitale System besteht aus drei miteinander verbundenen Ebenen. Mit der ersten können Sie die Betriebsparameter verschiedener landwirtschaftlicher Einheiten konfigurieren (formen): Pumpen, Lampen, Mikroklima-Wartungssysteme, Sensoren. Die Konfiguration durchläuft ein lokales Servermodul, mit dem Sie mit verschiedenen Sensoren und Aktoren kommunizieren und Daten über deren Funktion speichern können. Gleichzeitig arbeiten die konfigurierten Module der ersten Ebene unabhängig vom lokalen Server in einem bestimmten Zyklus.
Die zweite Ebene ist ein lokaler Server des landwirtschaftlichen Komplexes, der Daten von allen Geräten empfängt und aggregiert (kombiniert). Auf diese Weise können Sie die Leistung des Systems überwachen, Modulausfälle vorhersagen und kritische Situationen identifizieren (Kommunikationsverlust mit den Modulen, Drucküberschreitung im Bewässerungssystem, Änderung der optimalen Temperatur usw.). Darüber hinaus übertragen alle Module Informationen in einer Entfernung von bis zu 6 km von einer Quelle auf freiem Feld. Dadurch kann der Anwender auf Kabel verzichten und damit die Automatisierungskosten reduzieren.
Wenn das Objekt über Internet verfügt, kann der lokale Server es mit der dritten Ebene des Systems – dem Cloud-Speicher – verbinden. Es verbindet mehrere Objekte vertikaler Farmen zu einem einzigen Netzwerk und stellt so die Funktionsfähigkeit großer Komplexe sicher. Und die Systemschnittstelle ermöglicht es Ihnen, zwischen verschiedenen Komplexen zu wechseln, Informationen über den Betrieb und Störungen auf einem PC, Tablet oder Smartphone zu erhalten und so das Unternehmen fernzusteuern.
„Das System kann dank drahtloser Kommunikation und modularem Design schnell skaliert werden, und eine übersichtliche Benutzeroberfläche ermöglicht es jedem Benutzer, sich schnell anzupassen, um spezifische Anbauparameter für bestimmte Pflanzen einzugeben. Darüber hinaus ist das System universell in Bezug auf die Erde – es funktioniert mit gewöhnlicher Erde, Hydro- und Aeroponik. Analoge unserer Entwicklung werden im Ausland hergestellt, beispielsweise in den Niederlanden. Sie sind jedoch um ein Vielfaches teurer und erfordern eine regelmäßige Wartungsgebühr. Wir bieten Module und Software für die heimische Entwicklung im Einklang mit der Importsubstitution für die russische Wirtschaft an“, sagt Andrey Ronzhin, Direktor des St. Petersburger Bundesforschungszentrums der Russischen Akademie der Wissenschaften.
Die Entwicklung wird dazu beitragen, eine Reihe von Prozessen auf dem Bauernhof zu automatisieren (Aufrechterhaltung des Mikroklimas, Steuerung der Lösungszufuhr und des Lichtzyklus), Systemparameter schnell zu überwachen und Daten zu sammeln, dh in einigen Fällen den menschlichen Faktor loszuwerden . Dies wird die Produktivität der landwirtschaftlichen Betriebe steigern und die Qualität des Endprodukts verbessern.
Jetzt wird in einem der Unternehmen des agroindustriellen Komplexes in der Nähe von St. Petersburg ein digitales System zur Verwaltung vertikaler Farmen implementiert.
Quelle