აბსტრაქტულითანამედროვე სასოფლო-სამეურნეო ობიექტების ინტელექტუალიზაცია ძირითადად დამოკიდებულია ექსპლუატაციისა და მოვლა-პატრონობის სისტემაზე. ექსპლუატაციისა და მოვლა-პატრონობის სისტემის ინტელექტუალიზაცია პირდაპირ კავშირშია სათბურის ფუნქციონირების ყოვლისმომცველ ეფექტურობასთან და ასევე წარმოადგენს სასოფლო-სამეურნეო ობიექტების მოდერნიზაციას, რომელსაც პოპულარიზაციისა და სიღრმისეული განვითარების ღირებულება აქვს. ეს ნაშრომი წარმოგვიდგენს ინტელექტუალური ექსპლუატაციისა და მოვლა-პატრონობის სისტემის გამოყენებას ქინგდაოში მდებარე სასოფლო-სამეურნეო ობიექტების ბაზაზე, აანალიზებს მისი გამოყენების ეფექტს და აფასებს სისტემის პოპულარიზაციის ღირებულებას, რათა უზრუნველყოს საინფორმაციო წყარო შესაბამისი პრაქტიკოსებისთვის და გააფართოვოს დაკავშირებული სისტემების შემდგომი სიღრმისეული შესწავლა, რითაც გაუმჯობესდება სასოფლო-სამეურნეო ობიექტების ტექნიკური და ინტელექტუალური დონე.

საკვანძო სიტყვებიინტელექტუალური ექსპლუატაციისა და მოვლა-პატრონობის სისტემა; ობიექტის სოფლის მეურნეობა; გამოყენება

ჩინეთის სწრაფი განვითარების გამო, სოფლის მეურნეობის წარმოების ტრადიციული მეთოდები ვერ აკმაყოფილებს საზოგადოების მოთხოვნებს სოფლის მეურნეობის პროდუქციის ხარისხსა და რაოდენობაზე. თანამედროვე ინფრასტრუქტურული სოფლის მეურნეობა, რომელიც ხასიათდება მაღალი მოსავლიანობით, ეფექტურობითა და უმაღლესი ხარისხით, ბოლო წლებში სწრაფად განვითარდა და წარმოადგენს უზარმაზარ საბაზრო პოტენციალს. თუმცა, მსოფლიოს განვითარებულ სასოფლო-სამეურნეო ქვეყნებთან ან რეგიონებთან შედარებით, ჩინეთის ინფრასტრუქტურული სოფლის მეურნეობის ტექნოლოგიების დონე კვლავ მნიშვნელოვნად ჩამორჩება, განსაკუთრებით სოფლის მეურნეობის ნივთების ინტერნეტზე დაფუძნებული ინტელექტუალური ექსპლუატაციისა და მოვლა-პატრონობის სისტემების, როგორიცაა სოფლის მეურნეობის სენსორები და მანქანების ღრუბლოვანი ტვინები, გამოყენებაში, სადაც დიგიტალიზაცია სასწრაფო გაუმჯობესებას საჭიროებს.

1. სოფლის მეურნეობის ინტელექტუალური ექსპლუატაციისა და მოვლა-პატრონობის სისტემა

1.1 სისტემის განმარტება

სოფლის მეურნეობის ინტელექტუალური ექსპლუატაციისა და მოვლა-პატრონობის სისტემა არის ახალი სისტემური ტექნოლოგია, რომელიც ღრმად აერთიანებს ნივთების ინტერნეტის ტექნოლოგიას, ინტელექტუალური მართვის ტექნოლოგიას და სხვადასხვა სასოფლო-სამეურნეო პროცესებს, როგორიცაა დარგვა, შენახვა, დამუშავება, ტრანსპორტირება, მიკვლევადობა და მოხმარება. „სისტემა+აპარატურის“ ინტეგრაციის გზით, სოფლის მეურნეობის ინტელექტუალური ექსპლუატაციისა და მოვლა-პატრონობის სისტემა იყენებს ნივთების ინტერნეტის ძირითად ტექნოლოგიებს, როგორიცაა სენსორული ტექნოლოგია, გადაცემის ტექნოლოგია, დამუშავების ტექნოლოგია და საერთო ტექნოლოგია, რათა ყოვლისმომცველად გადაჭრას მრავალინტერაქტიული პრობლემები, როგორიცაა სოფლის მეურნეობის ინდივიდუალური იდენტიფიკაცია, სიტუაციური ცნობიერება, ჰეტეროგენული აღჭურვილობის ქსელი, მრავალწყაროიანი ჰეტეროგენული მონაცემების დამუშავება, ცოდნის აღმოჩენა და გადაწყვეტილების მხარდაჭერა.

1.2 ტექნიკური მარშრუტი

როგორც წესი, სოფლის მეურნეობის მართვის სისტემის სტრუქტურა ძირითადად შედგება აღქმის, ქსელისა და პლატფორმისგან. ამის საფუძველზე, საწარმოებს შეუძლიათ გააფართოვონ უფრო ლოგიკური ფენები სოფლის მეურნეობის ტიპებისა და ბიზნეს საჭიროებების შესაბამისად. სოფლის მეურნეობის ინტელექტუალური ოპერირებისა და მოვლა-პატრონობის სისტემის არქიტექტურა ნაჩვენებია ნახაზ 1-ში.

სოფლის მეურნეობის ობიექტების ინტელექტუალური ექსპლუატაციისა და მოვლა-პატრონობის საჭიროებების დასაკმაყოფილებლად, შესაძლებელია ისეთი სენსორების მორგება, როგორიცაა ტემპერატურისა და ტენიანობის სენსორი, ნახშირორჟანგის სენსორი, განათების სენსორი, დენის სენსორი, წყლის ნაკადის სენსორი, ნახშირორჟანგის ნაკადის სენსორი, ბუნებრივი აირის ნაკადის სენსორი, წონისა და წნევის სენსორი, ელექტროენერგეტიკული წნევის სენსორი და pH სენსორი, ხოლო დიდი მოთხოვნის მქონე საწარმოებს შეუძლიათ სენსორების კვლევა და განვითარება, ასევე მონაცემთა გადაცემის ძირითადი პროტოკოლის გამოყენება მონაცემთა სტაბილური გადაცემისა და აღრიცხვის უზრუნველსაყოფად.

1.3 განვითარების მნიშვნელობა

ინტელექტუალური ექსპლუატაციისა და მოვლა-პატრონობის სისტემა იყენებს ინტელექტუალურ სენსორულ ტექნოლოგიას, ინფორმაციის გადაცემის ტექნოლოგიას და ინტელექტუალური დამუშავების ტექნოლოგიას სასოფლო-სამეურნეო „საგნების ინტერნეტის“ მეშვეობით, რათა განახორციელოს რეალურ დროში მონიტორინგი და დისტანციური კონტროლი სასოფლო-სამეურნეო საქმიანობის ყველა რგოლზე, ხელი შეუწყოს სასოფლო-სამეურნეო წარმოების, მენეჯმენტისა და სტრატეგიული გადაწყვეტილებების ინტელექტუალურ ინფორმაციულიზაციას და მიაღწიოს სასოფლო-სამეურნეო წარმოების მაღალ ეფექტურობას, ინტენსიფიკაციას, მასშტაბირებას და სტანდარტიზაციას. და ბოლოს, განხორციელდება მოსავლის წარმოების ყველა რგოლის ვერტიკალური კავშირი და მთელი სასოფლო-სამეურნეო ინდუსტრიის ჯაჭვის ყველა რგოლის ჰორიზონტალური კავშირი. შეიქმნება წრიული ეკონომიკის ეკოლოგია დარგვის ტექნოლოგიების სისტემით, სასოფლო-სამეურნეო ტვინის პლატფორმით, სასოფლო-სამეურნეო სურსათის უვნებლობით, სასოფლო-სამეურნეო პროდუქტების სავაჭრო პლატფორმით, ახალი სასოფლო-სამეურნეო მიწოდების ჯაჭვის ფინანსური სისტემით, დამახასიათებელი სასოფლო-სამეურნეო ტურიზმით და დამატებითი დარგვითა და მოშენებით (სურათი 2).

 

2.წყლისა და სასუქის ინტეგრაციის საინფორმაციო მონიტორინგი

2.1 სისტემის პრინციპი

სისტემა ქოქოსის ქატოს მატრიცის წყლის შემცველობის, EC, pH და სხვა მნიშვნელობების აღმოჩენით ახორციელებს უარყოფით უკუკავშირს წყლისა და სასუქის სისტემასთან, რაც მნიშვნელოვან როლს ასრულებს მორწყვის ზუსტად წარმართვაში. სხვადასხვა დარგვის სცენის მახასიათებლების მიხედვით, მატრიცის მახასიათებლებისა და სტრუქტურის ანალიზისა და კვლევის გზით, შემუშავდება ემპირიული დროის მორწყვის მოდელი, მატრიცის წყლის პარამეტრის ზედა და ქვედა ზღვრის მორწყვის მოდელი; წყლისა და სასუქის ინტეგრირებული ინფორმაციის შეგროვების სისტემას შეუძლია მორწყვის მოდელის კონტროლი, ოპტიმიზაცია და იტერაცია შეიძლება განხორციელდეს უწყვეტად წარმოების, ექსპლუატაციისა და მოვლა-შენახვის პროცესში.

2.2 სისტემის შემადგენლობა

სისტემა შედგება სითხის შემყვანი შემკრები მოწყობილობისგან, სითხის დაბრუნების შემკრები მოწყობილობისგან, სუბსტრატის რეალურ დროში მონიტორინგის მოწყობილობისგან და საკომუნიკაციო კომპონენტისგან, სადაც სითხის შემყვანი შემკრები მოწყობილობა შედგება pH სენსორის, EC სენსორის, წყლის ტუმბოს, ნაკადის მრიცხველის და სხვა ნაწილებისგან; ხოლო სითხის დაბრუნების შემკრები მოწყობილობა შედგება წნევის სენსორის, pH სენსორის, EC სენსორის და სხვა ნაწილებისგან; სუბსტრატის რეალურ დროში მონიტორინგის მოწყობილობა შედგება სითხის დაბრუნების შემკრები უჯრისგან, სითხის დაბრუნების ფილტრის ეკრანისგან, წნევის სენსორისგან, pH სენსორისგან, EC სენსორისგან, ტემპერატურისა და ტენიანობის სენსორისგან და სხვა ნაწილებისგან. საკომუნიკაციო მოდული მოიცავს ორ LoRa მოდულს, ერთი ცენტრალურ საკონტროლო ოთახში და მეორე სათბურში (სურათი 3). სადენიანი კავშირი არსებობს კომპიუტერსა და ცენტრალურ საკონტროლო ოთახში განთავსებულ საკომუნიკაციო კომპონენტს შორის, უკაბელო კავშირი არსებობს ცენტრალურ საკონტროლო ოთახში განთავსებულ საკომუნიკაციო კომპონენტსა და სათბურში განთავსებულ საკომუნიკაციო კომპონენტს შორის, და სადენიანი კავშირი არსებობს სათბურში არსებულ საკომუნიკაციო კომპონენტსა და რელეს, სუბსტრატის აღმოჩენის კომპონენტსა და სითხის დაბრუნების აღმოჩენის კომპონენტს შორის (სურათი 4).

2.3 აპლიკაციის ეფექტები

ამ მონიტორინგის სისტემით წყლითა და სასუქით მორწყვის სისტემით უკუკავშირის ეფექტი შედარებულია მხოლოდ მომწოდებლების მიერ მოწოდებული მორწყვის სისტემის ეფექტთან. ამ უკანასკნელთან შედარებით, ამ მონიტორინგის სისტემით პომიდვრის მცენარეზე საშუალო მორწყვა დღეში 8.7%-ით მცირდება, დაბრუნებული სითხის მოცულობა კი 18%-ით, ხოლო დაბრუნებული სითხის EC მნიშვნელობა ძირითადად იგივეა, რაც აჩვენებს, რომ როდესაც ეს მონიტორინგის სისტემა გამოიყენება მორწყვისთვის, კულტურების მიერ საკვები ხსნარის შეწოვის კანონის შესაბამისად, კულტურების მიერ მეტი საკვები ხსნარი გამოიყენება. ამ ინტელექტუალური მორწყვის სისტემის გამოყენებით შესაძლებელია მორწყვის რაოდენობის შემცირება 29%-ით და დაბრუნებული სითხის საშუალოდ 53%-ით ემპირიულ დროით მორწყვასთან შედარებით (სურათი 5-6).

 

3. ინტერნეტ ნივთების (IoT) ბაზაზე დაფუძნებული გარემოსდაცვითი კონტროლის სისტემა

ქარხნებში მასშტაბური დინამიური სპექტრული კვანძების ზუსტი კონტროლის მოთხოვნის წინაშე, დანერგილია „საგნების ინტერნეტის შერწყმის“ ტექნოლოგია, რათა გადაჭრას მასშტაბური და ჰეტეროგენული კვანძების შეგროვების და ქარხნის განათების გარემოს ზუსტი კონტროლის პრობლემები. ქარხნის ინტელექტუალური განათების მართვის სისტემა იყენებს ინტელექტუალურ LED განათების მოწყობილობებს, როგორც გადამზიდავს და იყენებს WF-IOT დიდი მონაცემების შერწყმის „საგნების ინტერნეტის“ ტექნოლოგიას, რათა შექმნას მასშტაბური დეცენტრალიზებული ტერმინალური ქსელი, რომელიც მხარს უჭერს მონაცემთა შეგროვებას, გადაცემას და კონტროლს. სისტემის თავისუფლად დაჯგუფება შესაძლებელია წარმოების მოთხოვნების მიხედვით, ხოლო ქარხნის განათების მოწყობილობების სინათლის ინტენსივობა შეიძლება მუდმივად რეგულირდეს რეალურ დროში სხვადასხვა განათების პირობებისა და მცენარის ზრდის საჭიროებების შესაბამისად, რათა განხორციელდეს დამატებითი სინათლის ინტენსივობის და დამატებითი სინათლის რაოდენობის ზუსტი კონტროლი (სურათი 7). პერიფერიული ქსელის საშუალებით შესაძლებელია ისეთი სენსორული მონაცემების დინამიური შეგროვება და გადაცემა, როგორიცაა გარემო და განათება, და ამავდროულად, შესაძლებელია ენერგიის მოხმარების ონლაინ მონიტორინგი, ხოლო თითოეულ ზრდის ზონაში დამატებითი სინათლის ენერგიის მოხმარების რეალურ დროში აღრიცხვა.

სისტემა ახორციელებს მცენარეების სრულყოფილ მართვას სათბურის შიდა და გარე კონტროლის მონაცემების შეგროვებით და ასრულებს „მცენარეთა მართვის მოდელის“ პროდუქტის შემუშავებას. დენის, CO2-ის, ბუნებრივი აირის და წყლის სენსორების მეშვეობით ხორციელდება „ენერგეტიკული სისტემის“ მონიტორინგის მონაცემების შეგროვება. რობოტიზებული ხედვის ტექნოლოგიის გამოყენებით, ნაყოფის ფერის, ნაყოფის რაოდენობის, ნაყოფის ღეროს ზომის, ფოთლების, ღეროების და ა.შ. მონაცემების მეშვეობით, ხდება მოსავლის ზრდის მთელი პროცესის მონიტორინგი და ამოცნობა (სურათი 8).

4.სარეკლამო ღირებულება

სოფლის მეურნეობის ინტელექტუალური ექსპლუატაციისა და მოვლა-პატრონობის სისტემა, რომელიც იყენებს სამრეწველო ინტერნეტ პლატფორმის უპირატესობებს, ერთ ინვესტიციას, მომსახურების მრავალჯერად გამოყენებას და სამრეწველო ინტერნეტის გაზიარების კონცეფციას, ხელს უწყობს ობიექტების სოფლის მეურნეობაში „საგნების ინტერნეტის“ მშენებლობას დაბალი ფასითა და მაღალი ეფექტურობით და აუმჯობესებს ობიექტების სოფლის მეურნეობის ინტელექტუალურ და ეკოლოგიურ დონეს. მაგალითად, ქინგდაოს ლაიქსი ქალაქში სისტემის გამოყენებით განხორციელებული პროექტის გათვალისწინებით, სასუქის ყოვლისმომცველი გამოყენების მაჩვენებელი შეიძლება 90%-ს აღემატებოდეს, რაც სამჯერ აღემატება ტრადიციული ნიადაგის დამუშავების მაჩვენებელს. მთელი პროცესის განმავლობაში არ ხდება საწარმოო კანალიზაციის გამოყოფა, რაც 95%-ით ზოგავს წყალს მინდვრის დამუშავებასთან შედარებით და ამცირებს ნიადაგის სასუქით დაბინძურებას. ამ სისტემის მიერ სათბურში CO2-ის აღმოჩენის გზით, გარემო ფაქტორები, როგორიცაა ტემპერატურა და განათება სათბურის შიგნით და გარეთ, ყოვლისმომცველად ანალიზდება და CO2-ის მიწოდება რეგულირდება რეალურ დროში, რაც არა მხოლოდ აკმაყოფილებს მცენარეების საჭიროებებს, არამედ თავიდან აიცილებს ნარჩენებს, ეფექტურად აძლიერებს მოსავლის ფოტოსინთეზს, აჩქარებს ნახშირწყლების დაგროვებას, ზრდის მოსავლიანობას ერთეულ ფართობზე და აუმჯობესებს ბოსტნეულის ხარისხს. ექსპლუატაციისა და ტექნიკური მომსახურების მართვის სისტემის მთლიანმა კომპლექტმა უზრუნველყო სათბურის გარემოს კონტროლის ობიექტების ავტომატური მუშაობა, ყველა ამინდის პირობებში მომუშავე აღჭურვილობის ავტომატური და ზუსტი მუშაობა, ენერგიის ხარჯების 10%-ით და ხელით მუშაობის ხარჯების 60%-ით შემცირება და ამავდროულად, მას შეუძლია დამცავი რეაგირების განხორციელება, როგორიცაა ფანჯრის პირველივე ცდაზე დახურვა არასასურველი ამინდის პირობებისგან, როგორიცაა ძლიერი ქარი, წვიმა და თოვლი, რითაც ეფექტურად თავიდან აიცილებს სათბურის და სათბურში არსებული მოსავლის დაკარგვას უეცარი ცუდი ამინდის პირობებში.

5.დასკვნა

სოფლის მეურნეობის თანამედროვე განვითარება განუყოფელია სოფლის მეურნეობის ინტელექტუალური მართვის სისტემის კურთხევისგან. მხოლოდ შესაბამისი მართვის სისტემას, რომელსაც აქვს უფრო ძლიერი აღქმის, ანალიზისა და გადაწყვეტილების მიღების უნარი, შეუძლია წინსვლა მოდერნიზაციის გზაზე. სოფლის მეურნეობის ინტელექტუალური მართვის სისტემა მნიშვნელოვნად ამცირებს ხელოვნური მართვის ნაკლოვანებებს და ხელს უწყობს სოფლის მეურნეობის წარმოების, მართვისა და სტრატეგიული გადაწყვეტილებების ინტელექტუალურ ინფორმაციულობას. შეყვანის ზრდასთან და სისტემის გამოყენების სცენარების უწყვეტ გამდიდრებასთან ერთად, მისი მონაცემთა მოდელი მუდმივად უნდა განახლდეს და განმეორდეს მეტი მონაცემების საფუძველზე, გახდეს უფრო ინტელექტუალური და ყოვლისმომცველი გააუმჯობესოს თანამედროვე სოფლის მეურნეობის ინტელექტუალური ხარისხი.

დასასრული

[ციტირების ინფორმაცია]

ორიგინალი ავტორი შა ბიფენგი, ჟანგ ჟენგი და ა.შ. სათბურის მებაღეობა, სოფლის მეურნეობის ინჟინერიის ტექნოლოგია, 2024 წლის 19 აპრილი, 10:47, პეკინი