گلخانه هوشمند یک انقلاب بزرگ در کشاورزی به شمار می‌آید که در آن از طریق حسگرها، محرک‌ها و سیستم‌های نظارتی و کنترلی شرایط رشد بهینه‌ای را برای گیاهان و انواع محصولات کشاورزی فراهم می‌کند. هوشمندسازی گلخانه می‌تواند اثر مستقیمی روی کیفیت و کمیت محصولات کشاورزی داشته باشد و از جهات مختلف سودمند باشد.
با اینفورتک در ادامه این مقاله همراه باشید تا با مهم‌ترین ویژگی‌ها و کاربردهای گلخانه هوشمند آشنا شوید.
گلخانه هوشمند و اهمیت آن
گلخانه هوشمند در واقع گلخانه‌ای است که در آن از انواع مختلف تجهیزات هوشمندسازی مانند انواع حسگرها، تجهیزات نظارتی، تکنولوژی‌های پیشرفته مانند هوش مصنوعی و یادگیری ماشین و البته محاسبات ابری استفاده شده است. استفاده از این تجهیزات باعث می‌شود تا یک نظارت کامل روی روند رشد گیاهان و محصولات کشاورزی در گلخانه‌ها وجود داشته باشد. در نتیجه روند رشد آنها به میزان زیادی بهینه‌سازی شود. با وجود این‌که به نظر می‌رسد هوشمندسازی انواع گلخانه‌ها یک عملیات صنعتی است ولی می‌توان از آنها در باغچه‌های خانگی نیز استفاده کرده و از مزایای آن نهایت بهره را برد.
در واقع هوشمندسازی انواع گلخانه‌ها حتی برای گلخانه‌هایی با ابعاد بسیار کوچک نیز قابل انجام است و می‌تواند کمک کند تا روند رشد گیاهانی که در گلخانه هستند را بهینه‌سازی کرد. دقت داشته باشید که اتوماسیون گلخانه‌ای می‌تواند به میزان زیادی به کاهش هزینه‌هایی که یک گلخانه دارد کمک کرده و دسترسی به محصولات مختلف را برای صاحب گلخانه یا نیرویی که در داخل گلخانه در حال کارکردن است ساده‌تر کند. امروزه تکنولوژی‌هایی که در گلخانه‌ها استفاده می‌شوند کاملا منحصربه‌فرد هستند که در ادامه بیشتر درباره آنها صحبت می‌کنیم.
در راستای آشنایی شما با صنعت نسل 4 و تکنولوژی‌های آن، اینفورتک دوره‌ای در این حوزه برگزار می‌کند. در صورت تمایل، با کلیک بر روی لینک زیر می‌توانید اطلاعات بیشتری کسب نمایید.
تجهیزات گلخانه هوشمند
انواع مختلفی از سنسورها امروزه برای گلخانه‌های هوشمند مورد استفاده قرار می‌گیرند، استفاده از این تجهیزات و سنسورها باعث نظارت کامل روی شرایط زیست‌محیطی و کنترل اتوماسیون می‌شود.در ادامه تعدادی از سنسورهای گلخانه هوشمند را معرفی می‌کنیم:
- سنسورهای نظارت روی رطوبت محیط
- سنسورهای کنترل دما
- سنسورهای رطوبت خاک
- سنسورهای مخصوص بررسی میزان نور موجود در محیط
- سنسورهای بررسی PH خاک
- سنسورهای بررسی کیفیت هوا
- سنسورهای بررسی میزان دی‌اکسیدکربن موجود در هوا
از دیگر تجهیزاتی که امروزه در یک گلخانه هوشمند به آن نیاز است می‌توان به تجهیزات شبکه و اینترنت اشاره کرد. اطلاعاتی که از طریق این سنسورها دریافت می‌شوند حتما باید توسط شبکه اینترنت به مرکز پردازش اطلاعات منتقل شده و مورد بررسی قرار گیرند. تکنولوژی‌های مرتبط با هوش مصنوعی، یادگیری ماشین و تکنولوژی‌های اتوماسیون نرم‌افزاری تجهیزاتی هستند که امروزه برای بررسی داده‌های دریافتی و نتیجه‌گیری از آنها مورداستفاده قرار می‌گیرند.
در مرحله بعدی تجهیزات عملیاتی قرار دارند که وظیفه آنها تنظیم شرایط است. به‌عنوان‌مثال این تجهیزات که تحت تکنولوژی اینترنت اشیا کار می‌کنند می‌توانند میزان دما، رطوبت و … را تنظیم کرده و شرایط بهتری را برای گلخانه‌های هوشمند فراهم کنند.
مزایای گلخانه هوشمند
- حفظ شرایط اقلیمی: حسگرهای حوزه اینترنت اشیا که در گلخانه‌های هوشمند مورد استفاده قرار می‌گیرند به کشاورزان اجازه می‌دهند تا بتوانند داده‌هایی را از نقاط مختلف جمع‌آوری کرده و عوامل محیطی و شرایط اقلیمی را خیلی سریع بررسی کنند. به عنوان مثال آنها می‌توانند میزان نور محیط، میزان رطوبت و مواردی از این قبیل را بررسی کرده و آنها را تنظیم کنند. به این ترتیب شرایط اقلیمی محیط گلخانه کاملا یکسان و ثابت خواهد بود که این موضوع می‌تواند برای رشد گیاهان بسیار مفید باشد.
- بهبود شیوه‌های آبیاری و کوددهی: علاوه بر پارامترهای محیطی، گلخانه‌های هوشمند به کشاورزان این امکان را می‌دهند که از شرایط محصول خود آگاه باشند. این مسئله تضمین می‌کند که فعالیت‌های آبیاری و کوددهی مطابق با نیازهای واقعی گیاهان انجام شده و در نتیجه عملکرد حداکثری را برای محصولات شما به همراه داشته باشد. از طرف دیگر اندازه‌گیری میزان شوری خاک نیز می‌تواند در زمینه کوددهی به این گیاهان بسیار مفید باشد.
- کنترل عفونت و جلوگیری از شیوع بیماری‌ها: آلودگی‌های محصولات کشاورزی یک چالش بسیار مهم در کشاورزی امروزی است. هر نوع شیوع بیماری می‌تواند تلفات سنگینی را به محصولات وارد کند. امروزه درمان‌های شیمیایی مخصوصی برای جلوگیری از بروز این بیماری‌ها وجود دارد؛ ولی این که دقیقا چه زمانی باید از محصولات شیمیایی استفاده کرد از اهمیت زیادی برخوردار است. تجهیزات اینترنت اشیا و هوش مصنوعی می‌توانند این زمان را به طور دقیق برای کشاورزان مشخص کنند.
- کاهش هزینه‌ها: یکی از مهم‌ترین مزایای گلخانه‌های هوشمند این است که آنها می‌توانند به میزان زیادی در کاهش هزینه‌های کشاورزان موثر و مفید واقع شوند. با توجه به کاهش مصرف انرژی و آب با هوشمندسازی گلخانه می‌توان انتظار داشت که هزینه‌های نگهداری از گلخانه نیز به همان نسبت کاهش پیدا کند.
گلخانه هوشمند در ایران
امروزه پای گلخانه هوشمند به ایران نیز باز شده است و در سال‌های اخیر شاهد این موضوع بوده‌ایم که بسیاری از افراد تقاضای هوشمندسازی گلخانه خود را داشته‌اند. یک نکته بسیار مهم در خصوص این موضوع وجود دارد و آن این است که گلخانه‌های هوشمند در ایران به علت تجهیزاتی که وجود دارد چندان پیشرفته نیستند؛ ولی با این حال هنوز هم نسبت به گلخانه‌های عادی دارای کیفیت و عملکرد بهتری بوده و می‌توانند محصولاتی بهتر و با اندازه بیشتر را تولید کنند.
پیشنهاد مطالعه: کشاورزی هوشمند
باتوجه‌به این مسئله که تکنولوژی‌های اینترنت اشیا و هوش مصنوعی و البته حسگرهایی که امروزه در این حوزه استفاده می‌شوند در ایران جز تکنولوژی‌های جدید به شمار می‌آیند پیش‌بینی می‌شود که در آینده‌ای نزدیک گلخانه‌های هوشمند در ایران نیز پیشرفت کرده و عملکرد بسیار بهتری را در مقایسه با گذشته ارائه دهند. پس کشاورزانی که در حال حاضر علاقه‌مند به گلخانه‌ها و بهینه‌سازی عملکرد آنها هستند می‌توانند با سرمایه‌گذاری روی این موضوع به سود زیادی دست پیدا کنند.
ساخت گلخانه هوشمند
برای طراحی و ساخت گلخانه هوشمند باید به چند نکته کلیدی و بسیار مهم در این زمینه دقت داشت. این موارد در واقع استانداردهایی هستند که با رعایت‌کردن آنها می‌توان به شکل بهتر و ساده‌تر و البته بهینه‌تری اقدام به هوشمندسازی گلخانه خود کرد.
- در گام نخست باید فضای گلخانه را مدنظر قرار داد. در واقع باید ابعاد آن را اندازه‌گیری کرد و با کمک‌گرفتن از کارشناسانی که در این حوزه فعالیت دارند مشخص کرد که دقیقا به چه تجهیزات و با چه توانایی‌هایی و البته در چه تعدادی نیاز هست.
- در مرحله بعدی باید فرایند خرید تجهیزات را انجام داد که ممکن است کاری سخت و دشوار باشد. امروزه برندهای مختلفی اقدام به تولید و ساخت انواع تجهیزات مربوط به گلخانه هوشمند کرده‌اند که انتخاب از میان آنها ممکن است کمی سخت و دشوار باشد. برای خرید این تجهیزات باید اطمینان حاصل کرد تجهیزاتی که خریداری می‌شوند قابلیت اجرایی داشته باشند و می‌توان به شکلی مطمئن بتوانید از آنها استفاده کرد.
- بررسی شرایط آب‌وهوایی از دیگر اقداماتی است که پیش از ساخت گلخانه باید انجام داد.
- در مرحله بعدی باید ساختار اصلی گلخانه را ایجاد کرد. با کمک کارشناسان باید مشخص کرد که هریک از تجهیزات در چه موقعیتی قرار بگیرند. این ساختار اصلی را به شکلی طراحی کرد که در نهایت باعث عملکرد بهینه گلخانه شود.
- پس از مشخص شدن ساختار اصلی گلخانه و نصب شدن تجهیزات اصلی که خریداری شده‌اند می‌توان دیواره‌ها و سایر تجهیزات این‌چنینی را قرار داده و سپس وارد مراحل تخصصی‌تر شد.
- سیستم ضد چکه دارای اهمیت بسیار زیادی برای گلخانه هوشمند است که حتما باید آن را بادقت نصب کرد. این سیستم قطرات شبنم تشکیل شده را به‌راحتی جذب می‌کند و به این ترتیب باعث استحکام هرچه بیشتر و طول عمر بالای گلخانه‌های هوشمند خواهد شد. از طرف دیگر نباید فراموش کرد که این سیستم می‌تواند به میزان زیادی روی زیبایی هرچه بیشتر گلخانه‌های هوشمند نیز اثرگذار باشد.
- مرحله بعدی مربوط به نصب‌کردن مواد پوششی در گلخانه‌های هوشمند است. برای این کار می‌توان از دو نوع متریال مختلف استفاده کرد که هریک از آنها دارای مزایای مخصوص به خود هستند. اولین متریال شیشه‌های سکوریت هستند که عملکرد ایمنی خوبی داشته و در برابر نیروهای خارجی کاملا مقاوم هستند. آنها استحکام و پایداری حرارتی بالاتری در مقایسه با شیشه‌های عادی دارند. شیشه‌های عایق دولایه نیز از دیگر متریال‌های کاربردی در این زمینه هستند که در کنار زیبایی مقاومت بالا و انتقال نور خوبی نیز دارند.
به‌این‌ترتیب می‌توان یک گلخانه هوشمند را در هر محیطی ایجاد کرد. البته نباید فراموش کرد که هوشمندسازی گلخانه یک فرایند کاملا تخصصی است که باید توسط یک تیم کاملا حرفه‌ای انجام شود. تیمی که این کار را انجام می‌دهد باید با تکنولوژی‌های جدید در این حوزه از جمله اینترنت اشیا و یادگیری ماشین آشنا بوده و با فرایندهای اتوماسیون نیز آشنایی خوبی داشته باشد.
خلاصه مطلب
گلخانه هوشمند گلخانه‌ای است که در آن از تجهیزات به‌روز مانند انواع حسگرها، اینترنت اشیا، محاسبات ابری و … استفاده شده است. این گلخانه‌ها به بهینه‌سازی تولید محصولات و کاهش هزینه‌ها در گلخانه‌ها کمک شایانی کرده و می‌توانند کیفیت و کمیت محصولات را نیز ارتقا دهند. هوشمندسازی گلخانه نیاز به تجهیزات خاصی مانند انواع حسگرها، شبکه اینترنت، محاسبات ابری و … دارد.
منابع: