Des scientifiques du Centre fédéral de recherche de Saint-Pétersbourg (SPb FRC) de l'Académie des sciences de Russie, avec le soutien financier du ministère russe de l'Éducation et des Sciences, ont mis au point un système numérique national de gestion des fermes verticales qui cultivent des légumes verts. L'invention fonctionne sur un logiciel russe, elle peut être configurée individuellement pour une production efficace et automatisée de divers types de produits agricoles et contrôlée à distance via Internet à partir d'un ordinateur personnel ou d'un smartphone.
Une ferme verticale est un complexe agro-industriel où, dans un cycle fermé, quelles que soient la saison ou les conditions climatiques, diverses cultures (par exemple, la laitue ou les tomates) peuvent être cultivées. C'est une pièce fermée avec des conteneurs contenant des substances nécessaires à la croissance des cultures (sol, hydroponique ou aéroponique). Les réservoirs d'une ferme verticale sont placés en plusieurs «couches» les unes sous les autres, occupant ainsi tout l'espace. La pièce maintient une température, une humidité, un éclairage particuliers, etc. Aujourd'hui, ces exploitations s'étendent souvent sur de vastes territoires et fournissent aux villes des produits végétaux frais et variés.
Cependant, le fonctionnement d'une grande ferme nécessite un grand nombre d'employés et l'apport précis de nutriments et de lumière aux plantes et le maintien d'une certaine température. Par conséquent, pour le bon fonctionnement et l'efficacité de ces complexes agro-industriels, des systèmes d'automatisation de la production sont nécessaires.
«Nous avons développé un complexe numérique domestique qui permet une automatisation complète des processus de culture dans des fermes verticales de plantes telles que les fraises, divers types de salades et de micro-verts. Le développement lui-même comprend un logiciel avec une interface graphique conviviale, des modules matériels qui peuvent être formés en systèmes à des fins diverses, ainsi qu'un certain nombre de services qui peuvent relier de grands complexes de serres en une seule structure d'information », explique Anton Savelyev, responsable du laboratoire de systèmes robotiques autonomes du Centre fédéral de recherche de Saint-Pétersbourg de l'Académie des sciences de Russie. .
Le système numérique se compose de trois niveaux interconnectés. Le premier permet de configurer (formuler) les paramètres de fonctionnement des différentes unités agricoles : pompes, lampes, systèmes de maintien du microclimat, capteurs. La configuration passe par un module serveur local, qui vous permet de communiquer avec divers capteurs et actionneurs, ainsi que de stocker des données sur leur fonctionnement. Dans le même temps, les modules configurés du premier niveau fonctionnent indépendamment du serveur local dans un cycle donné.
Le deuxième niveau est un serveur local du complexe agricole, qui reçoit et agrège (combine) les données de tous les appareils. De cette façon, vous pouvez surveiller les performances du système, prévoir les pannes des modules et identifier les situations critiques (perte de communication avec les modules, violation de la pression dans le système d'irrigation, changement de la température optimale, etc.). De plus, tous les modules transmettent des informations à une distance allant jusqu'à 6 km d'une source dans une zone dégagée. Cela permet à l'utilisateur de renoncer aux fils, réduisant ainsi le coût de l'automatisation.
Si l'objet dispose d'Internet, le serveur local pourra le connecter au troisième niveau du système - le stockage en nuage. Il connecte plusieurs objets de fermes verticales en un seul réseau, assurant ainsi l'opérabilité de grands complexes. Et l'interface système vous permet de basculer entre différents complexes, de recevoir des informations sur le fonctionnement et les dysfonctionnements sur un ordinateur personnel, une tablette ou un smartphone, et ainsi de contrôler à distance l'entreprise.
"Le système peut être rapidement mis à l'échelle grâce à la communication sans fil et à la conception modulaire, et une interface claire permet à tout utilisateur de s'adapter rapidement pour saisir des paramètres de croissance spécifiques pour certaines cultures. De plus, le système est universel en termes de sol - il fonctionne avec un sol ordinaire, hydro- et aéroponique. Des analogues de notre développement sont fabriqués à l'étranger, par exemple aux Pays-Bas. Mais ils sont plusieurs fois plus chers et nécessitent des frais de maintenance réguliers. Nous proposons des modules et des logiciels de développement national conformes à la substitution des importations pour l'économie russe », explique Andrey Ronzhin, directeur du Centre de recherche fédéral de Saint-Pétersbourg de l'Académie des sciences de Russie.
Le développement permettra d'automatiser un certain nombre de processus à la ferme (maintien du microclimat, contrôle de l'approvisionnement en solution et du cycle de lumière), de surveiller rapidement les paramètres du système et d'accumuler des données, c'est-à-dire, dans certains cas, de se débarrasser du facteur humain . Cela augmentera la productivité des exploitations et améliorera la qualité du produit final.
Aujourd'hui, un système numérique de gestion des fermes verticales est en cours de mise en œuvre dans l'une des entreprises du complexe agro-industriel près de Saint-Pétersbourg.
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