یکی از مهم‌ترین و اساسی‌ترین دغدغه‌های انسان امروزی موضوع کمبود آب است. این مسئله بخصوص در کشورها و مناطقی که از آب و هوای خشک برخوردار هستند بیشتر به چشم می‌آید. یکی از مهم‌ترین بخش‌هایی که در هر کشور بیشترین میزان مصرف آب را به خود اختصاص می‌دهد بخش کشاورزی است. یکی از مهم‌ترین نکات در حوزه مصرف آب در بخش کشاورزی، مدت زمان آبیاری مزارع و باغات است. بیشتر محصولات کشاورزی به علت خشکسالی و در نتیجه بی‌آبی و یا کم آبی نابود می‌شوند که در واقع علت اصلی آن کم شدن رطوبت خاک و نرسیدن به موقع و کافی آب به محصولات است. کشاورزی هوشمند روشی موثر برای کاهش مصرف آب است.

کشاورزی هوشمند چیست؟

کشاورزی هوشمند در واقع به بکارگیری فناوری‌هایی همچون اینترنت اشیا، حسگرها، سیستم های مکان یابی، روبات‌ها و هوش مصنوعی که با هدف کنترل مزرعه به منظور افزایش کیفیت و کمیت محصولات و همچنین افزایش بهره وری نیروی کار مورد استفاده در مزارع اطلاق می‌شود. کشاورزی هوشمند قادر است در بخش‌هایی همچون کشت محصول، آبیاری، سم پاشی و برداشت محصول به کشاورز کمک کند.

سیستم آبیاری هوشمند چیست؟

سیستم آبیاری هوشمند در واقع به سیستمی گفته می‌شود که با بهره‌گیری از برنامه‌های از قبل تعریف شده توسط کاربر، گیاه یا گیاهان را در هر نوع زمینی بسته به نیاز گیاه آبیاری می‌کند.  

از جمله مزایای این سیستم آبیاری که سبب می‌شود در انواع زمین‌ها و گلخانه‌ها، باغات، فضای سبز و … به کار گرفته شود این است که اولا در مصرف آب به میزان قابل ملاحظه‌ای صرفه‌جویی می‌شود و دوما منعطف بودن و خاصیت انطباق پذیری این سیستم است که می‌تواند خود را با هر نوع زمینی و متناسب با نیاز گیاه سازگار کند.  

همچنین با نصب این سیستم در فضاهای سبز این امکان فراهم می‌شود که سیستم‌های آبیاری نصب شده در محیط همچون سیستم قطره‌ای و بارانی را نیز مدیریت نمود. در بخش فضای سبز و باغداری این امکان وجود دارد که با نصب و راه اندازی تجهیزات آبیاری تحت فشار و استفاده از سیستم هوشمند آبیاری بر روی تجهیزات آبیاری تحت فشار فرآیند هوشمند سازی و مکانیزه کردن آبیاری را نیز محقق ساخت.

با نصب و راه اندازی ایستگاه‌های سیستم هوشمند آبیاری و تبدیل زمین به چندین واحد آبیاری، این امکان فراهم می‌شود که فرآیند آبیاری را حتی با حداقل آب انجام داد.

با استفاده از سامانه بی‌سیم سیستم هوشمند آبیاری و برقراری ارتباط بی‌سیم امن و مطمئن، عملا می‌توان هکتارها زمین کشاورزی یا باغ را بدون هیچ محدودیتی تحت پوشش سیستم هوشمند آبیاری درآورد.

این سیستم‌ها به کشاورز یا باغدار این امکان را می‌دهد که فضای سبز و یا زمین کشاورزی را در هر ساعتی از شبانه روز آبیاری کند و تاثیرات منفی بی آبی و یا کم آبی را بر روی گیاهان و محصولات کشاورزی به حداقل برساند.

با توجه به اینکه این سیستم آبیاری بسیار دقیق و هدفمند است می‌توان حداکثر بهره وری را با حداقل میزان آب به دست آورد. با توجه به موضوع خشکسالی و کمبود آب در ایران و با در نظر گرفتن این مسئله که بیش از 80 درصد از آب در بخش کشاوری مصرف می‌شود، استفاده از روش‌هایی همچون آبیاری هوشمند یک روش مطمئن و کارآمد برای مقابله با بحران کم آبی و مدیریت درست آن می‌باشد.

اهداف اصلی سیستم آبیاری هوشمند

1. تعیین میزان رطوبت خاک به وسیله‌ی سنسورها و سیستم هوشمند و مشخص کردن زمان آبياری و در نتیجه امکان مدیریت آبیاری فضای سبز

2. انجام آبياری بر اساس سیستم زمان‌بندی و در ساعات خنک روز به منظور صرفه جويی و کاهش مصرف آب

3. تنظیم دبی و فشار آب در قسمت‌های مختلف

4. قطع و وصل جریان آب در زمان‌های مختلف به صورت اتوماتیک و کاملا از قبل تعیین شده

مزایای سیستم آبیاری هوشمند

1. تخمین آب موردنیاز محصول کشاورزی با کمترین میزان مصرف آب

2. مجهز به حسگرهای هواشناسی همچون دما و رطوبت خاک و مولفه‌های جوی

3. محاسبه و تخمین خودکار آب موردنیاز محصولات کشاورزی براساس مولفه‌های اندازه گیری شده و نوع گیاه

4. مدیریت شبکه آبیاری براساس میزان آب موردنیاز

5.مزیت‌های سیستم آبیاری هوشمند

6.به حداقل رساندن مشکلات کشاورزان در زمینه آبیاری

7. هوشمندسازی سیستم آبیاری

8. استفاده بهینه و هدفمند از باران و جلوگیری از اتلاف منابع آبی

9. بکارگیری ورقه‌های آلومینیومی در لوله پخش آب برای پیشگیری از گرم شدن لوله انتقال آب

10. حذف مشکلات مربوط به آبیاری بارانی و قطره‌ای

11. صرفه جویی در هزینه‌های مربوط به آبیاری و کشاورزی

12. افزایش بهره وری محصولات

13. امکان کاهش و صرفه‌جویی در مصرف انرژی تا ۳۵ درصد و همچنین منابع و نیروی انسانی

14. عدم نیاز به نظارت و مدیریت برای اندازه‌‌گیری و تعیین میزان رطوبت خاک

15. آبیاری درست و به موقع محصولات و به حداقل رساندن زیان‌های ناشی از عدم آبیاری به موقع

16. فراهم کردن آب کافی برای ادامه حیات گیاه در مواقع نیاز

17. کنار گذاشتن آبیاری زودهنگام مزارع کشاورزی

18. تعیین ارتفاع مناسب به منظور پیشگیری از تبخیر سطحی و آسیب زدن به گیاهان

19. صرفه جویی در مصرف انرژی

20. کنترل و مدیریت از راه دور

21. بهره گیری از فناوری بی‌سیم

امکانات سیستم آبیاری هوشمند

1. امکان اتصال به انواع حسگرها

• حسگر رطوبت: با نصب این حسگر، سیستم این امکان را خواهد داشت که با تنظیم میزان رطوبت خاک توسط اپراتور آبیاری را شروع کرده و وقتی که رطوبت خاک به میزان تعیین شده رسید سیستم آبیاری قطع می‌شود.

• حسگر باران: با نصب این حسگر، در مواقع بارندگی سیستم آبیاری غیرفعال می‌شود تا در این زمان از آب باران برای آبیاری استفاده شود و در مصرف میزان آب صرفه جویی شود.

2. بر اساس میزان نیاز هر گیاه، مقدار آب موردنیاز و روزهایی که باید آبیاری انجام شود در دستگاه از قبل تعیین می‌شود، که کار آبیاری به صورت خودکار و بر اساس تنظیمات از پیش تعریف شده صورت می‌گیرد.

3. به علت تعبیه سوییچ فشار در روش‌های سنتی آبیاری، پمپ نصب شده در سیستم با کاهش فشار آب حتی در زمان‌هایی که نیاز به آبیاری نیست روشن شده و موجب مصرف بی مورد و اتلاف برق می‌شود، که در سیستم آبیاری هوشمند با ایجاد قابلیت کنترل پمپ توسط دستگاه در مصرف برق به میزان قابل توجهی صرفه جویی خواهد شد.

4. با استفاده از این سیستم این امکان وجود دارد که سیستم را با استفاده از کنترل از راه دور مدیریت و کنترل کرد.

5. با استفاده از آبیاری هوشمند این امکان وجود دارد که با استفاده از کنترل دستی سیستم، قسمت‌هایی که نیاز به آب بیشتری دارند را بیشتر آبیاری کرد.

6. امکان نصب و استفاده از (master valve)

7. امکان کنترل و مدیریت میزان آب ورودی اصلی به کل شبکه و قطع جریان آب در زمان‌هایی که سیستم غیرفعال است.

8. امکان حذف کردن روزهای مختلف از مدار آبیاری برای بخش‌هایی که در روزهایی مشخص این امکان فراهم می‌شود که با استفاده از روش‌های دیگری، آب موردنیاز آن‌ها را تامین کرد.

9. تمامی شیر برقی‌ها ضد آب بوده و با توجه به اینکه کل سیستم و دستگاه با برق 24 ولت کار می‌کند هیچگونه خطر جانی ناشی از برق گرفتگی وجود ندارد و سیستم کاملا امن و مطمئن است.

10. با استفاده از این سیستم این امکان وجود دارد که در فصل‌های مختلف سال برنامه‌های آبیاری مختص به هر فصل با توجه میزان آب و همچنین نیاز زمین در نظر گرفت که این خود سبب کاهش مصرف آب می‌شود.

11. این سیستم به گونه‌ای طراحی شده است که در صورت وقوع مشکلات و حوادث احتمالی در سیستم و تجهیزات، کاربر از طریق نرم افزار باخبر می‌شود.

کنترل مرکزی شامل دو بخش سخت افزاری و نرم افزاری است و قسمت‌های تشکیل دهنده‌ی آن شامل بخش مرکزی، ایستگاه پمپاژ، ایستگاه هواشناسی، شبکه رطوبت و دماسنجی، مدار محافظتی و مدار ارتباطی است.

بعد از نصب کامل سیستم آبیاری هوشمند، این امکان وجود دارد که به دو روش از این سیستم بهره برد. اولین روش به این صورت است که با استفاده از رایانه اطلاعات مربوط به بخش‌های مختلف مزرعه را به صورت دستی به بخش مرکزی کنترل وارد کرد و زمان‌های معینی را برای آبیاری تعیین کرد و سیستم طبق زمان‌های انتخاب شده، موتور را به حرکت درمی‌آورد و آبی که از طریق واتر پمپ پمپاژ می‌شود، با میله افقی متحرک سوراخ‌ دار روی زمین کشاورزی پخش می‌شود و سیستم با استفاده از اطلاعات موجود امکان تنظیم دور موتور را دارد که با بهره‌گیری از آن می‌تواند بخش‌های مختلف زمین کشاورزی را به اندازه موردنیاز آبیاری کند.

روش دوم که در مقایسه با روش اول بسیار آسان‌تر است به این صورت است که اطلاعات به ‌وسیله سنسورها و ایستگاه‌های هواشناسی گردآوری می‌شود و به کمک شبکه ارتباطی داده‌ها به واحد کنترل مرکزی فرستاده می‌شود و این واحد به صورت هوشمند داده‌ها را پردازش می‌کند و زمان و دور موتور را برای آبیاری مشخص می‌کند و در زمان تعیین شده، سیستم به صورت خودکار و بدون نیاز به دخالت نیروی انسانی، نسبت به آبیاری زمین‌های کشاورزی اقدام می‌کند.

این سیستم دارای یک برنامه زمان سنج است که با توجه به برخورداری از قابلیت برنامه ریزی کردن با حداکثر ۳۰ برنامه مختلف در طول روز و هفته بر اساس ساعات تعیین شده سیستم آبیاری را کنترل، روشن و یا قطع خواهد کرد. همچنین این سیستم مجهز به سیستم کنترل در بستر GSM است که امکان مدیریت سیستم آبیاری با تلفن همراه را ممکن می سازد.

مولفه های تاثیرگذار در سیستم آبیاری هوشمند و ارزیابی آن ها

تحلیل و ارزیابی داده‌ها و اطلاعات مربوط به شرایط آب و هوایی مربوط به یک منطقه جغرافیای خاص در آبیاری هوشمند در آمار چندین ساله هواشناسی همچون دما، بارش، رطوبت، سرعت باد، شدت نور آفتاب برای تعیین و برآورد نیاز روزانه هر محصول به آب مورد استفاده قرار می‌گیرد.

admin