Cientistas do Centro de Pesquisa Federal de São Petersburgo (SPb FRC) da Academia Russa de Ciências, com o apoio financeiro do Ministério da Educação e Ciência da Rússia, desenvolveram um sistema digital doméstico para gerenciar fazendas verticais que cultivam verduras. A invenção é executada em software russo, pode ser configurada individualmente para produção eficiente e automatizada de vários tipos de produtos agrícolas e controlada remotamente pela Internet a partir de um computador pessoal ou smartphone.
Uma fazenda vertical é um complexo agroindustrial onde, em ciclo fechado, independentemente da estação ou das condições climáticas, várias culturas (por exemplo, alface ou tomate) podem ser cultivadas. É uma sala fechada com recipientes contendo substâncias necessárias para o cultivo de culturas (solo, hidroponia ou aeroponia). Os tanques em uma fazenda vertical são colocados em várias “camadas” umas sob as outras, ocupando efetivamente todo o espaço. A sala mantém uma temperatura especial, umidade, iluminação e assim por diante. Hoje, essas fazendas geralmente cobrem vastas áreas e fornecem às cidades produtos vegetais frescos e variados.
No entanto, a operação de uma grande fazenda exige um grande número de funcionários e o fornecimento preciso de nutrientes e luz para as plantas e a manutenção de uma determinada temperatura. Portanto, para a operação suave e eficiente de tais complexos agroindustriais, são necessários sistemas de automação de produção.
“Desenvolvemos um complexo digital doméstico que fornece automação total dos processos de cultivo em fazendas verticais de plantas como morangos, vários tipos de saladas e microgreens. O desenvolvimento em si inclui software com interface gráfica amigável, módulos de hardware que podem ser formados em sistemas para diversos fins, bem como uma série de serviços que podem conectar grandes complexos de estufas em uma única estrutura de informações”, diz Anton Savelyev, chefe do laboratório de sistemas robóticos autônomos do Centro Federal de Pesquisa de São Petersburgo da Academia Russa de Ciências. .
O sistema digital é composto por três níveis interligados. O primeiro permite configurar (formar) os parâmetros de operação de várias unidades agrícolas: bombas, lâmpadas, sistemas de manutenção de microclima, sensores. A configuração passa por um módulo de servidor local, que permite comunicar com diversos sensores e atuadores, bem como armazenar dados sobre o seu funcionamento. Ao mesmo tempo, os módulos configurados do primeiro nível funcionam independentemente do servidor local em um determinado ciclo.
O segundo nível é um servidor local do complexo agrícola, que recebe e agrega (combina) dados de todos os dispositivos. Dessa forma, você pode monitorar o desempenho do sistema, prever falhas nos módulos e identificar situações críticas (perda de comunicação com os módulos, violação de pressão no sistema de irrigação, alteração da temperatura ideal etc.). Além disso, todos os módulos transmitem informações a uma distância de até 6 km de uma fonte em área aberta. Isso permite que o usuário prescinda de fios, reduzindo assim o custo de automação.
Se o objeto tiver Internet, o servidor local poderá conectá-lo ao terceiro nível do sistema – armazenamento em nuvem. Ele conecta vários objetos de fazendas verticais em uma única rede, garantindo assim a operacionalidade de grandes complexos. E a interface do sistema permite alternar entre diferentes complexos, receber informações sobre a operação e avarias em um computador pessoal, tablet ou smartphone e, assim, controlar remotamente a empresa.
“O sistema pode ser rapidamente ampliado graças à comunicação sem fio e ao design modular, e uma interface clara permite que qualquer usuário se adapte rapidamente para inserir parâmetros de cultivo específicos para determinadas culturas. Além disso, o sistema é universal em termos de solo – funciona com solo comum, hidroponia e aeroponia. Análogos do nosso desenvolvimento são feitos no exterior, por exemplo, na Holanda. Mas eles são várias vezes mais caros e exigem uma taxa de manutenção regular. Oferecemos módulos e softwares de desenvolvimento nacional alinhados com a substituição de importações para a economia russa”, afirma Andrey Ronzhin, diretor do Centro Federal de Pesquisas da Academia Russa de Ciências de São Petersburgo.
O desenvolvimento ajudará a automatizar uma série de processos na fazenda (manutenção do microclima, controle do fornecimento da solução e do ciclo de luz), monitorar rapidamente os parâmetros do sistema e acumular dados, ou seja, em alguns casos, livrar-se do fator humano . Isso aumentará a produtividade das fazendas e melhorará a qualidade do produto final.
Agora, um sistema digital de gestão de fazendas verticais está sendo implementado em uma das empresas do complexo agroindustrial próximo a São Petersburgo.
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