• EN RU

ЛАРС



Модели, методы и архитектуры автоматизации технологических процессов выращивания культур в вертикальных фермах

Номер:
МК-5056.2022.1.6
Руководитель:
Левоневский Д.К.
Сроки:
январь 2022 - декабрь 2023
Источник финансирования:
Минобрнауки РФ

Для выращивания любых культур в тепличных комплексах и, в частности, вертикальных фермах, необходимо поддерживать требуемые для этих культур микроклиматические условия: вентиляцию; температурный режим; освещение и полив. Необходимо выполнять мониторинг микроклиматических условий в теплице, так как даже кратковременное их нарушение может привести к негативным последствиям, вплоть до гибели растений и повлечь значительный ущерб. Операции, которые необходимо выполнять для поддержания требуемых условий в теплице, определяются технологией выращивания конкретной культуры. Многие операции, такие как регулировка освещения, температуры, необходимо выполнять в соответствии с временным графиком, состоянием среды. Ручное выполнение всех необходимых операций в больших вертикальных фермах несет риск совершения ошибок, связанный с человеческим фактором. Кроме того, внутренний микроклимат вертикальнах ферм очень сильно зависит от внешней среды, в частности, от внешних показателей климата и наличия в помещении людей. Это значит, что возможно, отслеживая внешние параметры, прогнозировать перепады внутренних параметров. Более того, возможно обеспечить адаптивное управление автоматикой, используя данные прогноза. Таким образом, автоматизация управления вертикальными фермами является перспективным направлением. При этом имеется несоответствие существующих решений, рассчитанных на использование в ручном режиме либо не предусматривающих адаптивное управление микроклиматом, требованиям практики. Кроме того, известные разработки не предлагают достаточно гибких архитектурных решений, которые позволили бы строить масштабируемые вертикальные фермы с беспроводными модулями. В связи с этим необходимо повысить уровень автоматизации технологических процессов в вертикальных фермах посредством разработки методов, моделей и архитектуры адаптивного управления этими процессами.

  • Результаты за 2022 год

    1. Предложена модель технологического процесса теплиц.
    2. Разработана трехуровневая модульная, масштабируемая архитектура технологических процессов тепличных комплексов.
    3. Сформированы правила установки на датчиках пороговых значений для поддержания здорового роста растений. Проведены эксперименты, доказавшие эффективность использования нечеткой логики для автоматизации системы орошения за счет снижения уровня водопотребления.