آینده کشاورزی با گلخانه های هوشمند

در کنار خانه هوشمند ، گلخانه هوشمند یک محیط خود تنظیم کننده و کنترل شده با آب و هوا برای رشد بهینه گیاه است. شرایط آب و هوایی داخل گلخانه مانند دما، رطوبت، درخشندگی و رطوبت خاک به طور مداوم کنترل می شود. تغییرات کوچک در این شرایط آب و هوایی باعث اقدامات خودکار می شود. اقدامات خودکار تغییرات را ارزیابی کرده و اقدامات اصلاحی را انجام می دهند بنابراین شرایط بهینه برای رشد گیاه حفظ می شود. گلخانه های هوشمند آینده کشاورزی را تحت تاثیر قرار داده اند.

آینده کشاورزی با گلخانه های هوشمند

گلخانه هوشمند گلخانه ای است با حسگرها و محرک ها به میکروکنترلر مبتنی بر Intel Edison متصل هستند. میکروکنترلر داده ها را می فرستد و دستورات را از یک مرکز کنترل میزبان در ابر AWS دریافت می کند. کاربران می توانند از طریق داشبورد یا برنامه تبلت با Smart Greenhouse ارتباط برقرار کنند. همچنین کاربران می توانند دستورات صوتی را به گلخانه صادر کنند.

معماری گلخانه هوشمند را می توان به سه جز اصلی تقسیم کرد:

• گلخانه متصل با سنسورها و محرک ها

• مرکز کنترل

• دستگاه های تعامل کاربر

بیایید جزئیات بیشتری به هر یک از این موارد نگاه کنیم.

گلخانه متصل با سنسورها و محرک ها

دستگاه های متصل داخل گلخانه هوشمند با استفاده از تابلوهای میکروکنترلر Intel Edison که در ستون فقرات گلخانه قرار دارند با سرویس AWS IOT ارتباط برقرار می کنند. دو هاب میکروکنترلر وجود دارد که یک توپی سنسور برای جمع آوری تمام داده های حسگر و یک محرک کنترل کننده محرک مربوط به دستگاه ها است. هر یک از برد های میکروکنترلر توپی دارای یک برنامه مبتنی بر NodeJS هستند که از یک طرف با دستگاه های متصل و در انتهای دیگر با سرویس AWS IOT صحبت می کند.

برای کسب اطلاعات درباره خانه هوشمند کلیک کنید

جزئیات پیاده سازی سخت افزار گلخانه هوشمند و تاثیر آن در آینده کشاورزی

گره سنسور

گره سنسور یک برد میکروکنترلر اینتل ادیسون است که برنامه NodeJS روی آن اجرا می شود. برنامه NodeJS هر ثانیه داده ها را از تمام حسگرهای متصل می خواند و قرائت ها را با استفاده از پروتکل MQTT در سرویس AWS IOT از طریق یک کانال امن منتشر می کند.

جریان عمومی داده ها برای گره حسگر به شرح زیر است:

1. هر ثانیه از حسگرهای متصل بخوانید.
2. قرائت ها را به واحدهای مناسب تبدیل کنید.
3. خواندن ها را در محموله مبتنی بر json قرار دهید.
4. محموله json را به عنوان پیام MQTT به AWS IOT ارسال کنید.

گره محرک

گره Actuator یکی دیگر از برد های میکروکنترلر Intel Edison است که برنامه NodeJS روی آن اجرا می شود. برنامه محرک NodeJS در مجموعه ای از موضوعات MQTT مشترک می شود و منتظر می ماند تا پیام های مربوط به این موضوعات به دست شما برسد. مباحث محرک MQTT دستوراتی را برای محرکهای متصل به گلخانه منتقل می کند. جریان داده برای گره محرک به شرح زیر است:

1. در مباحث محرک MQTT مشترک شوید و پیام های مربوط به این موضوعات را گوش دهید.
2. هنگامی که پیام رسید پیام را به دستور تجزیه کنید و محرک مربوط به پیام را تعیین کنید.
3.  با ارسال سیگنال های مناسب به محرک مشخص شده توسط پیام دستور را اجرا کنید.
4. پس از یک تاخیر از پیش تنظیم شده وضعیت محرک را بخوانید و خواندن را به موضوع پیام AWS IOT ارسال کنید.

مرکز کنترل

مرکز کنترل زیرساخت هوشمند گلخانه است که شامل برنامه وب کنترلر، پخش سرور وب و نظارت بر توابع Lambda است

برنامه وب کنترل کننده

Controller Web Application مجموعه ای از RESTful API ها است که برای کنترل گلخانه هوشمند استفاده می شود. این یک برنامه NodeJS با استفاده از expressesjs برای رسیدگی به درخواست پاسخ و passportjs برای احراز هویت است. این برنامه دستورات REST PUT را برای انجام کارهای مختلف IOT Greenhouse مانند باز کردن دریچه پنجره یا روشن کردن آب پاش می پذیرد.

جریان سرور وب

Streaming Web Server برای برقراری ارتباط به موقع Smart Smart house با علاقه مندان استفاده می شود. این یک سرور پخش جریانی Web Sockets مبتنی بر NodeJS است.

این به روزرسانی موضوع MQTT را از IOT Greenhouse گوش می دهد و این به روزرسانی ها را در یک کانال پخش شده در Web Sockets منتشر می کند. برنامه Front-end که در یک مرورگر اجرا می شود می تواند از این کانال در مورد شرایط گلخانه مانند دمای فعلی، رطوبت و درخشندگی به روزرسانی کند. به روزرسانی های حالت محرک نیز در این کانال برقرار می شود.