گلخانه هوشمند یک انقلاب در کشاورزی است، گلخانه هوشمند یک محیط کنترل کننده با میکرو کنترل محیطی برای رشد مطلوب گیاهان است.این گلخانه ها می توانند تنظیم کننده خود باشند ، محیط زیست مناسب برای رشد گیاه را از طریق استفاده از سنسورهاو  محرک ها فراهم کنند و یک سیستم نظارت و کنترل در بهینه سازی شرایط رشد و بهینه سازی روند رشد گیاهان ایجاد کنند.

معماری گلخانه هوشمند

معماری گلخانه هوشمند دارای کنترل کننده میکرو، جهت ارسال داده ها و دریافت دستورات از یک مرکز کنترل میزبان در ابر AWS است. و کاربران می توانند با گلخانه هوشمند از طریق یک داشبورد یا یک برنامه ارتباط برقرار کنند.

کاربران همچنین می توانند دستورات صوتی را به گلخانه صادر کنند دستگاه های وصل شده در گلخانه هوشمند با سرویس AWS IOT با استفاده از تابلوهای میکرو کنترلر Intel Edison که در ستون فقرات گلخانه قرار دارند، ارتباط برقرار کنند.

کنترل گلخانه

جهت کنترل شرایط اقلیمی گلخانه توسط این سامانه، در ابتدا شرایط محیطی نقاط مختلف گلخانه توسط هر یک از تابلوهای سنسور تعبیه شده در محیط گلخانه جمع‏ آوری می‎گردد. اطلاعاتی که توسط این تابلو سنسورها دریافت میشوند شامل داده‎هایی همچون دما، رطوبت، نور محیط و سرعت وزش باد هستند.

پس از دریافت اطلاعات جمع‎آوری شده توسط سنسورهای مورد نظر، این اطلاعات با استفاده از بستر بیسیم به کنترلر مرکزی ارسال می‎گردد.

یک کنترلر مرکزی که متشکل از یک کامپیوتر و مدار فرمان می‎باشد، با استفاده از یک Access Point، اطلاعات هر یک از سنسورها را جمع‎آوری خواهد کرد.

در گام بعدی، کنترلر مرکزی با دریافت اطلاعات محیطی جمع آوری شده، بنابر روال از پیش تعریف شده توسط مدیر سیستم، تصمیم به اعمال فرامینی به هر یک از عملگرهای موجود در گلخانه می‎نماید.

عملگر ها در گلخانه هوشمند

عملگرها شامل فن‏ها، بخاری‎ها، پنجره‎ها، سایه بان، پمپ آب و … ‏است. همچنين اين سامانه علاوه بر كنترل شرايط محيطي در گلخانه، قادر به نمايش وضعيت گلخانه و مقادیر پارامترهای محیطی بر روي صفحه نمايشگر دستگاه است.

جزئیات اتصال پیاده سازی سخت افزاری گلخانه هوشمند

• گره های سنسور :  گره سنسور یک برد میکروکنترلر Intel Edison با یک برنامه NodeJS در حال اجرا بر روی آن است. برنامه NodeJS هر ثانیه اطلاعات را  از تمام سنسورهای متصل می خواند. و آنچه را که خوانده است از اطلاعات بر روی سرویس AWS IOT در یک کانال امن با استفاده از پروتکل MQTT منتشر می کند.

• گره های عملگر : گره عملگر یک برد میکروکنترلر Intel Edison است که با یک برنامه NodeJS اجرا می شود. نرم افزار NodeJS محرمانه به مجموعه ای از مباحث MQTT میپردازد و منتظر پیامهایی است که در این موضوعات قرار دارند.

• مرکز کنترل :مرکز کنترل زیرساخت اساسی یک گلخانه هوسمند می باشد ؛ که شامل کنترل کننده نرم افزار وب ، جریان وب سرور و نظارت بر توابع Lambda است.

جایگاه IOT در گلخانه هوشمند

گلخانه هوشمند را متصور شوید که تمامی اجزای آن دارای سنسور ، عملگر و یا هر دو بوده و قادر خواهد بود تا در لحظه ، اطلاعات اجزای نامبرده را منتقل و یا در لحظه پردازش و تصمیم گیری کند، همچنین تمامی این اجزا علاوه بر اتصال به یکدیگر و تبادل اطلاعات به اینترنت نیز متصل گردند ، در این صورت می توان بیان کرد که گلخانه هوشمند بوده و از IOT نیز بهره میبرد.

گلخانه هوشمند می تواند به طرق مختلفی ارتقا یابد و می تواند در برنامه های کشاورزی گسترده استفاده شود. می توان آن را در هر شرایط محیطی قرار داد و به کار برد تا بتواند هر نوع پوشش گیاهی را رشد دهد. همچنین از منابع انرژی غیر متعارف مانند پانل های خورشیدی ، آسیاب های بادی برای تأمین انرژی به تجهیزات گلخانه ای اتوماتیک و اثر Peltier برای هدف خنک کننده استفاده می شود. ادغام کشاورزی با IoT می تواند آن را بسیار کارآمد و سودآور کند. گلخانه های هوشمند با استفاده از IOT  تاثیر به سزایی و  روشنی در آینده و در زمینه کشاورزی می گذارد و باعث ایجاد یک انقلاب در راه کشاورزی می شود.