Проекты

Аппаратно-программный комплекс управления теплицей «Теплица XXI века» Smart greenhouse of the 21st century

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Курчатовский проект – от знаний к практике, от практики к результату» в секции «Мастер-классы на иностранном языке» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: Компьютерные технологии
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1409
Предметы: Информатика, Технология
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Курчатовский проект – от знаний к практике, от практики к результату» 2020 года

Актуальность

Автоматизация в сельском хозяйстве позволяет в несколько раз повысить производительность труда. Также новые технологии способствует значительному увеличению уровня производства сельскохозяйственной продукции, стремительному росту уровня его качества.

Существующие промышленные системы недоступны для использования малым бизнесом, поэтому автор предлагает свою систему, которая позволит облегчить труд работников сельского хозяйства, оптимизировать процессы производства.

Цель

Представить созданный мной автоматизированный энергонезависимый Open Source модуль теплицы с управлением через сеть GSM для уменьшения объема ручного труда при выращивании сельскохозяйственных культур.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Электронные компоненты Arduino
  • Линейные приводы
  • Солнечная батарея
  • Материалы для создания макета теплицы
  • Компьютер

Описание

При исследовании темы проекта автор увидел проблему в отсутствии Open Source модулей для автоматизированных систем, обеспечивающих комплексное решение следующих задач: поддержание определенных микроклиматических условий, организация полива, проветривания, освещения; исключение необходимости ежедневного обслуживания человеком теплицы. После чего автор решил создать модель теплицы для отладки основных операций и переноса проекта в промышленную эксплуатацию. На первом этапе автор создал схему управления теплицей, далее определил и приобрел необходимый перечень компонентов, после чего создал модель теплицы и модуль управления. На завершающем этапе автор разработал и произвел отладку программного кода для правильной работы всех устройств.

Таким образом, был создан прототип Умной Теплицы - саморегулирующаяся среда с контролируемым микроклиматом для оптимального роста растений. Климатические условия в теплице, такие как температура, влажность, освещение, влажность почвы, - постоянно контролируются сенсорами и преобразователями. Они связаны с микроконтроллером, который собирает данные и передаёт команды двигателю, LED-панели, водяному насосу. Небольшие отклонения климатических условий запускают автоматические действия. Автоматические действия оценивают изменения и предпринимают исправительные меры для поддержания оптимальных условий для роста растений. Пользователи могут взаимодействовать с умной теплицей по sms.

Работа выполнена одним автором самостоятельно.

Результаты работы/выводы

Проект вылился в компьютеризированную систему теплиц, которая естественным образом сочетает природные процессы с передовыми технологиями мира электроники. Эта система проста в применении, доступна и бесплатна для всех пользователей.

Программное обеспечение находится в открытом доступе и размещено на сайте http://www.github.com/

Перспективы использования результатов работы

Проект завершен и может быть широко использован в сельском хозяйстве и садоводстве.

Награды/достижения

«Курчатовский проект- от знаний к практике»: секция «Идея» - призер; «Наука для жизни»: секция «Электроника и приборостроение» - победитель.

Мнение автора

“Мне было интересно принимать участие в конференции, несмотря на сложности, связанные с ограничениями в текущем году. Это был полезный опыт.
Я планирую развиваться и участвовать в конференции в следующем году”