Автоматизированная система выращивания растений «Smart greenhouse» с голосовым ассистентом

Актуальность

Новые технологии в сельском хозяйстве способствуют значительному увеличению уровня производства сельскохозяйственной продукции, стремительному росту уровня её качества. По оценкам J’son&Partners Consulting, суммарный экономический эффект от перехода сельских хозяйств на бизнес-модели, базирующихся на IoT и цифровизации, может составить более 4,8 триллиона рублей за год, или 5,6% прироста ВВП. В целом прирост объёма потребления информационных технологий в России ожидается на уровне +22%, и этого можно достичь за счёт цифровизации только одной отрасли — сельского хозяйства.

Существующие промышленные системы выращивания растений, а также системы управления с помощью голосового помощника недоступны для использования малым бизнесом, поэтому предлагаем свою систему, которая позволит облегчить труд работников сельского хозяйства, оптимизировать процессы производства.

Цель

Создать автоматизированную систему выращивания растений для уменьшения объёма ручного труда при выращивании сельскохозяйственных культур с возможностью голосового управления.

Задачи

1. Разработать аппаратную модель устройства управления теплицей.
2. Создать программу управления теплицей.
3. Создать голосовому ассистенту навык управления теплицей.
4. Продемонстрировать работу модуля на макете.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• Компьютер с установленным ПО под управлением OS Linux: Arduino IDE, С++
• Микроконтроллер Arduino UNO
• Система контроля версий Git

Описание

Во время работы над темой проекта автор определил проблему в отсутствии Open Source модулей для автоматизированных систем, обеспечивающих комплексное решение следующих задач: поддержание определённых микроклиматических условий, организация полива, проветривания, освещения, а также обладающих возможностью дистанционного голосового управления.

Автор принял решение создать модель теплицы для отладки основных операций и переноса проекта в промышленную эксплуатацию. На первом этапе была создана схема управления теплицей и определён необходимый список устройств и компонентов. На следующем этапе были приобретены необходимые компоненты и создана модель теплицы, а также модуль управления. Затем автор работы создал навык для голосового ассистента, позволяющий управлять исполнительными устройствами и получать необходимые данные. На завершающем этапе автор разработал и произвёл отладку программного кода для правильной работы всех устройств.

Работа выполнена автором самостоятельно.

Результаты работы/выводы

В результате работы над проектом создана автоматизированная система выращивания растений с возможностью голосового управления. Система является экономически бюджетным вариантом, для приобретения и эксплуатации не потребуется вложения значительного капитала. Программное обеспечение является открытым и размещено на сайте github.com.

Перспективы использования результатов работы

Проект готов к переносу на промышленное оборудование.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

Mail.ru Group

Награды/достижения (в каких конкурсах и с какими результатами выставлялась ранее эта работа)

Открытая городская конференция «Курчатовский проект — от знаний к практике, от практики к результату» 2020 – призёр.

Всероссийский конкурс исследовательских и проектных работ школьников «Высший пилотаж» – призёр.