Роботизированная система для выявления нарушений в работе освещения теплиц

Введение.

Освещение в теплицах оказывает непосредственное влияние на рост и развитие растений. Благодаря освещению, растения получают все необходимые свойства для полноценного роста. Основной целью искусственного освещения является воссоздать свойства естественного освещения. [1]

Необходимость использования искусственного освещения заключается в том, чтобы выращивать растения без зависимости солнечного освещения. В зимнее время суток, когда искусственное освещение преобладает над естественным, необходимо поддерживать идеальную работу освещения. [2]. В течении долгого периода работы освещения могут возникать нарушения в работе и всяческие неисправности. Целью данной работы является проанализировать внедрение роботизированной системы, которая сможет выявлять различные виды неисправностей и отправлять информацию диспетчеру для последующего устранения этих неисправностей. Задачи работы: рассмотреть необходимое оборудование для осуществления осмотра роботизированной системы, построение алгоритма работы.

Материалы и методы исследования.

Для выявления нарушений в работе освещения теплиц, роботизированная система имеет следующее диагностическое оборудование:

Видеокамера – с её помощью возможно выявлять загрязненность светильников и их работоспособность. Возможности видеокамеры позволяют отойти от темы освещения теплицы и использовать роботизированную систему как способ дистанционной слежки за растениями.

Люксметр – Определяет эффективность источника света. [3]. При нарушении необходимого уровня освещенности возникает снижение урожайности. Для предотвращения этого, роботизированная система снабжена люксметром, показания которого передаются на сервер диспетчеру.

Тепловизор – определяет температуру источника света. Одним из основных критериев для установки освещения является его нагрев в процессе работы, лампа не должна нагреваться слишком сильно. Перегрев помещения возможен в случае «рядного освещения». [4]. Во время длительного использования освещения, может произойти нарушение его работы, что в свою очередь может повлиять на температуру светильника, а также окружающей среды теплицы и пагубному влиянию повышенной температуры на развитие

Принцип работы роботизированной системы заключается путем программирования идеального состояния каждого вида светильника. [5]. В случае обнаружения неисправности роботизированная система подает сигнал на сервер, и диспетчер выполняет необходимые мероприятия по устранению этих неисправностей.

Алгоритм работы (рис.1), как и маршрут передвижения роботизированной системы проектируется индивидуально для каждого вида теплицы.

Рисунок 2 – Возможный маршрут передвижения роботизированной системы

В основном алгоритм работы состоит из следующих шагов:

• 1.    Передвижение роботизированной системы к светильнику.

• 2.    Работа с диагностическим оборудованием:

• -    произвести анализ работоспособности светильника;

• -    произвести анализ загрязненности светильника;

• -    произвести анализ уровня освещенности на месте нахождения;

• -    произвести замер температуры светильника.

• 3.    Передача данных на сервер по конкретному светильнику.

Передача данных между роботизированной системой и сервером будет осуществлена с помощью сотовой сети, основанной на технологиях 4G. [6]

Передвижение роботизированной системы по теплице осуществлено по запланированному маршруту, вшитому в программное обеспечение (рис.2). Для дистанционной слежки за растениями, персонал тепличного хозяйства может взять на себя полное управление роботизированной системы. В роботизированную систему возможно внедрение дополнительного оборудования для полного дистанционного контроля за растениями в теплице. [7]

Результаты исследования и их обсуждение

Таким образом мы выяснили, что освещение непосредственно влияет на рост и развитие растений в теплицах, ведь с помощью него, растения получают все необходимые свойства для полноценного роста. Освещение, проникая в теплицу оказывает непосредственное влияние на развитие растения. Окружающий мир играет роль источника энергии, необходимой для преобразования неорганических объектов в органические. Благодаря этому процессу, растения приобретают все необходимые свойства для полноценного роста. Активность растений также зависит от количества воды. При укорочении светового периода дня, активность снижается, при увеличении ускоряется. Природного освещения перестает хватать для полноценного роста и развития растений, что является неблагоприятными условиями для выращивания культур. Эта проблема решается с помощью искусственного освещения. Роль искусственного освещения в теплицах – воссоздание полезных качеств солнечного освещения, и выращивание растений вне зависимости от солнечного освещения. Для таких целей выбрано оборудование для роботизированной системы, которое сможет выявлять неисправности в работе освещения теплицы, выполнять функции осмотра светильников и осуществлять контроль правильности освещения на всей территории теплицы.

Вывод

По результатам проведенной работы, можно сделать вывод, что роботизированная система вполне может выполнять функции осмотра освещения и выявления неисправностей в работе освещения теплиц. Выбранное оборудование может выявлять неисправности на начальном этапе их возникновения, приведя к скорейшему устранению этих неисправностей, что в свою очередь не нарушит поддерживание идеальной работы освещения и не приведет к препятствию полноценного роста растений.

Липецкий государственный технический университет, Липецк, Россия

A ROBOTIC SYSTEM FOR DETECTING IRREGULARITIES IN GREENHOUSE LIGHTING

Lipetsk State Technical University, Lipetsk, Russia