در دنیای امروز که استفاده بهینه از منابع آب، تسهیل کارهای کشاورزی، باغبانی و افزایش بازدهی اهمیت زیادی دارد، آبیاری هوشمند به عنوان یک راهکار مناسب برای دستیابی به این هدف شناخته میشود. سیستم آبیاری هوشمند و تمام خودکار با استفاده از دادههای مزرعه در هر لحظه بهترین زمان آبیاری و حجم آب مصرفی را مشخص کرده و با اجرای خودکار فرایند آبیاری به تسهیل کارهای کشاورزی و باغداری کمک میکند. برای آشنایی با سیستم هوشمند آبیاری در این مقاله با شرکت هوشمند سازی خانه و ساختمان فریتز همراه شوید.
فهرست مطالب
سیستم آبیاری هوشمند چیست؟
مفهوم آبیاری هوشمند به استفاده از فناوریهای پیشرفته و تکنیکهای هوشمند سازی آبیاری اشاره دارد که برای تسهیل فرایند آبیاری گیاهان و بهینهسازی مصرف آب در حوزه کشاورزی و باغبانی طراحی شدهاند. این سیستم از سنسورها، دادههای آب و هوا و الگوریتمهای هوش مصنوعی برای تعیین زمان مناسب آبیاری و تعیین حجم آب مصرفی برای گیاهان استفاده میکند.
آبیاری سنتی معمولاً در فواصل زمانی مشخص و به طور دستی انجام میشود که به تعیین ناکافی حجم آب مورد نیاز گیاه یا آبیاری بیش از حد و در نتیجه کاهش رشد گیاهان یا هدر رفتن آب منجر میشود. در مقابل، سیستم هوشمند آبیاری به دادههایی که در هر لحظه از مزرعه جمعآوری میشوند، متکی است؛ بنابراین امکان آبیاری دقیق بر اساس رطوبت خاک، شرایط آب و هوا و نیاز گیاهان فراهم میشود.
بیشتر بخوانید: خانه هوشمند چیست + معرفی امکانات اسمارت هوم
سیستم آبیاری اتومایتک هوشمند چگونه کار میکند؟
فناوری آبیاری هوشمند باغ و باغچه از دادههای سنسورهای مختلف شامل سنسور رطوبت خاک یا وضعیت آب و هوا برای تعیین زمان و حجم آب مورد نیاز برای آبیاری استفاده میکند. در این تکنیک، سنسورهای مختلفی در سراسر یک مزرعه، باغ، فضای سبز یا گلخانه نصب میشوند تا اطلاعات مورد نیاز برای تعیین زمان آبیاری را جمعآوری کنند.
در روش آبیاری سنتی، کشاورزان و باغبانها دریچههای آب را تنها در صورت نیاز باز و بسته میکنند اما در تکنیک هوشمند دریچهها بر اساس دادههای جمعآوری شده از مزرعه و به طور خودکار یا توسط کاربران و از راه دور باز و بسته میشوند.
روش های مختلف آبیاری هوشمند گلخانه و فضای سبز
روشهای مختلفی برای پیادهسازی سیستم آبیاری هوشمند باغ، فضای سبز و گلخانه وجود دارد که به کاهش مصرف آب، تسهیل فرایند آبیاری و رشد سالمتر گیاهان منجر میشود. مهمترین این روشها عبارتند از:
سیستم آبیاری قطره ای هوشمند
سیستم آبیاری قطرهای هوشمند یکی از روشهایی است که آب را مستقیماً به طور دقیق و کنترل شده به ریشه گیاهان میرساند؛ بنابراین در حالی که کارایی آبیاری افزایش مییابد، میزان هدر رفتن آب نیز به حداقل مقدار ممکن میرسد. در این سیستم حسگرهای مختلفی در سراسر مزرعه یا گلخانه نصب میشوند تا عوامل محیطی مانند رطوبت خاک، دما، رطوبت و تابش نور خورشید را اندازهگیری کنند. این سنسورها دادهها را جمعآوری کرده و به سیستم کنترل مرکزی ارسال میکنند.
سیستم کنترل کننده آبیاری دادههای حسگرها را تجزیه و تحلیل میکند تا بر اساس الگوریتم تعریف شده، زمان بهینه برای آبیاری مشخص شود. نوع سیستم مورد استفاده برای آبیاری هوشمند باغ، مزرعه و گلخانه با توجه به تفاوت نیاز گیاهان با یکدیگر تفاوت دارد.
استفاده از سیستم آبیاری هوشمند قطره ای موجب میشود تا گیاهان سالمتری داشته باشیم. از آنجایی که در این روش سطح خاک شسته نمیشود، ریشه گیاهان به طور کامل درون خاک باقی میماند. به علاوه آبیاری پیوسته و قطرهچکانی موجب میشود تا جذب مواد مغذی بهبود یابد و ریسک آسیبهای مربوط به آبیاری بیش از حد و کنترل نشده از بین برود.
آبیاری حصیری هوشمند
در این روش آبیاری، گلدان حاوی گیاهان روی سطح حصیری قرار میگیرند که یک سمت آن درون محفظه آب قرار میگیرد یا از طریق لولههای آبیاری به طور پیوسته تغذیه میشود. حصیر، با استفاده از اثر مویینگی رطوبت را از منبع آب دریافت کرده و به سوراخهای زهکشی گلدان منتقل میکند تا جذب رطوبت به طور یکنواخت انجام شود.
آبیاری حصیری هوشمند به این معنی است که از حسگرها و فناوریهای پیشرفتهای برای افزایش کارایی این سیستم استفاده میشود. در این سیستم، شرایط مزرعه یا باغ با در نظر گرفتن نوع گیاه و شرایط فصلی و آب و هوایی به طور کامل قابل بررسی است؛ بنابراین امکان تنظیم برنامه منظم آبیاری فراهم میشود.
سیستم آبیاری پاششی (Sprinkler Irrigation)
سیستم آبیاری پاششی (Sprinkler Irrigation) یکی از روشهای مدرن و موثر آبیاری است. در این روش، آب به صورت پاششی از طریق فوارهها پخش میشود. این روش آبیاری یکی از پرکاربردترین و مناسبترین روشهای آبیاری در مزارع، باغات و فضای سبز شهری میباشد.
در سیستم آبیاری پاششی هوشمند، از تکنولوژیهای پیشرفته هوش مصنوعی و سنسورها برای بهینهسازی مصرف آب استفاده میشود. سنسورها اطلاعات مربوط به رطوبت خاک، نیاز آبی گیاهان، و شرایط هوا را جمعآوری کرده و بر اساس این اطلاعات، سیستم میزان و زمان آبیاری را به طور هوشمندانه تنظیم میکند.
این سیستم قابلیت اتوماتیک بودن دارد و به طور دورهای یا برنامهریزی شده آبیاری را انجام میدهد. همچنین، میتوان با تنظیمات خاص، شدت و زمان پاشش آب را کنترل کرد تا بهترین نتیجه به دست آید.
انواع کنترل کنندهها و تجهیزات هوشمند سازی آبیاری
به طور کلی، در طراحی سیستم ابیاری هوشمند دو نوع تکنیک کنترل مختلف مورد استفاده قرار میگیرد. این روشها عبارتند از:
- کنترل آبیاری بر اساس رطوبت خاک: در این روش سنسورهای رطوبت خاک داخل زمین نصب میشوند تا دادههای مربوط به رطوبت خاک را جمعآوری کرده و به کنترلر ارسال کنند. کنترلر با استفاده از دادههای دریافتی زمان آبیاری را مشخص میکند.
- کنترل آبیاری بر اساس شرایط آب و هوا: در این روش زمان آبیاری بر اساس متغیرهای مختلفی شامل دما، رطوبت، تابش خورشید، باد، نرخ تبخیر تعیین میشود. دادههای جمعآوری شده برای تعیین زمان و میزان مصرف آب مورد استفاده قرار میگیرد.
استفاده از این سیستم موجب میشود تا بتوانیم در صورت پیشبینی بارش باران در مزارع چرخههای آبیاری را به تعویق بیندازیم یا پس از بارش باران بر اساس دادههای مربوط به رطوبت خاک از آبیاری بیش از حد جلوگیری کنیم.
سیستم آبیاری هوشمند مجموعهای از سنسورها و کنترلرها را شامل میشود که در سراسر مزرعه، باغ، باغچه یا گلدان نصب میشوند و در کنار یکدیگر به عنوان یک مجموعه واحد عمل میکنند. تعدادی از اجزاء کلیدی مورد استفاده در سیستم هوشمند آبیاری عبارتند از:
- سنسورهای مختلف شامل سنسور اندازهگیری رطوبت خاک و سنسور باران.
- کنترل کنندههای هوشمند آبیاری، در واقع مغز سیستم آبیاری هستند و با دریافت داده از سنسورهای مختلف، زمان آبیاری و حجم آب مصرفی را از طریق الگوریتمهای مختلف محاسبه میکنند.
- دبی سنج یا فلومتر که حجم آب جاری در سیستم آبیاری را اندازهگیری میکند.
- شیر، آب پاش و قطره چکان که تعداد و نوع این تجهیزات با توجه به نوع گیاهان یا درختان و مساحت زمین تعیین میشود.
- ایستگاه سنجش آب و هوا که وظیفه اندازهگیری دما، شدت باد، نور خورشید و غیره را بر عهده دارد.
مزایای سیستم آبیاری هوشمند باغ و مزارع
استفاده از سیستم آبیاری هوشمند در کشاورزی، باغداری و حتی منازل مزایای زیادی را به همراه دارد. برخی از مهمترین مزایای این فناوری عبارتند از:
- افزایش میزان دقت در آبیاری و صرفهجویی در مصرف آب.
- آبیاری گیاهان در زمان مناسب و جلوگیری از آبیاری بیش از حد یا خشک شدن خاک.
- امکان انجام آبیاری و کوددهی به طور همزمان.
- افزایش سلامت گیاهان و کاهش ریسک بیماریهای مرتبط با آبیاری بیش از حد یا کم آبی.
- صرفه جویی در هزینه مصرف آب و کاهش هزینه تعمیر و نگهداری سیستم آبیاری.
- تسهیل فرآیند آبیاری، با انجام آبیاری خودکار و بر اساس دادههای جمعآوری شده توسط سنسورهای مختلف.
- حفاظت از محیط زیست با مدیریت هر چه بهتر منابع آبی.
- آبیاری در کشاورزی هوشمند تنها در زمان نیاز انجام میشود؛ بنابراین در زمان بارش باران از انجام آبیاری جلوگیری میشود.
- سیستم آبیاری کردن هوشمند گلدان در زمان مسافرت از گیاهان ما مراقبت میکند و امکان کنترل فرایند آبیاری از راه دور وجود دارد. به علاوه با نصب سیستم آبیاری قطره ای هوشمند خانگی میتوانیم گیاهان باغچه یا گلدان را با دقت بیشتری آبیاری کنیم.
معایب سیستم های هوشمند آبیاری
در حالی که استفاده از سیستم آبیاری هوشمند و تمام خودکار مزایای متعددی دارد اما معایبی نیز وجود دارند که بهتر است در نظر گرفته شوند. مهمترین معایب این سیستم عبارت است از:
- خرید تجهیزات هوشمند شامل انواع سنسورها، سیستم کنترل آبیاری و غیره هزینه اولیه نسبتاً قابل توجهی دارد. با این وجود، نمیتوانیم کاهش قابل توجه در هزینه مصرف آب و تسهیل فرایند آبیاری را نادیده بگیریم.
- استفاده از این تجهیزات و برنامهریزی برای آبیاری با توجه به دادهها میتواند برای کشاورزان و باغداران پیچیده باشد؛ بنابراین خریداران تجهیزات، در زمان نصب و راهاندازی به کمک افراد متخصص نیاز دارند.
- ضرورت نصب تجهیزات شامل سنسورهای رطوبت خاک پیش از کاشت گیاهان.
- مزارع و باغهای بزرگتر به تجهیزات بیشتری نیز برای انجام آبیاری به صورت هوشمند نیاز دارند.
- تجهیزات هوشمند آبیاری برای انتقال دادهها به پروتکلهای بیسیم مانند اتصال Wi-Fi، بلوتوث و غیره متکی هستند. وجود موانع و تداخل امواج میتواند در انتقال اطلاعات اختلال ایجاد کند.
استفاده از تجهیزات آبیاری هوشمند مزایای متعددی دارد که وزن بیشتری نسبت به معایب استفاده از این فناوری دارند؛ بنابراین ایجاد آبیاری هوشمند درختان، مزارع و گیاهان خانگی در اغلب شرایط کاملاً توجیهپذیر است.
تفاوت های آبیاری سنتی و هوشمند
به طور کلی، آبیاری سنتی و آبیاری هوشمند از نظر ابزارهای مورد استفاده در آبیاری، سطح بهرهوری و آسودگی با یکدیگر تفاوت دارند. تفاوتهای اصلی عبارتند از:
- اتوماسیون و کنترل: سیستم هوشمند آبیاری از فناوریهای پیشرفته مختلفی شامل انواع سنسورها، کنترل کنندهها و شیرهای خودکار برای خودکارسازی و کنترل فرایند آبیاری استفاده میکنند. در مقابل، آبیاری سنتی به کنترل دستی فرایند آبیاری و مداخله انسان متکی است.
- دقت و بهینهسازی: سیستم آبیاری هوشمند از دادههای مختلفی شامل سطح رطوبت خاک، شرایط آب و هوایی، نیاز گیاهان برای بهینهسازی، برنامه زمانبندی آبیاری و تعیین حجم آب مورد نیاز برای گیاهان استفاده میکند. در آبیاری سنتی اغلب از برنامه زمانبندی ثابتی برای آبیاری استفاده میشود یا تعیین زمان آبیاری به مشاهدات کشاورزان و باغداران متکی است که میتواند خطای قابل توجهی نیز داشته باشد.
- نظارت و کنترل: سیستم هوشمند امکان نظارت و کنترل فرایند آبیاری حتی از راه دور را فراهم میکند. کاربران میتوانند در هر زمانی تنظیمات آبیاری را تغییر دهند و با دسترسی به دادههای متعدد تصمیمات آگاهانهتری را اتخاذ کنند.
- کاهش آسیب محیط زیستی: آبیاری هوشمند با کاهش مصرف آب به حفظ منابع آبی ارزشمند کمک میکند؛ بنابراین در حالی که بهرهوری باغداری یا کشاورزی افزایش مییابد، به محیط زیست نیز آسیب کمتری وارد میشود.
قیمت سیستم آبیاری اسمارت
در حالی که عوامل مختلفی روی قیمت سیستم اثر میگذارند، هزینه اجرای سیستم آبیاری هوشمند خانههای مسکونی میتواند بر اساس خواستههای مالک ساختمان و شرایط فضای سبز تغییر کند. با این وجود، به دلیل صرفهجویی در مصرف آب بخشی از این هزینه به طور ماهیانه به جیب مالک ساختمان باز میگردد.
مهمترین عوامل تاثیرگذار روی قیمت سیستم تنظیم کننده هوشمند آبیاری عبارتند از:
- ابعاد فضای سبز: قیمت سیستم آبیاری هوشمند نیز مانند سایر سیستمهای آبیاری به ابعاد فضای حیاط بستگی دارد که تعداد سریهای آبپاشی و همچنین متراژ لوله مورد نیاز برای آبیاری محیط را تعیین میکند. خوشبختانه امروزه ابزارهای مختلفی در دسترس ما قرار دارند که با استفاده از تصاویر ماهوارهای حیاط خانه یا باغ و چند کلیک میتوانند نقشه و طرح کلی از این مکانها را ارائه دهند. با استفاده از نقشه ایجاد شده میتوانیم تعداد آبپاشهای مورد نیاز و قیمت را برآورد کنیم.
- پیچیدگی سیستم آبیاری: معمولاً گیاهان مختلفی در قسمتهای مختلف فضای سبز خانه یا باغ وجود دارند که نیازهای متفاوتی به آبیاری دارند، منطقهبندی فضای سبز میتوانیم آبیاری را به طور هدفمندتری انجام دهیم اما تعداد مناطق و پیچیدگی فضا به طور مستقیم هزینه سیستم آبیاری را تحت تاثیر قرار میدهد.
- موانع نصب سیستم: بخش بزرگی از سیستم آبیاری شامل لولهها و غیره در زیر زمین قرار میگیرند. یعنی در صورتی که تعداد زیادی درخت با ریشههای قطور، تخته سنگ و غیره در مسیر آبیاری قطره ای هوشمند باغ قرار داشته باشند، هزینه نصب این سیستم نیز افزایش مییابد.
به طور کلی، هزینه پیادهسازی سیستم آبیاری از مجموع قیمت نازل آبپاش، لولهکشی، قیمت سیستم کنترل و هزینه نیروی انسانی تشکیل میشود. در این بین، سیستم کنترل هوشمند آبیاری هوشمند معمولاً 100 تا 200 دلار قیمت دارد اما هزینه نازلها، لولهکشی و نیروی انسانی با توجه به ابعاد فضای سبز، نقشه محیط و شهر محل زندگی کاملاً متغیر است.
بیشتر بخوانید: انبار هوشمند؛ بررسی امکانات و مزایای انبارداری هوشمند
پاسخ به سوالات متداول
قیمت آبیاری هوشمند باغ چقدر است؟
هزینه اجرای طرح هوشمند کردن آبیاری به وسعت زمین، نوع تجهیزات مورد استفاده، برند تجهیزات، نوع کنترل کنندههای سیستم آبیاری و هزینه نصب و راهاندازی سیستم آبیاری هوشمند بستگی دارد. برای اطلاع از هزینه خرید این سیستم میتوانید با شرکت فریتز تماس بگیرید.
سیستم آبیاری هوشمند خانگی چیست؟
برای ساخت سیستم آبیاری هوشمند خانگی از تجهیزات پیشرفته مختلفی شامل انواع سنسورها و کنترل کنندهها استفاده میشود که برای افزایش بهرهوری فرایند آبیاری، کاهش مصرف آب و تسهیل آبیاری گیاهان منزل و همچنین باغچه مورد استفاده قرار میگیرند. ساکنین خانههای هوشمند با استفاده از سیستم آبیاری اتوماتیک خانگی میتوانند با خیال راحت و بدون نگرانی از خشک شدن گیاهان به مسافرت بروند.
آبیاری هوشمند گیاهان آپارتمانی چه مزایایی دارد؟
افزایش بهرهوری و کاهش مصرف آب، افزایش سطح سلامت گیاهان با انجام آبیاری دقیق، تسهیل فرایند آبیاری و امکان انجام آن به طور خودکار یا از راه دور از جمله مزایای پیادهسازی سیستم آبیاری هوشمند گیاهان آپارتمانی محسوب میشوند.
آیا هزینه سیستم آبیاری هوشمند بیشتر از سیستم سنتی است؟
سیستم آبیاری اتوماتیک خانگی میتواند هزینه بیشتری نسبت به سیستم سنتی داشته باشد، اما این بستگی به انواع سیستمهای آبیاری و شرایط محیطی و کشاورزی دارد.
با توجه به اینکه سیستمهای هوشمند با استفاده از فناوریهای نوینی مانند حسگرها، سیستمهای هوشمند کنترل و کامپیوترهای صنعتی کنترل میشود، هزینه بیشتری نسبت به سیستم سنتی دارد. همچنین برای نصب و راهاندازی سیستم هوشمند آبیاری، نیاز به متخصصان مجرب در زمینه فناوریهای نوین دارید که میتواند هزینه را افزایش دهد.
چه فناوریهایی در سیستم آبیاری هوشمند استفاده میشود؟
در سیستم هوشمند آبیاری، از فناوریهایی مانند حسگرها، سیستمهای هوشمند کنترل، کامپیوترهای صنعتی، شبکههای بیسیم، اینترنت اشیاء و نرمافزارهای کنترل استفاده میشود.
آبیاری قطره ای هوشمند چیست؟
آبیاری قطره ای هوشمند یک سیستم آبیاری است که با استفاده از فناوریهای نوین مانند سنسورها، شبکههای بیسیم، و نرمافزارهای هوش مصنوعی به طور اتوماتیک و هوشمندانه به گیاهان آب میرساند. این سیستم بر اساس نیاز و شرایط محیطی هر گیاه، میزان رطوبت خاک، و شرایط آب و هوایی، زمان و مقدار آبیاری را تنظیم میکند تا مصرف آب بهینه شود.
نمایندگی اشنایدر (برند خانه هوشمند Schneider) در ایران
جمعبندی
آبیاری هوشمند مزایای متعددی را برای ساکنین منازل، کشاورزان، باغداران و علاقهمندان به پرورش گیاهان به همراه دارد که با در نظر گرفتن معایب استفاده از این فناوری شامل هزینه یا پیچیدگی نصب و راهاندازی، میتوانیم به اهمیت هوشمند سازی آبیاری پی ببریم.
سیستمهای هوشمند با آبیاری گیاهان در زمان مناسب و با حجم مورد نیاز گیاه از هدر رفتن آب یا آسیب دیدن گیاه جلوگیری میکند. به طور کلی، آبیاری به صورت هوشمند تکنیک کاملاً کارآمدی است که موجب افزایش بهرهوری، کاهش مصرف آب و حفظ سلامت گیاهان و درختان محسوب میشود. این فناوری میتواند از گیاهان آپارتمان، باغچه، درختان باغ و گیاهان مزرعه مراقبت کند.
