پیکربندی بی سیم برای اتوماسیون گلخانه هوشمند: یک رویکرد اقتصادی و کارآمد

پیشرفت فناوری و استفاده از سیستم های اتوماسیون هوشمند و اینترنت اشیا در گلخانه های پیشرفته، موجب افزایش کیفیت محصولات، کنترل دقیق تر رشد گیاهان، کاهش بیماری ها و آفات، کاهش استفاده از مواد شیمیایی و سموم، کاهش ضایعات و افزایشبهره وری شده است. سیستم‌های اتوماسیون گلخانه هوشمند شامل حسگرها، کنترل‌کننده‌ها، شبکه‌های ارتباطی و نرم‌افزارهای مدیریتی است و پایش وضعیت گلخانه را به صورت زمان حقیقی انجام می‌دهد. حسگرها برای اندازه‌گیری و کنترل پارامترهای مختلفی مانند دما، رطوبت، نور، غلظت co2 استفاده می‌شوند. با توجه به اینکه سیم‌کشی بین حسگرها و کنترل‌کننده‌ها یکی از محدودیت‌های اصلی توسعه گلخانه‌های هوشمند است، استفاده از شبکه‌های مخابراتی بی‌سیم مناسب می‌تواند علاوه بر کاهش زمان نصب و راه‌اندازی، هزینه‌های نصب و راه‌اندازی را نیز به شدت کاهش دهد. ضمن اینکه می‌توان اطلاعات سیستم کنترل هوشمند را از طریق اینترنت در اختیار کاربر قرار داد، تا بتواند در هر زمان و هر مکان نظارت و کنترل عوامل مدنظر را انجام دهد. در این پژوهش یک پیکربندی بی‌سیم اقتصادی و کارآمد برای اتوماسیون گلخانه‌ها ارائه می‌شود تا بتوان با کمترین هزینه و تغییرات، گلخانه‌های سنتی را به گلخانه هوشمند تبدیل نمود. در این پیکربندی از حسگرهای متعددی برای اندازه‌گیری پارامترهای محیطی گلخانه مانند دما، رطوبت هوا، شدت نور، رطوبت خاک و غلظت co2 استفاده شده است. با توجه به گستردگی حسگرها در محیط گلخانه، ارتباط بین این حسگرها با ایستگاه پایش وضعیت به صورت بی‌سیم و با استفاده از دو پروتکل wifi و zigbee بررسی شده است. با توجه به اینکه ماژول wifi نسبت به ماژول‌های zigbee ارزان‌تر هستند، در گلخانه‌هایی که آلودگی فرکانسی 2.4 ghz وجود ندارد، استفاده از پروتکل wifi توجیه اقتصادی دارد. در غیر این صورت پیشنهاد می‌گردد از ماژول‌های zigbee با فرکانس زیر یک گیگاهرتز (900mhz) و یا از wifi در باند 5 ghz استفاده گردد.

wireless configuration for smart greenhouse automation: an economical and efficient approach

the integration of advanced technologies, such as smart automation systems and the internet of things (iot), has revolutionized modern greenhouses by enhancing product quality, precise plant growth control, disease and pest reduction, chemical and toxin minimization, waste reduction, and overall operational efficiency. this study focuses on the development of a wireless configuration to transform conventional greenhouses into smart ones with minimal expenses and modifications. the proposed system employs a comprehensive range of sensors to monitor crucial environmental parameters, including temperature, air humidity, light intensity, soil moisture, and co2 concentration. wifi and zigbee protocols are evaluated to establish seamless communication between these sensors and the central monitoring station. wifi protocol is deemed cost-effective in greenhouses where no interference occurs within the 2.4 ghz frequency range. however, in cases where frequency interference is present, utilizing zigbee modules operating at sub-one gigahertz frequency (900 mhz) or using the wifi in the 5 ghz band is recommended. this wireless configuration minimizes installation and setup time and costs and enables remote monitoring and control of greenhouse conditions, empowering users with real-time access to intelligent control system information anytime and anywhere. the proposed solution contributes to the advancement of smart greenhouse automation, offering an economical and efficient approach for the widespread adoption of intelligent systems in the agricultural sector.