ENG

Проектирование, строительство и автоматизация ирригационных систем

Мы работаем над решением одной из основных проблем фермеров, как увеличить доходность за счет использования оптимального объема ресурсов.

Одним из наиболее важных факторов, влияющих на качество и количество урожая, является своевременный и правильный полив.

Суть инновационного решения заключается в том, что фермеру больше не нужно решать, когда и сколько воды следует выливать в каждую зону своего поля или теплицы.

Сама система может принимать решение о поливе на основе точных данных от беспроводных датчиков с поля или подсказывать агроному, когда нужно осуществлять полив при автоматическом управлении.

Автоматизация систем орошения.

Нами был разработан контроллер для управления системой орошения, беспроводные датчики влажности и температуры грунта с возможностью управления клапанами и интернет платформа для удаленного управления через web интерфейс. Контроллер может управлять как проводными, так и беспроводными клапанами. Контроллер получает данные от беспроводных датчиков влажности и температуры грунта на поле по каждому сектору полива. Агроном, анализируя эти данные, может корректировать карту полива по каждому сектору вручную удаленно со своего рабочего места с помощью ПК, планшета или смартфона через интернет-платформу. Фермер задает критические точки контроля, система в реальном режиме времени получает информацию от устройств и сигнализирует в виде SMS или уведомлений о нарушениях или сбоях.

К контроллеру можно подключать дополнительное оборудование: оборудование насосно-фильтрационного узла: счетчик воды, счетчики внесения удобрений, датчики давления в магистральном и секционных трубопроводах и т.д. для расширения функциональных возможностей системы. Пользователь сможет получать информацию о количестве выданной воды и удобрений в режиме онлайн и в режиме истории. Контроллер применяется для управления системой орошения, вентиляции, отопления, освещения в теплицах.

Система принимает решение во многих случаях быстрее и лучше самого фермера, таким образом она эффективнее использует ресурсы и увеличивает урожайность.

Мы готовы спроектировать, построить систему орошения и подобрать/доработать автоматику, которая принесет вам наибольшую экономическую эффективность при оптимальных затратах.

Информационная система:

В системе реализован модуль автоматического управления поливом. Он позволяет управлять поливом как по заданным настройкам фермеров или агрономом, так и в автономном режиме, основываясь на данных, полученных с датчиков температуры и влажности почвы или по расчету ежедневного испарения влаги в саду.

Основные задачи, решаемые с помощью системы «Инспектор-Метео Ирригация»:

  • Программное обеспечение работает в любой точке мира, где есть компьютер и сеть Интернет.
  • Повышение эффективности использования воды и питательных веществ.
  • Снижение затраты на электроэнергию.
  • Сокращение времени полива и труда.
  • Сокращение потери удобрений.
  • Удаленный контроль и управление количеством воды для полива (периоды полива, объем), контроль минимального уровня воды в емкостях для полива.
  • Удаленный контроль и управление подачей удобрений (количество и период).
  • SMS сообщение о критические параметры (уменьшение или увеличение температуры, влажности, включение / выключение насоса и т.д.).
  • Удаленное управление и настройка корректировки параметров работы полевого оборудования (полив, освещение и т.д.).
  • Возможность визуального контроля за растениями внутри теплицы через web-камеру.
  • Возможность просмотра истории всей информации от датчиков и оборудования циклически, начиная от посадки и заканчивая сбором урожая.
  • Удаленный контроль и управление группой полей / садов, расположенных в различных регионах через общий аккаунт.
  • Различные сценарии работы оборудования для полива.

Система ирригации от Ай Ти - Линкс.

Рис. 1 Интерфейс для управления микроклиматом в теплице.

Оборудование:

Контроллер NOD irrigation

Контроллер NOD irrigation построен на архитектуре базового универсального контроллера UCPT-3-12. Универсальный программируемый логический контроллер UCPT-3-12 (другими словами, контроллер с программируемой логикой) модульной архитектуры предназначен для решения задач телематики, контроля и управления, а именно:

  • управление электронным и электро-механическим оборудованием;
  • автоматизация и контроль технологических процессов;
  • сбор, обработка, хранение и передача данных.

Основной отличительной особенностью контроллера является возможность тесной интеграции с веб-ориентированными платформами, предназначенными для обработки и отображения, полученных с него данных, а так же, для настройки и управления контроллером.

Логика работы контроллера описывается с помощью языка программирования Lua и выполняется с использованием встроенного в контроллер интерпретатора, что позволяет адаптировать его под любую предметную область без участия высококвалифицированных инженеров.

Пример программного кода.

Аппаратное обеспечение:

Контроллер построен с использованием модульной архитектуры, что подразумевает под собой наличие базового модуля, предназначенного для решения основных задач контроллера, и дополнительных модулей, расширяющих его функциональные возможности.

Аппаратное обеспечение базового модуля включает в себя:

  • Корпус на DIN-рейку шириной 4S.
  • Источник питания контроллера с диапазоном входных напряжений 5-30В.
  • АКБ емкостью от 250 до 6000 м/Ач, обеспечивающий автономную работы базового модуля от 12 часов.
  • Источник питания внешнего оборудования 4.2В.
  • Центральный процессор, обеспечивающий выполнение интерпретатора языка программирования Lua и сервисные функции.
  • Часы реального времени с резервным питанием.
  • Выход типа «сухой контакт».
  • 12 универсальных входов/выходов, позволяющих работать в одном из следующих режимов:
    • Цифровой вход с поддержкой входного напряжения до 33В (логический, частотный или счетный).
    • Аналоговый вход с разрядностью 12 бит и поддержкой входного напряжения до 33В.
    • Цифровой выход типа «открытый коллектор» 40В 0.3А.
    • Цифровой выход с возможностью формирования ШИМ сигнала.
  • Интерфейс RS-232.
  • Интерфейс RS-485.
  • Интерфейс I2C.
  • Интерфейс 1-Wire.
  • Внутренняя шина для подключения дополнительных модулей (до трех одновременно).

Дополнительными модулями являются:

  • Светодиодный модуль.
  • Модуль GSM связи.
  • Модуль LAN связи.
  • Модуль WiFi связи.
  • LoRa модуль.
  • Модуль ZigBee связи.
  • Модуль приемника GPS сигналов.
  • Модуль дисплея 1.44” с кнопками управления.
  • Другие модули.

Основные технические характеристики контроллера NOD irrigation

Питание от сети 220В
Батарея 4,2В, 5A/Ч Литий-полимерный аккумулятор
Солнечная панель (при отсутствии сети 220В) 450x340x25 мм, 20 Вт, 12В
Потребляемая мощность в режиме ожидания 0,12 Вт
Рабочая температура -30ºC ÷ +60ºC
Размеры устройства 171x121x80 мм
Вес общий 2 кг
Продолжительность работы в пасмурную погоду при передаче данных Около 2-х месяцев
Продолжительность работы в пасмурную погоду без передачи данных Около 3-х месяцев
Внутренняя память 4Mб
Макс. количество подключенных непосредственно к станции сенсоров Без ограничений
Макс. количество беспроводных сенсоров Без ограничений

Этот инновационный продукт позволит Вам следить за климатическими условиями и микроклиматом на конкретном объекте (в саду, теплицы, фермы, на поле) круглый год в режиме реального времени из любой точки земного шара. Все это, безусловно, поможет эффективно спланировать проведение сельскохозяйственных работ.

Контроллер предназначен для непрерывного сбора всех метеорологических данных и передачи их на централизованный сервер, где все данные обрабатываются и становятся доступны для пользователя в программной части.

Дополнительно к контроллеру можно подключить беспроводной модуль сбора информации UCT-W-4 от датчиков. В этом случае можно собирать данные от беспроводных датчиков влажности почвы, температуры воздуха и т.д. в радиусе до 3 км прямой видимости на разных участках поля.

К нему можно подключить видеокамеру для визуальной оценки погодных условий, роста растений, расчета угрозы появления вредителей совместно с использованием феромонных ловушек.

Помимо основного источника питания он может быть оснащен аккумулятором и солнечной батареей для автономной работы.

Базовый контроллер NOD irrigation принимает усредненную информацию от проводных датчиков каждые 5 минут и передает информацию каждые 30 минут на сервер для обработки и визуализации данных, от беспроводных датчиков принимается информация каждые 30 мин и передается на сервер каждый час. Это позволяет максимально экономить энергопотребление метеостанции. Даже в пасмурные, облачные дни, в том числе и зимой, метеостанция работает в автономном режиме до 2-х месяцев. Период передачи данных от любых типов датчиков можно изменять дистанционно в зависимости от поставленных задач.

Контроллер работает с большим количеством беспроводных модулей UCT-W-4, благодаря использованию современных технологий, что позволяет покрыть участки больших размеров.

Контроллер отправляет SMS оповещения в случае задания критических параметров. Например, резкое снижение/повышение температуры, заморозки, недостаток влаги в почве и т.д.

Рис.2 Внешний вид контроллера для наружной установки.

IT-Lynx controller

Рис.3 Плата контроллера с модулем GSM.

IT-Lynx controller

Рис.4 Блок управления микроклиматом в теплице на базе контролера UCPT-3-12.

Беспроводной модуль UCT-W-4

Беспроводной модуль UCT-W-4 совместно с контроллером UCTP-3-12 предоставляет удобный, быстрый и надежный способ мониторинга информации от различных датчиков, удаленных от контроллера на расстояние до 3-х километров прямой видимости. К одному беспроводному модулю UCT-W-4 можно подключить до 4-х различных датчиков для удаленного мониторинга. К базовому контроллеру метеостанции подключается дополнительный радио-модуль, который может принимать информацию от модулей UCT-W-4.

В отличие от проводных датчиков, датчики с беспроводным модулем UCT-W-4 можно устанавливать или переустанавливать в любое место без дополнительных затрат на протяжку кабелей. Это устройство не мешает на работе машин и агрегатов. Для беспроводных модулей используется радио-модуль с очень низким энергопотреблением и большим радиусом действием. Информация от беспроводного модуля передается на основной контроллер по радиоканалу. При передаче данных каждый час модуль служит около 1 года без замены батареек. Модуль работает на частоте 868МГц и не подлежит лицензированию на территории Украины.

Беспроводный модуль UCT-W-4 не нуждается в конфигурации или первоначальных настройках. Для того, чтобы начать работу его просто нужно включить и по состоянию светодиода убедится в подключении к основному контролеру. Для увеличения радиуса действия следует дополнительно установить репитеры для беспроводных модулей.

ТТХ беспроводного контроллера передачи данных

Параметр Значение
Питание Встроенная батарея типа АА – 2шт.
Время автономной работы До 3-х лет в случае передачи данных один раз в сутки
Дальность До 3 км
Частота 868 МГц
Скорость передачи 0.3-50 кбит/c, адаптивно
Протокол Открытый, LoRaWAN
Потребление энергии Низкое
Аутентификация Да
E2E шифрование Да
Полная двунаправленность Да, в зависимости от режима
Масштабируемость Да
Габаритные размеры, мм 200х60х80
Масса, кг 0,25
Защита корпуса IP 65
Температура окружающей среды от -40°С до +80°С
Относительная влажность воздуха при + 30°С; до 85%
Атмосферное давление 84 кПа-107 кПа (от 630 до 800 мм.рт.ст.)

Внешний вид устройства

UCT-W-4

Внешний вид устройства с датчиками влажности и температуры грунта

UCT-W-4

Модуль для управления клапанами UCTC-4-6

UCTC-4-6 предназначен для непосредственного управления электромагнитными клапанами подачи воды. Работает по интерфейсу M-bus. Не требует собственного источника питания и работает исключительно от двухпроводной шины данных при подключении к основному контроллеру UCPT-3-12. Имеет 6 выходов для управления клапанами и 4 входа для подключения различных датчиков, например, давления воды в трубопроводе, или влажности почвы.

Есть версия модуля для беспроводного управления клапанами по радиоканалу UCTC-LoRa-4-6. В этом случае к основному контроллеру UCPT-3-12 подключается радиомодуль на базе технологии LoRa, и управление клапанами можно осуществлять без проводов, по воздуху на расстоянии до 3-х км прямой видимости. В зависимости от проекта управления поливом мы подберем оптимальное оборудование для управления клапанами.

Внешний вид модуля UCTC-4-6

UCTC-4-6

Основные ТТХ модуля

Питание От шины M-Bus
Рабочая температура -30ºC ÷ +60ºC
Размеры корпуса 126x176x57 мм
Выходы 6 выходов для управления 12 В импульсными клапанами
Входы 4 аналогово-цифровых входа

RS-485 / M-Bus преобразователь

Контроллер шины M-Вus предназначен для объединения контроллеров клапанов, имеющих интерфейс M-Bus в общую сеть. Непосредственно к преобразователю может быть подключено до 250 модулей управления клапанами UCTC-4-6 с суммарной длиной проводов в линии до 4000 м.

Внешний вид преобразователя

Основные ТТХ преобразователя

Питание 12В 2.5А
Напряжение шины M-bus 36В
Рабочая температура -30ºC ÷ +60ºC
Размеры корпуса 53.3×90.2×57.5 мм

Партнеры, участвующие в исследованиях, тестировании и внедрении, нашего продукта

  • Інститут садівництва Національної академії аграрних наук, НААН
  • Інститут водних проблем і меліорації НААН
  • Уманський національний університет садівництва
  • Національний університет біоресурсів і природокористування України
  • Одеський державний екологічний університет
  • Київський національний університет імені Тараса Шевченка
  • Компанія Акватек
  • ТОВ «Ірігаційні Системи»
  • ТОВ «АгроАналіз»
  • ТОВ «Алькор-С»