طراحی ،ساخت و ارزیابی سیستم آبیاری قطره‌ای کنترل برخط گلخانه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده مهندسی زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی، ساری، ایران

2 گروه مکانیک بیوسیستم، دانشکده مهندسی زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایران

3 گروه مکانیک بیوسیستم، دانشکده مهندسی زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایران،

چکیده

در حال حاضر اهمیت مدیریت استفاده صحیح از منابع آب به سبب بروز تغییرات اقلیمی، کاهش نزولات جوی، افزایش جمعیت و مصرف آب، مورد توجه قرار می‌گیرد. در این راستا استفاده از یک ابزار برنامه‌ریزی شده آسان برای استفاده آبیاری محصول خیار بر روی یک گوشی هوشمند به‌منظور افزایش راندمان آبیاری طراحی ساخت و مورد ارزیابی قرار گرفت. در این پژوهش طراحی و ساخت سیستم کنترل برخط آبیاری قطره‌ای بر اساس دریافت اطلاعات موردنیاز محصول خیار گلخانه‌ای مانند رطوبت خاک، دما و هوای محیط توسط سنسورها انجام شد. مهمترین اجزای تشکیل‌دهنده این سیستم شامل میکروکنترلر، ایستگاه‌های بی‌سیم سنسورها، ایستگاه کنترل و پردازش اطلاعات، سنسور رطوبت‌سنج خاک، سنسور دما و رطوبت هوای محیط، شیر برقی و کنتور آب می‌باشد. زبان برنامه‌نویسی مورد استفاده برای میکروکنترلر بیسیک بود و برای طراحی مدارهای الکترونیکی از نرم‌افزار پروتئوس استفاده گردید. تحلیل‌های آماری با استفاده از نرم‌افزار SPSS انجام شد. میزان عملکرد محصول و میانگین مصرف آب به ترتیب در سطح آماری 5% و 1% برای دو روش کنترل بر خط و دستی اختلاف معنی‌داری وجود دارد. در سیستم آبیاری کنترل برخط عمر بوته‌ خیار گلخانه‌ای به مدت 18 روز بیشتر از سیستم آبیاری دستی می‌باشد. نتایج حاصل از عملکرد محصول تولید شده خیار در سیستم آبیاری قطره‌ای کنترل برخط 23/101 تن در هکتار بیشتر از سیستم آبیاری قطره‌ای دستی تولید شد. در این سیستم مدیریت زمان و مکان و هزینه آبیاری (حذف کارگر برای آبیاری) قابل مقایسه با روش دستی نمی‌باشد. بنابراین استفاده از سیستم کنترل برخط می‌تواند جایگزین مطمئنی برسیستم آبیاری دستی باشد و کارایی این سیستم مطلوب‌تر می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Design, construction and evaluation of an online control system for drop irrigation in greenhouse

نویسندگان [English]

  • seyed reza mousavi seyedi 1
  • Kazem laiy 2
  • Davood Kalantar 3
1 Department of Biosystem Mechanical Engineering, Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran
2 Department of Biosystem Mechanical Engineering, Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran.
3 Department of Biosystem Mechanical Engineering, Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran
چکیده [English]

At the moment, the importance of managing the proper use of water resources due to climate change, rainfall reduction, population growth and water consumption is considered. In this regard, the design, construction, and evaluation of an easy-to-use tool for cucumber irrigation on a smartphone was designed to enhance irrigation efficiency. In this research, the design and construction of an online drop irrigation control system was performed based on obtaining information about the greenhouse cucumber product such as moisture content, ambient temperature and soil by sensors. The most important components of this system include microcontroller, wireless sensor stations, control and information processing station, wireless sensor, humidity meter, temperature sensor and ambient humidity sensor, solenoid valve and water meter. The programming language used for the microcontroller was BASIC, and for the design of electronic circuits, the PROTEUS software was used. Statistical analyzes were performed using SPSS software. There was a significant difference between product yield and mean water consumption at 5% and 1% for both online and manual control methods, respectively. In online irrigation control system, the lifetime of greenhouse cucumber plant was 18 days longer than manual irrigation system. The results of cucumber production in online drop irrigation system were 101.23 t/ha more than manual drop irrigation system. In this system, the management of time and space and the cost of irrigation (removal of workers for irrigation) is not comparable to manual method. Therefore, the use of an online control system can be a reliable alternative to manual irrigation and the efficiency of this system is more favorable.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cellular phone
  • Greenhouse cucumbers
  • Wireless sensors
  • Water consumption management