نظام "الشروط الأربعة" للمراقبة والإنذار المبكر للزراعة (أو الزراعة الحرجية)، يدمج أحدث تقنيات أجهزة الاستشعار اللاسلكية، ومنصات إنترنت الأشياء، والبيانات الضخمة، وتقنيات الإنترنت. يغطي أربعة جوانب رئيسية للمراقبة الزراعية، بما في ذلك: رطوبة التربة، وديناميكيات نمو المحاصيل، وديناميكيات الآفات، والمناخ (الكوارث).
يتكون النظام من:
- أجهزة استشعار رطوبة التربة
- كاميرات لمراقبة نمو المحاصيل والكوارث
- مصابيح فخ ذكية للحشرات
- كاميرات رقمية شبكية
- أجهزة مراقبة فسيولوجية وبيئية للمحاصيل
- نظام الإنذار المبكر والتنبؤ
- قاعدة المعرفة الخبيرة
- منصة لإدارة المعلومات المتكاملة
المنصة متاحة لجميع المستخدمين عبر الهاتف المحمول أو الكمبيوتر الشخصي أو العملاء، مما يسمح لهم بإدارة ومراقبة وتحليل البيانات في الوقت الحقيقي. المعلمات الرئيسية هي:
- حالات الآفات والأمراض، حالات الكوارث، حالة نمو المحاصيل
- درجة حرارة الهواء، رطوبة نقطة الندى، درجة حرارة التربة، وشدة الضوء
يسمح النظام بالتشخيص عن بُعد، اتخاذ قرارات ذكية، وإدارة آلية من خلال دمج بيانات المراقبة، نماذج الخبراء، مكتبة المحاصيل، ومؤشرات الكوارث. إنه "عيون، سماعة طبية وحاسوب" لفنيي الزراعة.
الميزات الأساسية
1. منصة سحابية - وصول موحد للبيانات
- تصور ثلاثي الأبعاد للأراضي الزراعية: جميع نقاط المراقبة معروضة في واجهة بسيطة.
- بيانات التربة: درجة الحرارة، الرطوبة، الملوحة، الرقم الهيدروجيني.
- بيانات الطقس: درجة الحرارة، الرطوبة، الهطول، الإشعاع الشمسي وسرعة الرياح.
- بيانات الآفات: صور للآفات، عدد الحشرات والتصنيف التلقائي.
- بيانات النبات: تمدد الثمار، تغير قطر الساق، درجة حرارة الأوراق.
- حالة المعدات: المضخات، الصمامات، عدادات المياه. الإضاءة، محركات الستائر.
يمكن للمستخدمين اختيار الحقول والمحاصيل وأجهزة الاستشعار. يمكنهم أيضًا تحديد تنسيق العرض (رسوم بيانية أو قوائم) والفترة الزمنية (يومي، أسبوعي، شهري). تسمح الأوامر عن بعد بالتقاط صور آلية للفخاخ وتحميلها في الوقت الفعلي. هذا يلغي الحاجة إلى عمليات الفحص الميداني.
ميزات أخرى
- تحديد الحشرات وعدها تلقائيًا
- عرض البيانات التاريخية في شكل منحنيات وتقارير
- مجهر بصري عالي الدقة يلتقط صور الأبواغ ويركز تلقائيًا. يتيح ذلك مراقبة الأبواغ على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع دون الحاجة للتواجد.
2. مراقبة الآفات والأمراض
تمكّن أجهزة مراقبة الحشرات الذكية من اصطياد الآفات بطريقة صديقة للبيئة وترسل الصور عبر GPRS/3G إلى السحابة.
- يمكن التقاط الصور فورًا أو بشكل مجدول باستخدام جهاز التحكم عن بعد. يتم تخزين الصور تلقائيًا في قاعدة بيانات الآفات للسماح بالتحليل من قبل الخبراء.
- يوفر النظام استراتيجيات وقائية للآفات في الوقت المناسب من خلال دعم التشخيص عن بعد في الوقت الفعلي.
3. مراقبة رطوبة التربة
- قياسات مستمرة طويلة الأمد لمحتوى الماء في التربة (محتوى رطوبة التربة).
- نشر مرن للمستشعرات لتحليل مقاطع التربة.
- قابل للتوسيع مع مستشعرات إضافية لقياس درجة حرارة التربة، الموصلية الكهربائية (EC)، درجة الحموضة (pH)، جودة وكمية المياه الجوفية، والمعلمات الجوية.
- تُستخدم بيانات حالة التربة هذه للمساعدة في إدارة الجفاف والتخفيف من آثار الكوارث الزراعية.
4. المراقبة بالفيديو
- كاميرات الأشعة تحت الحمراء القبة بزاوية 360 درجة لمراقبة نمو المحاصيل والآلات.
- يدعم النقاط المحددة مسبقًا للتبديل السريع للفيديو.
5. التحكم عن بعد وأتمتة المهام
- ري وتسميد وتهوية مؤتمتة بالكامل.
- سيقوم النظام تلقائيًا بإجراء العمليات الميدانية.
- التحكم عن بُعد في الآلات الزراعية وأنظمة الري والصوبات الزراعية يزيد من الكفاءة ويقلل من القوى العاملة.
الإدارة عبر الهاتف المحمول وعن بُعد
- يمكن الوصول إليه عبر الهاتف الذكي والجهاز اللوحي والكمبيوتر الشخصي.
- التحكم والمراقبة عن بعد متوفرة في أي مكان وزمان.
جمع البيانات وشبكة المستشعرات
الأجهزة الرئيسية
- مصباح فخ الحشرات لالتقاط الصور عن بعد
- فخ الفطريات لالتقاط الصور عن بُعد
- محطة الطقس اللاسلكية في الحقل
- أجهزة استشعار التربة والبيئة
الفوائد
- مراقبة فورية لنمو المحاصيل والآفات وظروف التربة
- عمليات الزراعة الآلية
- التشخيص عن بعد، دعم القرار، مدعوم بتقنية إنترنت الأشياء (IoT) والنظام الخبير
- مراقبة الجراثيم والآفات على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع بدون تدخل بشري
- قابل للتخصيص وقابل للتطوير لمختلف المحاصيل والمناطق واحتياجات الإدارة
يمكّن "نظام مراقبة الظروف الزراعية الأربعة" المزارعين والمهنيين الزراعيين من الابتعاد عن الفحص اليدوي والتحول نحو الإدارة الزراعية الذكية والآلية القائمة على البيانات.
مبادئ العمل
ميزات النظام
- المعالجة بالأشعة تحت الحمراء: معدل وفيات الحشرات ≥98% مع الحفاظ على سلامة العينات.
- تحديد الآفات الذكي: التصوير الآلي عن بعد مع نقل الصور لاسلكيًا إلى المنصة؛ يتم ختم الصور التاريخية بختم زمني وتخزينها.
- فصل تلقائي لمياه الأمطار: يمنع نظام الصرف المدمج تدخل مياه الأمطار.
- تحديد المواقع بنظام تحديد المواقع العالمي (GPS): يتيح التكوين عن بُعد، والمراقبة في الوقت الفعلي، ومنع السرقة، ورسم خرائط الأجهزة الجغرافية المكانية.
- آلية التنظيف الذاتي: يضمن تصميم الاهتزاز + الفرشاة عدم وجود تلوث متبادل بين الحشرات المجمعة.
- منصة سحابية متكاملة: حل موحد لإنترنت الأشياء لجمع البيانات والتحكم عن بُعد والتحليلات والتحذيرات المبكرة.
ميزات المنصة
- رسم خرائط نظم المعلومات الجغرافية (GIS): يحدد موقع الأجهزة جغرافيًا على الخريطة مع وظيفة مدمجة لمكافحة السرقة.
- المراقبة في الوقت الفعلي: يتتبع حالة الجهاز (التحكم في الإضاءة/المطر/درجة الحرارة، التدفئة، حالة الباب، قوة الإشارة، استخدام البيانات) لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها والصيانة التنبؤية.
- التشغيل التكيفي:
- تحليلات بيئية: تعرض درجة حرارة الهواء والرطوبة ودرجة حرارة الغرفة وإحداثيات GPS وطوابع بيانات الوقت الحقيقي. يتم تصور البيانات التاريخية عبر الرسوم البيانية والمخططات الخطية لدعم تحليل الاتجاهات وتوقع تفشي الآفات.