در ترکیب بستر ابری و IoT می‌توان به توسعه سریع‌تر کاربردهای متنوع مانیتورینگ محیطی مانند اندازه‌گیری سطح آب، میزان آلودگی هوا، رطوبت خاک، شرایط نور محیط، تشخیص وقوع آتش‌سوزی و ردیابی حیوانات، اشاره کرد. همچنین می‌توان به مانیتورینگ امنیت غذایی، آبیاری قطره‌ای، محافظت و نگهداری از درختان و جنگل‌ها نیز اشاره کرد.
چالش‌های مهم این حوزه، شرایط محیطی متغیر و امنیت سنسورهای محیطی که از نظر فیزیکی هم در معرض تهدید هستند، است. آبیاری در کشورهای پیشرفته باید از طریق سیستم های هوشمند صورت گیرد. با استفاده از این سیستم، میزان هدر شدن آب به میزان قابل توجهی کاهش پیدا می کند و حدود ۶۰ درصد از هدر رفت آب جلوگیری می شود که این موضوع در مشکل کم آبی بسیاری از کشورها، تاثیرگذار است. همچنین هزینه ها تا حد زیادی کاهش پیدا می کند. بنابراین، با مدیریت هوشمند فضای سبز شهری اقدامات مفیدی انجام می شود. از سوی دیگر، با توجه به شرایط اقلیمی و محدود بودن منابع آب، نیاز به مدیریتی هدفمند و هوشمند است.
اینترنت اشیا؛ نوآوری جدیدی است که با کمک سنسورهایی مانند دما، مجاورت، سرعت، شدت، حرکت، فشار، کیفیت هوا و رطوبت، شبکه آب های سطحی را از راه دور کنترل می کند. با استفاده از اینترنت اشیا و تعریف کدگذاری و با کمک سنسورهای تعبیه‌شده، می‌توان رواناب‌ها را به سمت قنوات و منهول های آب و فاضلاب در شرایط عادی و بحرانی هدایت و مدیریت کرد. این سامانه‌ها فشار را از طبیعت و سیستم آب و فاضلاب فعلی برداشته و درنتیجه بهره‌وری و کاهش هزینه ها را به همراه دارد. با کاهش دی‌اکسید کربن، ذخیره‌سازی آب، کاهش گازهای گلخانه‌ای و سازگاری و تاب‌آوری شهری را در مواجه با تغییرات اقلیمی به همراه دارد که باعث افزایش کیفیت شهروندان و حفاظت از زیست‌بوم منطقه می شود.
بر اساس نوع گیاه و میزان آب مورد نیازش، پروسه آبیاری برنامه ریزی می شود و از انواع روش های آبیاری بارانی و قطره ای و انواع آبپاش ها استفاده می شود. همچنین برای آبیاری گل های خانگی می توان از بسته های آبیاری قطره ای گلدان ها استفاده کرد. با این مقاله همراه باشید تا با چگونگی مدیریت هوشمند فضای سبز شهری آشنا شوید.
کنترل کننده های طراحی شده در سیستم های فضای سبز هوشمند
برای کنترل و سیستم آبیاری خودکار می توان از سه کنترلر مختلف در سیستم های فضای سبز هوشمند استفاده کرد که هر کدام مزیت های مختلفی دارند.
سیستم های اینترنتی و بی سیم
این سیستم ها به خانه های هوشمند وصل می شوند و تمام تنظیمات از طریق تلفن همراه انجام می شود. آبیاری گیاهان می تواند به وسیله برنامه هفتگی یا از طریق دستور مستقیم از راه دور انجام شود و گزارشی از عملکرد سیستم دریافت کند.
تایمرهای دستی
برنامه های هفتگی روی این تایمرها تنظیم می شود و بر اساس آن برنامه ریزی دریافتی، آبیاری گیاهان به شکل خودکار انجام می شود
سیستم پیامکی
این سیستم با سیستم های اینترنتی تفاوت دارد. این تفاوت در عدم برقراری ارتباط با دیگر اجزای خانه های هوشمند است. همچنین از مزیت های این سیستم استفاده از اپلیکیشن به صورت فارسی است که بر روی تلفن همراه نصب می شود.
سیستم مدیریت هوشمند فضای سبز شهری
این سیستم با به کار گیری چند سنسور می تواند فضای سبز شهری مانند پارک ها و فضای سبز اداره ها را مدیریت کند. از مزیت های استفاده از آن، حذف هزینه های پرداختی نیروی انسانی است. سنسور هایی که در این سیستم وجود دارند در زیر آمده اند:
• سنسور باران: این سنسور در زمانی که باران ببارد فعال می شود و نشان دهنده این است که در این مواقع احتیاجی به آبیاری نیست.
• سنسور باد: این سنسور در مواقعی که باد بسیار شدید است، فعال می شود و سیستم آبیاری در این مواقع باید غیر فعال شود؛ چرا که آبیاری در این شرایط بی اثر است و باد آب را به هر سمتی می برد.
• سنسور میزان رطوبت خاک: این سنسور فعال در شرایطی که میزان رطوبت خاک بالا باشد، هشدار می دهد که دیگر نیازی به آبیاری نیست.
• سنسور اندازه گیری دمای محیط: این سنسور در فصل زمستان و در زمان سرمای شدید یا یخبندان سیستم آبیاری را غیر فعال می کند، چرا که آبیاری در این مواقع کار بیهوده ای است.
• سنسور نور خورشید یا تشخیص میزان نور موجود در محیط: این سنسور کمک می کند تا در زمانی که آفتاب نباشد، آبیاری انجام شود. آبیاری در آفتاب باعث صدمه به گیاهان می شود. همچنین آبیاری در نبود خورشید از میزان تبخیر آب هم می کاهد.
سنسور های دیگری هم در این سیستم وجود دارد که شامل سیستم دریافت کننده SMS برای پیش بینی وضعیت هوا متصل به سیستم کنترلر، سیستم تشخیص روز های تعطیل، سیستم تشخیص دادن فصل ها و سنسور تشخیص میزان فشار آب ورودی به سیستم آبیاری است.
کارکرد سنسورهای هوشمند
با نصب سیستم آبیاری هوشمند و تقسیم کردن زمین به چندین بخش بر اساس نوع کشت برای آبیاری می توان از این طریق با میزان کمتری، آبیاری کرد. همچنین به وسیله سیستم هوشمند آبیاری به صورت وایرلس و برقراری ارتباط به صورت بی سیم با ایمنی و بدون هیچ تداخلی، هیچ محدودیتی در متراژ زمینی که با سیستم آبیاری هوشمند کشت می شود، وجود ندارد.
با هوشمند بودن فضای سبز شهری، شهرداری ها می توانند به راحتی در هر زمان و هر مکانی که هستند آبیاری را انجام دهند و کنترل کنند و همچنین از آسیب دیدن گیاهان جلوگیری کنند. با این سیستم به دلیل برنامه آبیاری منظم می توان با کم ترین میزان آب در آبیاری، بیشترین بهره وری را پیش رو داشت. با در نظر داشتن وضعیت بحران فعلی در ایران و با توجه به این که ۸۰ درصد هدر رفت آب در بخش کشاورزی و آبیاری فضای سبز شهر ها است، با مدیریت هوشمند فضای سبز شهری می توان کنترل قابل قبولی بر روی میزان آب کشور داشت.
برنامه های قابل تنظیم در آبیاری هوشمند
• بررسی میزان رطوبت و مشخص شدن زمان آبیاری و مدیریت فضای سبز
• زمان بندی شروع و پایان آبیاری در ساعات خنکی هوا برای صرفه جویی در مصرف آب
• زمان بندی برای آب نما ها در فضای سبز شهری
• برنامه ریزی سنسور های هوا شناسی، دما، میزان رطوبت خاک و …
• تنظیم و کنترل میزان آب و فشار آب ورودی در مناطق مختلف شهری
• قطع و وصل جریان آب بر اساس موقعیت های مختلف
خروجی هوشمند سازی فضای سبز شهری
هوشمند سازی فضاهای سبز و پارک ها نتایج زیادی را به همراه دارد. بعضی از این نتایج را می توان به شرح زیر خلاصه کرد:
• مناسب بودن از نظر اقتصادی در دراز مدت به دلیل کاهش برخی از هزینه ها
• حذف مشکلات انسانی در انجام کارها در فضاهای سبز مانند تاخیر در کار، ناقص بودن کار، انجام کار به صورت غیر تخصصی و …
• با آبیاری میزان مورد نیاز گیاه، نتیجه آن سرسبزی و طراوت گیاهان در فضای سبز می شود که این کار سلامت جسم و روان شهروندان را در پی دارد.
• با استفاده از سیستم آبیاری هوشمند، مشکلات و خطاهای انسانی در هدر رفتن آب کم تر می شود و این کار باعث افزایش نیروی باغبانان در بهره وری فضای سبز می شود.
• مدیریت زمان و کاهش زمان آبیاری
• عدم نیاز به وجود باغبانان لرای کار آبیاری
• مدیریت منابع آبی در آبیاری فضای سبز شهری
• کم شدن هزینه های پرداختی برای نیرو های انسانی و ماشین ها مانند آبیاری با تانکر، آبیاری توسط کارگران و …
• کاهش استهلاک تجهیزات، تاسیسات و لوازم آبیاری و کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری این لوازم
منبع
مرکز فضای مجازی
نقشه اینترنت اشیا
سامانه نشر مجلات علمی دانشگاه تهران
