Полигон для моделирования умного сельского хозяйства
Полигон позволяет реализовать концепцию «Умное сельское хозяйство» для учебы или соревнований, объединяя несколько образовательных решений в единую систему
Подходит под Приказ №838: п. 2.16.77. Полигон для моделирования умного сельского хозяйства.
Умное сельское хозяйство — это инновационный подход к ведению аграрного бизнеса, основанный на применении современных технологий, таких как Интернет вещей (IoT), датчики, автоматизированные системы контроля и анализа данных. Оно позволяет значительно повысить эффективность производства продуктов питания, снизить затраты ресурсов и минимизировать негативное воздействие на окружающую среду.
Используемые образовательные наборы моделируют реальные решения прогрессивных систем сельского хозяйства. Умные теплицы играют ключевую роль в этой концепции, обеспечивая оптимальные условия роста растений благодаря автоматизации освещения, полива, вентиляции и температурного режима. Для животноводства используются RFID-метки, позволяющие отслеживать перемещения животных. Роботы-доставщики помогают оперативно транспортировать урожай и удобрения, снижая нагрузку на работников и ускоряя процессы обработки полей.
Учебный полигон предназначен для изучения основ технологии IoT и развития практических навыков программирования, конструирования, механического и электрического монтажа.
Учащиеся смогут собрать и запрограммировать систему, состоящую из умных теплиц, роботов-доставщиков, метеостанции, конвейеров для животных с RFID-сканерами и вспомогательных объектов.
Решаемые учебные задачи:
1. Сборка, программирование и управление данной системой:
- Управление освещением, настройка цвета и яркости в теплицах
- Управление поливом растений
- Управление вентиляцией и контроль температуры для растений
- Измерение температуры и влажности воздуха
- Измерение атмосферного давления
- Определение скорости и направления ветра
- Определение интенсивности осадков
- Измерение уровня освещенности
- Измерение активности Солнца по уровню ультрафиолетового излучения
- Графическая и текстовая визуализация данных и отображение текущего состояния
- Оповещение о чрезвычайных ситуациях (превышение уровня УФ-излучения, температуры, влажности и др.)
- Мониторинг данных об окружающей среде и использование этих показаний для создания автоматических систем управления выращиванием растений
2. Создание собственных систем управления выращиванием, регулирующих и фиксирующих данные:
- Температура и влажность воздуха
- Атмосферное давление
- Освещённость
- Температура и влажность почвы
- Ультрафиолетовое A-излучение
- Ультрафиолетовое B-излучение
- Скорость и направление ветра
- Количество осадков
- Индекс ультрафиолетового излучения Солнца
- Ток, напряжение и мощность
- Скорость робота
- Уровень заряда батареи робота
3. Программирование и управление мобильными элементами комплекса:
- Программирование движения робота-доставщика удобрений и овощей
- Настройка взаимодействия робота с внешними датчиками и устройствами
- Автоматизация процесса доставки продукции и материалов
- Управление робототехнической платформой с помощью пульта ДУ, мобильного телефона
- Мониторинг данных тока, напряжения и мощности платформы
- Наличие датчика расстояния, гироскопа, акселерометра дают возможность использовать платформу для решения олимпиадных задач по робототехнике в купе с интеграцией в IoT
- Управление освещением – настройка цвета и яркости света, выбор из трех типов светодиодов
- Графическая визуализация данных и отображение текущего состояния, оповещение о чрезвычайной ситуации (пониженный уровень батареи, превышение скорости и т.д.)
- Звуковое оповещение и воспроизведение полифонических мелодий.
4. Работа с системами мониторинга состояния животных:
- Установка и настройка RFID-идентификации животных
- Отслеживание перемещений и состояний животных на ферме
- Анализ данных и принятие решений на основе собранной информации
5. Применение технологий Internet of Things (IoT):
- Изучение принципов передачи данных между различными компонентами системы
- Использование облачных сервисов для хранения и обработки данных
- Разработка приложений для удалённого управления комплексом
Решение данных задач на полигоне позволят ученикам освоить ключевые аспекты современной сельскохозяйственной индустрии, развить инженерные и программные компетенции, подготовиться к работе в условиях цифровизации экономики.
