PoC farm wertykalnych - sensory IoT i MQTT
Modułowe farmy wertykalne w supermarketach - GMI i klient łączą świeżą żywność lokalnie, bez długich łańcuchów dostaw.
Tło
Pomysł na ten projekt został zainspirowany klientem, który marzył o farmach wertykalnych w centrach handlowych i supermarketach. Celem było uprawianie świeżych produktów, takich jak sałata i zioła, bezpośrednio na miejscu, aby zmniejszyć wpływ na środowisko i dostarczać klientom świeższe produkty. Ich Proof of Concept (PoC) miał na celu zrewolucjonizowanie rolnictwa miejskiego, rozwiązanie wyzwań logistycznych i zwiększenie zrównoważonego rozwoju.
Cele projektu i wyzwania
Cele:
- Opracowanie modułowego systemu upraw, który można łatwo zainstalować w supermarketach
- Monitorowanie i kontrola wilgotności, oświetlenia i temperatury w celu optymalizacji wzrostu roślin
- Stworzenie centralnego systemu zbierania i analizy danych w celu usprawnienia procesów decyzyjnych
Wyzwania:
- Integracja różnych technologii w celu zapewnienia niezawodnego zbierania i analizy danych
- Opracowanie skalowalnego i przyjaznego dla użytkownika interfejsu
- Zapewnienie solidnego bezpieczeństwa danych oraz możliwości skalowania systemu w przyszłości
Rozwiązanie Techniczne
Przegląd Architektury:
Czujniki i Sterowniki PLC
System wykorzystuje sieć zaawansowanych czujników do monitorowania kluczowych warunków środowiskowych, takich jak wilgotność, poziomy oświetlenia i temperatura. Czujniki te są połączone z programowalnymi sterownikami logicznymi (PLC), które pełnią rolę „mózgu" systemu. PLC zbierają i przetwarzają dane w czasie rzeczywistym, aby zapewnić optymalne warunki wzrostu roślin.
Broker MQTT
Działając jako centralny węzeł komunikacyjny, broker MQTT jest hostowany w chmurze. Efektywnie obsługuje transmisję danych z PLC do centralnej aplikacji webowej. Broker zarządza kolejkami danych, zapewniając ich płynny i niezawodny przepływ oraz brak utraty informacji.
Centralna Aplikacja Webowa
To centrum zarządzania systemem. Aplikacja webowa pobiera dane od brokera MQTT, analizuje je i prezentuje w formie intuicyjnych wizualizacji. Dane w czasie rzeczywistym są wyświetlane w tabelach i na wykresach, umożliwiając łatwe monitorowanie i zarządzanie.
Integracja Systemu:
Zbieranie Danych z Czujników
Czujniki rozmieszczone w farmie wertykalnej komunikują się ze sterownikami PLC, zbierając dane w czasie rzeczywistym o warunkach środowiskowych. Dane te obejmują szczegółowe odczyty dotyczące wilgotności, intensywności światła i temperatury, które są kluczowe dla utrzymania optymalnych warunków wzrostu.
Konfiguracja Brokera MQTT
Dane zebrane przez PLC są przesyłane do brokera MQTT w chmurze. Broker zarządza przepływem danych, zapewniając ich bezpieczną i wydajną transmisję z PLC do centralnej aplikacji webowej.
Projekt Centralnej Aplikacji
Centralna aplikacja webowa jest zaprojektowana jako przyjazna dla użytkownika i funkcjonalna. Pobiera dane od brokera MQTT, przechowuje je w solidnej bazie danych i prezentuje za pomocą czytelnych, interaktywnych wizualizacji. Użytkownicy mogą przeglądać dane w czasie rzeczywistym oraz trendy historyczne w formie tabel i wykresów, co ułatwia monitorowanie i analizę wydajności farmy.
Analiza Danych i Kontrola:
Monitorowanie w Czasie Rzeczywistym
System dostarcza kompleksowych informacji o warunkach środowiskowych w farmie wertykalnej. Za pośrednictwem aplikacji webowej użytkownicy mogą przeglądać dane w czasie rzeczywistym dotyczące wilgotności, poziomu oświetlenia i temperatury. Informacje te są przedstawiane w przystępnej formie, wykorzystując tabele i wykresy, które ukazują aktualne warunki oraz trendy w czasie.
Regulowane Parametry
Jedną z kluczowych funkcji systemu jest możliwość dostosowywania warunków środowiskowych. Użytkownicy mogą regulować parametry, takie jak wilgotność, intensywność światła i temperatura, za pomocą aplikacji webowej. Ten poziom kontroli pozwala zoptymalizować farmę pod kątem maksymalnych plonów i lepszej jakości produktów.
Rezultaty Proof of Concept
Podczas początkowej fazy testów Proof of Concept (PoC) został dokładnie oceniony w środowisku testowym klienta. GMI Software udowodniło swoją zdolność do płynnej integracji wielu zaawansowanych technologii, co zaowocowało stworzeniem solidnego systemu zdolnego do zbierania, analizy i wizualizacji danych w czasie rzeczywistym. Ta udana integracja potwierdziła niezawodność i skuteczność systemu w zarządzaniu specyficznymi wymaganiami farm wertykalnych zlokalizowanych w supermarketach.
Kompleksowe Zbieranie Danych
PoC wprowadził poziom zbierania danych, który wcześniej był nieosiągalny przy wykorzystaniu samodzielnych sterowników PLC. Dzięki zastosowaniu zaawansowanej sieci czujników i centralnego systemu danych rozwiązanie umożliwiło ciągłe i szczegółowe monitorowanie kluczowych parametrów środowiskowych. Ten kompleksowy proces zbierania danych pozwolił na długoterminową analizę i identyfikację wzorców oraz trendów, które wcześniej były niewidoczne.
Ulepszone Podejmowanie Decyzji
Szczegółowe możliwości analizy danych znacząco usprawniły procesy decyzyjne. Dzięki dostarczaniu historycznych trendów oraz danych w czasie rzeczywistym system pozwolił użytkownikom na dokonywanie świadomych korekt parametrów farmy. Możliwość precyzyjnego dostosowania warunków na podstawie dokładnych i bieżących danych prowadziła do optymalnego wzrostu roślin, wyższych plonów i lepszej jakości produktów. Dane historyczne stały się również cennym źródłem dla analiz predykcyjnych, pomagając w przewidywaniu i minimalizowaniu potencjalnych problemów zanim wpłyną one na wydajność farmy.
Plany Rozwoju na Przyszłość
Klient planuje dalszą rozbudowę i skalowanie projektu. Kierunki rozwoju obejmują m.in.:
- Integracja AI: Wprowadzenie sztucznej inteligencji w celu bardziej zaawansowanej analizy danych i rozpoznawania wzorców
- Szersze Zastosowanie: Rozszerzenie systemu poza supermarkety, obejmując produkcję rolną na większą skalę
- Strategiczne Partnerstwa: Współpraca z firmami z branży produkcji, logistyki i technologii w celu zwiększenia skalowalności
Podsumowanie
Proof of Concept stanowi znaczący krok naprzód w dziedzinie rolnictwa miejskiego. Wykorzystując najnowsze technologie, GMI Software i ich wizjonerski klient opracowali system, który fundamentalnie zmienia sposób, w jaki świeże produkty są uprawiane, dystrybuowane i konsumowane w środowiskach miejskich.
Modułowy system farm wertykalnych nie tylko rozwiązuje wyzwania tradycyjnego rolnictwa, takie jak długie łańcuchy dostaw i wysokie koszty transportu, ale również promuje zrównoważony rozwój poprzez zmniejszenie śladu środowiskowego. Integracja zaawansowanych czujników, analizy danych w czasie rzeczywistym oraz przyjaznej dla użytkownika aplikacji webowej zapewnia optymalne warunki wzrostu, co prowadzi do świeższych i zdrowszych produktów dostępnych bezpośrednio w supermarketach.
To innowacyjne podejście do rolnictwa miejskiego ma potencjał, aby przekształcić krajobrazy miejskie, zamieniając supermarkety w tętniące zielenią przestrzenie, gdzie świeże produkty są uprawiane na miejscu. Sukces tego PoC toruje drogę do przyszłości, w której rolnictwo miejskie stanie się codziennością, dostarczając świeższą żywność bliżej konsumentów, wzmacniając bezpieczeństwo żywnościowe i przyczyniając się do bardziej zrównoważonych miast.
Get in touch with us
Gotowi na zrewolucjonizowanie własnych operacji rolniczych? Skontaktuj się z GMI Software już dziś, aby dowiedzieć się, jak możemy pomóc zrealizować Twoją wizję zrównoważonego rolnictwa.
Let's talk
about the project.
Have an app idea or need technological support? Write to us — we'll prepare a preliminary analysis and estimate within 48h. Projects that go through our DDT process (Discovery, Design & Technology) come with a price guarantee and a fixed-price agreement — a key differentiator for us.
80-890 Gdansk, Poland