PoC systemu farm wertykalnych (sensory IoT + MQTT)

Wyobraź sobie, że wchodzisz do lokalnego supermarketu i wybierasz świeżą sałatę lub zioła uprawiane na miejscu w sklepie. Bez długich łańcuchów dostaw, bez dodatkowych kosztów transportu i z pełną przejrzystością co do pochodzenia Twojej żywności. Ta wizja stała się rzeczywistością dzięki firmie GMI Software, która we współpracy z innowacyjnym klientem stworzyła modułowe farmy wertykalne wewnątrz supermarketów. Ich Proof of Concept (PoC) miał na celu zrewolucjonizowanie rolnictwa miejskiego, rozwiązanie wyzwań logistycznych i zwiększenie zrównoważonego rozwoju.

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.

Cele projektu i wyzwania

Cele:

1. Opracowanie modułowego systemu upraw, który można łatwo zainstalować w supermarketach.
2. Monitorowanie i kontrola wilgotności, oświetlenia i temperatury w celu optymalizacji wzrostu roślin.
3. Stworzenie centralnego systemu zbierania i analizy danych w celu usprawnienia procesów decyzyjnych.

Wyzwania:

1. Integracja różnych technologii w celu zapewnienia niezawodnego zbierania i analizy danych.
2. Opracowanie skalowalnego i przyjaznego dla użytkownika interfejsu.
3. 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.

Kluczowe Korzyści:

• 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 rozbudować projekt do 5000 modułów w ciągu najbliższych pięciu lat. Ten ambitny cel obejmuje kilka strategicznych kroków:

• 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.

Gotowi na zrewolucjonizowanie własnych operacji rolniczych? Skontaktuj się z GMI Software już dziś, aby dowiedzieć się, jak możemy pomóc zrealizować Twoją wizję zrównoważonego rolnictwa.