Средства автоматизации в сельском хозяйстве

Максимальная автоматизация всех процессов в сельском хозяйстве на правах осознанной необходимости входит в стратегии развития крупнейших агропромышленных и машиностроительных компаний в мире. Ускорить рост продуктивности сельского хозяйства, обеспечить стабильный результат внедрения инноваций и повысить конкурентоспособность предприятий в локальном и мировом масштабе позволяют в первую очередь огромные объемы собранной информации и продвинутые системы управления данными (data science и data management). Кроме того, с помощью систем автоматизированного управления сельским хозяйством можно контролировать 2/3 факторов, приводящих к потерям урожая. Как считают эксперты, в сельском хозяйстве в первую очередь будут развиваться такие направления цифровизации, как точное земледелие, «Интернет вещей», дистанционное зондирование, а также разработка приложений, облачных сервисов и ERP-систем. Поэтому, для крупных и мелких фермерских хозяйств удобным будет приобретение панелей оператора, на основе которых будут установлены необходимые автоматические системы.

В сельском хозяйстве необходимо осуществлять мониторинг и контроль техники. Для этого используются следующие инструменты:

• Журнал работ и контроль расхода горюче-смазочных материалов (ГСМ): автоматизированный расчет фактических объемов выполненных работ для формирования путевого и учетного листа.
• Акты выполненных работ: фиксация факта выполнения работ и качественных характеристик реализованных операций, в том числе непосредственно в поле.
• Техническое обслуживание и ремонт техники: ведение картотеки техники и оборудования с детализацией произвольной глубины; учет технического состояния техники, фиксация дефектов и поломок.
• При этом по-прежнему остаются востребованными такие традиционные системы контроля за с/х техникой, как ГЛОНАСС/GPS-мониторинг, видеонаблюдение, контроль топлива, идентификация прицепного оборудования, контроль давления в шинах и идентификация водителя. ГЛОНАСС-мониторинг — простой и действенный инструмент, который позволяет владельцу знать, где работает с/х техника, во сколько она вышла в поле, по какому маршруту движется, сколько времени работал двигатель (в движении и на холостом ходу), в каком месте поля был включен выгрузной шнек и находились ли в этот момент рядом с комбайном автомобили предприятия. На компьютере диспетчера можно увидеть информацию о заправках техники, возможных сливах топлива, его расходе, а также о том, сколько топлива израсходовано на работу дополнительного оборудования.

Оснащение пунктов ГСМ

Внедрение современных решений по мониторингу на пунктах ГСМ позволяет решить следующие задачи:

• предоставление данных полного цикла перемещения ГСМ от бензовоза до хранилища ГСМ и от хранилища в транспортное средство клиента;
• идентификация водителей, получающих топливо, по RFID-картам;
• идентификация автотранспорта по меткам UHF RFID на баках;
• получение отчетов о выдаче топлива с указанием получателей топлива;
• организация контроля поступления топлива в баки автомобилей;
• удаленное управление доступом и установление лимитов на выдачу топлива;
• дозированная выдача топлива и точный налив;
• получение ежедневной отчетности по e-mail, API-библиотека разработчика для бухгалтерии 1С.

В результате можно сократить затраты на топливо (до 30%), повысить дисциплину персонала и пресечь мошенничество.

Точный анализ урожая и почвы

Анализ урожая помогает, к примеру, определить уровень содержания сухого вещества: этот элемент приобретает большое значение при уборке зерна на склад. Если в составе зерна процент сухого вещества слишком маленький, то неизбежно образование микроорганизмов (грибков, плесени и т. д.).

В Европе процесс высушивания зерна перед уборкой на склады стоит дорого, и многие подрядчики на этом наживаются. Производителю сообщают, что зерно содержит, к примеру, 13% сухого вещества и поэтому необходимо досушить материал. Однако если выполнить анализ урожая при уборке, то можно заранее узнать, что сухое вещество составляет 17%, и тогда высушивание будет стоить дешевле.

Тот же принцип действует при уборке кукурузы. Стоимость этих злаков напрямую зависит от содержания крахмала — проведя анализ урожая, производитель может выяснить, за сколько ему продавать товар и на каком участке поля лучшие результаты.

Выполнять все эти задачи помогают БИК-анализаторы (NIR оnboard). Эти устройства часто используют в хозяйствах, где есть возможность множественного применения системы — при уборке зерна, во время заготовки силоса и осенью при разбрасывании удобрений.

Автоматизированное освещение и «умные» теплицы

Системы мониторинга для тепличных комплексов предоставляют данные по температуре, влажности, содержанию CO и CO₂. Они могут также автоматически активировать систему полива — и в целом сделать все, чтобы вырастить и сберечь урожай. В свою очередь, системы контроля и управления доступом и идентификации персонала позволяют обеспечить, чтобы нужный работник находился в нужном месте предприятия.

Решения для животноводства

Ученые также разработали систему, предназначенную для автоматического выявления коров в охоте или в перегуле и больных животных. Она состоит из индивидуальных датчиков активности, которые расположены на ошейниках коров и раз в 15 минут передают данные по радиоканалу на расстояние до 10 км, а также приемного узла с антенной, подключаемого к маршрутизатору на ферме.

Датчики осуществляют мониторинг двигательной активности коров с помощью трехосного акселерометра, закрепленного на печатной плате датчика. Они надеваются на стандартные ошейники (шириной 4 см), не требуя соблюдения особого расположения или ориентации. Расчетный срок службы датчика составляет 10 лет без обслуживания, гарантия — 5 лет. Вместе с датчиками рекомендуется вешать на ошейник пластиковые цифры.

Управление складом

На складе для хранения продукции необходимо следить за температурой, уровнем СО₂ и влажностью воздуха. Измерение температуры можно реализовать при помощи сети датчиков, обеспечивающих сбор данных о температуре с/х продукции при напольном хранении. Определить уровень СО₂ позволяет сеть газоанализаторов, охватывающая различные зоны хранилища. Для наблюдения за влажностью воздуха можно расположить сеть измерителей непосредственно в помещении хранилища.

Такие решения позволяют осуществлять:

• сбор данных для управления системой вентиляции;
• сбор информации для управления системами подогрева, кондиционирования и увлажнения;
• управление потерями сельхозпродукции при хранении.

Облачные платформы

Объединить все данные для дальнейшего анализа и принятия правильных решений помогают облачные платформы. Также они позволяют определить оптимальные сроки выполнения и параметры технологических операций на основании:

• характеристик почвы;
• состояния посевов;
• погодных условий;
• наличия и состояния техники;
• характеристик применяемых удобрений и средств защиты растений.