РЕЗУЛЬТАТИ РОЗРОБКИ І ТЕСТУВАННЯ КОМП’ЮТЕРНО-ІНТЕГРОВАНОЇ ТЕХНОЛОГІЇ КЕРУВАННЯ ШТУЧНИМ ДООСВІТЛЕННЯМ ТЕПЛИЦЬ
RESULTS OF DEVELOPMENT AND TESTING OF COMPUTER-INTEGRATED TECHNOLOGY OF GREENHOUSES ARTIFICIAL LIGHTING CONTROL
Сторінки: 201-206. Номер: №6, 2021 (303) 
Автори:
ЛАКТІОНОВ І. С.
ДВНЗ «Донецький національний технічний університет»
ORCID ID: 0000-0001-7857-6382
e-mail: ivan.laktionov@donntu.edu.ua
ВОВНА О. В.
ДВНЗ «Донецький національний технічний університет»
ORCID ID: 0000-0003-4433-7097
e-mail: oleksandr.vovna@donntu.edu.ua
БОРИЧЕВСЬКИЙ В. В.
ДВНЗ «Донецький національний технічний університет»
ORCID ID: 0000-0001-5363-5665
e-mail: vladyslav.borychevskyi.kita@donntu.edu.ua
IVAN LAKTIONOV, OLEKSANDR VOVNA, VLADYSLAV BORYCHEVSKYI
SHEE ‘Donetsk National Technical University’
DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2021-303-6-201-206
Рецензія/Peer review : 22.11.2021 р.
Надрукована/Printed : 30.12.2021 р.
Анотація мовою оригіналу
Задля підвищення врожайності культур актуалізується питання розробки і впровадження технологій автоматизації та цифровізації виробничих процесів вирощування сільськогосподарських рослин у промислових теплицях. Цей факт, у свою чергу, позитивно впливає на переоснащення програмно-технічної бази вітчизняних аграрних виробництв захищеного ґрунту, що стимулює підвищення показників інвестиційної привабливості та довгострокової стійкості українських сільськогосподарських підприємств. Основна мета статті полягає в розробці наукових підходів до створення й тестування комп’ютерно-інтегрованої технології керування штучним доосвітленням в умовах аграрних виробництв захищеного ґрунту. Під час досліджень було обґрунтовано компонентну базу та розроблено структурну схему апаратно-програмних засобів технології керування доосвітленням. У результаті було синтезовано й протестовано комп’ютерну модель, яка реалізується на мікропроцесорній техніці та алгоритмах теорії нечіткої логіки для керування інтенсивністю й спектральним складом світлодіодних світильників у теплицях. Реалізовано і експериментально досліджено макетний зразок системи керування штучним доосвітленням тепличних культур. Реалізовані апаратно-програмні засоби комп’ютерно-інтегрованої технології дозволяють в автоматичному режимі керувати параметрами світлодіодних світильників із обліком типів і періодів вегетації вирощуваних сільськогосподарських культур.
Ключові слова: штучне доосвітлення, комп’ютерно-інтегрована технологія, керування, теплиця.
Розширена анотація англійською мовою
The development and implementation of the automation and digitalization technologies of growing crops production processes in industrial greenhouses is being actualized for increasing of crop yields. This fact, in turn, positively influences on the re-equipment of the software and hardware base of protected soil domestic agricultural production, which stimulates an increase of investment attractiveness and long-term sustainability of Ukrainian agricultural enterprises. The main purpose of the article is developing of the scientific approaches on creation and testing of computer-integrated technology for artificial lighting control in the protected ground agricultural production conditions. The research object is automatic control process of artificial lighting. The research subject is methods and hardware-software components of the indoor greenhouse microclimate. Research methods are analysis of existing development methods, mathematical and computer modeling, hardware and software experimental testing. In course of the research, the component base has been substantiated and the block diagram of the hardware and software for the control of lighting technology has been developed. As a result, a computer model has been synthesized and tested, which is implemented on microprocessor technology and algorithms of the fuzzy logic theory for control the intensity and spectral composition of LED lamps in greenhouses. The prototype of control system for artificial additional lighting of greenhouse crops has been implemented and experimentally investigated. The implemented hardware and software means of computer-integrated technology allow to automatically control the parameters of LED lamps, taking into account the types and periods of growing crops.
Keywords: artificial lighting, computer-integrated technology, control, greenhouse.
References
- VNTP APK–19–07. Teplychni i oranzhereini pidpryiemstva. Sporudy zakhyshchenoho gruntu dlia fermerskykh (selianskykh) hospodarstv: Vidomchi normy tekhnolohichnoho proektuvannia. – [Chynnyi vid 2007-08-01]. – Kyiv : M-vo ahrar. polit. Ukrainy, 2007. – 140 s.
- NTP 10–95. Normy tehnologicheskogo proektirovaniya teplic i teplichnyh kombinatov dlya vyrashivaniya ovoshej i rassady: Vedomstvennye normy tehnologicheskogo proektirovaniya. – [Chinnij vid 1996-07-01]. – Moskva : Minselhozprod RF, 1996. – 87 s.
- Tihomirov A.A. Svetokultura rastenij: biofizicheskie i biotehnologicheskie osnovy : ucheb. posobie / A.A. Tihomirov, V.P. Sharupich, G.M. Lisovskij. – Novosibirsk : Izd-vo Sibirskogo otdeleniya Rossijskoj Akademii nauk, 2000. – 213 s.
- Baharev I. Primenenie svetodiodnyh svetilnikov dlya osvesheniya teplic realnost i perspektivy / I. Baharev, A. Prokofev, A. Turkin, A. Yakovlev // Sovremennye tehnologii avtomatizacii. – 2010. – № 10. – S. 76–82.
- Ministry of Agriculture and Forestry: Supports the growth, diversification and sustainability of Albertas agriculture and forest industries [Elektronnyi resurs]. – Rezhym dostupu : https://www.alberta.ca/agriculture-and-forestry.aspx (data zvernennia: 05.11.2021).
- Laktionov I. Copncept of low cost computerized measuring system for microclimate parameters of greenhouses / I. Laktionov, O. Vovna, A. Zori // Bulg. Journal of Agric. Science. – 2017. – Vol. 23 (4). – R. 668–673.
- Ahn Y.D. Power Controllable LED System with Increased Energy Efficiency Using Multi-Sensors for Plant Cultivatio / Y.D. Ahn, S. Bae, S.-J. Kang // Energies. – 2017. – Vol. 10 (1607). – P. 1–13.
- Vu Q.M. Automated Wireless Greenhouse Management System: Master of Engineering Thesis / Q.M. Vu. – Palmerston North: School of Engineering and Advanced Technology Massey University, 2011. – 173 p.
- Shirsath D.O. IoT based smart greenhouse automation using Arduino / D.O. Shirsath, P. Kamble, R. Mane, A. Kolap, R.S. More // International Journal of Innovative Research in Computer Science & Technology. – 2017. – Vol. 5 (2). – P. 234–238.
- Zade A.V. A smart green house automation system by wireless sensor networks / A.V. Zade, Harwani, P. Bawankule // International Journal of Research in Advent Technology. – 2017. – Vol. 5 (3). – P. 48–50.
- Laktionov I. Results of experimental research on computerized intellectual monitoring means of effective greenhouse illumination / Laktionov, O. Vovna, I. Getman, A. Maryna, V. Lebediev // International Journal on Smart Sensing and Intelligent Systems. – 2019. – Vol. 12 (1). – P. 1–19.
- Vovna O. Method of adaptive control of effective energy lighting of greenhouses in the visible optical range / O. Vovna, I.Laktionov, S. Sukach, M. Kabanets, E. Cherevko // Bulg. Journal of Agric. Science. – 2018. – Vol. 24 (2). – P. 335–340.
- Shamshiri R. Advances in greenhouse automation and controlled environment agriculture: A transition to plant factories and urban agriculture / R. Shamshiri, F. Kalantari, K.C. Ting, K.R. Thorp, I.A. Hameed, C. Weltzien, D. Ahmad, Z.M. Shad // International Journal of Agricultural and Biological Engineering. – 2018. – Vol. 11 (1). – P. 1–22.
- X9C104 [Elektronnyi resurs]. – Rezhym dostupu : https://www.renesas.com/us/en/document/dst/x9c102-x9c103-x9c104-x9c503-datasheet (data zvernennia: 30.11.2021).
