پروپوزال طراحی یک سیستم پیشنهاد دهنده فازی جهت پیشگیری آفت پژمردگی محصولات هندوانه در گلخانه های کشاورزی

با توجه به تعدیل ساختار کشاورزی، وسعت کاشت هندوانه در حال افزایش است. در بسیاری از مناطق تولید محصول هندوانه تبدیل به یک صنعت بزرگ برای بهبود درآمد کشاورزان محلی شده است . پژمردگی یکی از بیماری ها و آفت های مرغوب و جدی پس از کاشت گیاه و نهال هندوانه می باشد. در صورتی که محصولات هندوانه دچار بیماری پژمردگی شوند، حدود 20% الی 30% از محصولات در وضعیت بسیار نامطلوبی قرار گرفته و در نهایت منجر به از بین رفتن محصول هندوانه می گردد. بنابراین آفت پژمردگی که به عنوان بیماری شیوع در مزارع هندوانه شناخته می شود، یکی از چالشها و مشکلات بزرگ در تولیدات محصولات کشاورزی از جمله هندوانه است. در حال حاضر، تکنولوژی پیوند معمولا در اکثر کشور ها استفاده می شود. این تکنولوژی به منظور کاهش قابل توجهی از بیماری پژمردگی در محصولات کشاورزی از جمله هندوانه می گردد. با پیوند زدن، نهال هندوانه در برابر اکثر بیماریها و به خصوص پژمردگی مقاومت بالایی خواهد داشت. همچنین تکنولوژی پیوند قابلیتهای دیگری از جمله: بازدهی بالا، رشد پایدار، کیفیت بالای محصولات  را به طور قابل توجهی افزایش می دهد.

با این حال، چگونگی مدیریت نهال های هندوانه پیوند شده به منظور حفظ بقای محصولات یکی از مهمترین چالشهای روبه رو می باشد. میزان بقای محصولات ارتباط مستقیم با دما، رطوبیت، شدت نور و غیره در محیط دارد[4]. لذا در مناطق روستایی، کشاورزان عمدتا از آویزان کردن یک دماسنج در گلخانه های پلاستیکی جهت محاسبه میزان دما و درجه حرارت رد محیط استفاده می کنند که این عمل ضمن اینکه دارای دقت بسیار کمی است، به مرور زمان دستگاه دما سنج از کار می افتد. عدم استفاده صحیح از امکانات لازم جهت محاسبه دما در محیط های گلخانه ای، موجب زیان های زیادی برای کشاورزان می شود. بنابراین با عدم عدم تشخیص زودرس بیماری پژمردگی در محصولات هندوانه، حتی پیوند زدن هم نمیتواند از گسترش بیماری جلوگیری کرده و در نهایت باعث از دست دادن محصولات کشاورزی می گردد. در این پژوهش از امکانات شبکه حسگر بی سیم به منظور جمع آوری دماهای لحظه ای محیط در داخل گلخانه استفاده می گردد. همچنین یکی از مهمترین نوآوری ارائه شده در این تحقیق دریافت دما، وضعیت آب و هوایی بیرون از گلخانه از طریق سامانه های آب و هوایی منطقه با استفاده از سیستم طراحی شده می باشد. لذا با اینکار می توان گسترش بیمار پژمردگی را زودتر پیش بینی نموده و در جهت جلوگیری از شیوع بیماری اقدامات لازم مبذول گردد.

 

شبکه های حسگر بی سیم یک نسل جدید از شبکه های حسگر هستند که کاربردهای گسترده ای دارد [. توسعه آن تاثیر زیادی بر زندگی انسان و تولیدات داشته است. در حال حاضر شبکه های حسگر بی سیم در زمینه های کشاورزی، صنعت نظامی، نظارت بر ساخت و ساز و غیره دارد. توجه به کاربرد این شبکه ها در حوزه کشاورزی کمک شایانی در رسیدن به کشاورزی دقیق و به کارگیری مناسب از منابع خواهد انجامید. به طور مثال، می توان به کاربرد شبکه حسگر بی سیم در مزارع یا گلخانه ها اشاره کرد. اندازه گیری دقیق دما، رطوبت، نور و موارد دیگر برحسب شرایط خاص محیط مورد بررسی از قابلیت های اینگونه شبکه هاست که به دلیل برخورداری از مزایای ارتباط بی سیم استفاده از اینگونه شبکه ها در مقایسه با روشهای دیگر بسیار به صرفه تر، راحت تر و با قابلیت بیشتر خواهد بود .

امروزه کشاورزان عمدتا به فن آوری حسگر برای جلوگیری از آفت ها و بیماریهای مربوطه به خصوص بیماری پژمردگی محصولاتشان به ویژه هندوانه به منظور افزایش بقا نهال و بهبود بازدهی محصولات روی آورده اند. نرخ بقا، افزایش بازدهی و کاهش تلفات محصولات هندوانه نیز تاثیر مستقیم بر میزان دما، شدت نور و میزان رطوبت دارد. لذا اطمینان از شرایط مطلوب زیست محیطی در گلخانه ها تاثیر مستقیم بر رشد، عملکرد و افزایش بازدهی نهال دارد. در این پژوهش به منظور حل مشکل عدم دقت محاسبه دما، میزان رطوبت، شدت نور و در نهایت پیشگیری زود رس از بروز بیماری پژمردگی برای محصولات هندوانه و همچنین کاهش نیروی کار گلخانه در صنعت کشاورزی، از شبکه های حسگر بی سیم استفاده می شود. بنابراین در این پژوهش پ با بکارگیری کاربردهای شبکه حسگر بی سیم پارامترهای میزان دما، شدت نور و رطوبت های محیط را به صورت لحظه ای دریافت شده، سپس پارامترهای حس شده به ایستگاه مرکزی ارسال می شوند. در ایستگاه مرکزی شرایط آب و هوایی روز فعلی و چند روز آینده از مرکز ارائه دهنده شرایط آب و هوایی دریافت شده و همراه با اطلاعات حس شده از گره های حسگر موجود در گلخانه مورد پردازش قرار می گیرد. سپس پارامترهای شدت نور، دما، رطوبت و وضعیت آب و هوایی و غیره به عنوان ورودی به سیستم پیشنهاد دهنده فازی وارد شده و مجموعه ای از قوانین تولید می گردد. در نهایت با توجه به قوانین تولید شده توصیه های لازم جهت سم دهی، آبیاری، تنظیم تهویه و تنظیم دمای گلخانه پیشنهاد می گردد. لذا در صورت دریافت پارامتهایی که از حد آستانه بالاتر هستند هشدارهای سریع به مسئول گلخانه ارائه می گردد.

برخی از مهمترین اهداف این پژوهش به شرح ذیل می باشد:

- طراحی یک سیستم پیشنهاد دهنده فازی با کمک داده های حس شده از طریق گره های موجود در شبکه حسگر بی سیم به منظور پیشگیری بیماری از بروز آفت های پژمردگی در نهال هندوانه و افزایش بازدهی محصولات .

- بهینه سازی ساختار شبکه های حسگر بی سیم در کشاورزی مدرن به منظور نظارت دقیق تر و در نتیجه افزایش بازدهی محصولات و مخارج کشاورزان.