ТЕМА 3. Автоматизація та інтелектуальні технології краплинного зрошення

4. IoT, Cloud та Edge у системах краплинного зрошення

Інтеграція сенсорів, контролерів та виконавчих пристроїв у єдину цифрову систему пов'язана з розвитком технології Internet of Things (IoT) — Інтернету речей.

У системах зрошення IoT забезпечує обмін даними між фізичними пристроями та програмними платформами. Наприклад, датчик вологості передає дані контролеру, контролер  - на цифрову платформу, де інформація аналізується та використовується для формування керуючої команди. Однією з важливих переваг IoT є можливість дистанційного моніторингу. Оператор може отримувати інформацію про стан ґрунту, роботу насоса, тиск, витрату води та виконання поливів без безпосередньої присутності на об'єкті. У сучасних цифрових системах значна частина даних може зберігатися та оброблятися у Cloud - хмарному середовищі. Хмарні технології забезпечують накопичення історичних даних, віддалений доступ, порівняння результатів різних періодів, роботу складних моделей аналізу та прогнозування. Водночас повна залежність системи зрошення від хмарного середовища може створювати ризики. Втрата інтернет-з'єднання не повинна автоматично призводити до припинення критично важливих операцій.

Цю проблему частково вирішує використання Edge computing - периферійних обчислень, за якого частина оброблення даних та прийняття рішень здійснюється безпосередньо на локальному обладнанні.

Для системи зрошення доцільним є розподіл функцій між рівнями:

• Cloud - накопичення даних, довгостроковий аналіз, навчання моделей, прогнозування;
• Edge - оперативне оброблення даних та локальне прийняття рішень;
• Контролер і виконавчі пристрої  - безпосереднє керування насосами, клапанами та іншими елементами системи.

Така архітектура підвищує надійність системи. За умови втрати зв'язку з хмарною платформою локальний контролер може продовжувати виконувати базові алгоритми управління. Таким чином, для сільськогосподарського виробництва важливим критерієм цифрової системи є не лише її функціональність, а й автономність, надійність та здатність функціонувати за нестабільних умов зв'язку.