अमूर्तआधुनिक कृषि संयंत्रों का बुद्धिमत्तापूर्ण विकास मुख्य रूप से संचालन एवं रखरखाव प्रणाली पर निर्भर करता है। संचालन एवं रखरखाव प्रणाली का बुद्धिमत्तापूर्ण विकास ग्रीनहाउस संचालन की समग्र दक्षता से प्रत्यक्ष रूप से संबंधित है और यह कृषि संयंत्रों के आधुनिकीकरण का भी प्रतीक है, जिसका प्रचार-प्रसार और गहन विकास का महत्व है। यह शोधपत्र किंगदाओ स्थित एक कृषि संयंत्र में बुद्धिमत्तापूर्ण संचालन एवं रखरखाव प्रणाली के अनुप्रयोग का परिचय देता है, इसके अनुप्रयोग प्रभाव का विश्लेषण करता है और प्रणाली के प्रचार-प्रसार मूल्य का मूल्यांकन करता है, ताकि संबंधित विशेषज्ञों के लिए संदर्भ जानकारी उपलब्ध कराई जा सके और संबंधित प्रणालियों के गहन अध्ययन को बढ़ावा दिया जा सके, जिससे कृषि संयंत्रों के तकनीकी एवं बुद्धिमत्तापूर्ण स्तर में सुधार हो सके।

कीवर्डबुद्धिमान संचालन एवं रखरखाव प्रणाली; कृषि सुविधा; अनुप्रयोग

चीन के तीव्र विकास के साथ, पारंपरिक कृषि उत्पादन पद्धतियाँ कृषि उत्पादों की गुणवत्ता और मात्रा के संबंध में समाज की बढ़ती मांगों को पूरा करने में असमर्थ रही हैं। उच्च उपज, दक्षता और उत्कृष्ट गुणवत्ता वाली आधुनिक कृषि पद्धतियों का हाल के वर्षों में तेजी से विकास हुआ है, जिससे अपार बाजार संभावनाएं उभर रही हैं। हालांकि, विश्व के विकसित कृषि प्रधान देशों या क्षेत्रों की तुलना में, चीन की कृषि प्रौद्योगिकी का स्तर अभी भी काफी पिछड़ा हुआ है, विशेष रूप से कृषि सेंसर और मशीन क्लाउड ब्रेन जैसे कृषि आईओटी-आधारित बुद्धिमान संचालन और रखरखाव प्रणालियों के अनुप्रयोग में, जहां डिजिटलीकरण में तत्काल सुधार की आवश्यकता है।

1. कृषि के लिए बुद्धिमान संचालन और रखरखाव प्रणाली

1.1 सिस्टम परिभाषा

कृषि के लिए बुद्धिमान संचालन एवं रखरखाव प्रणाली एक उभरती हुई प्रणाली प्रौद्योगिकी है जो इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT) प्रौद्योगिकी, बुद्धिमान प्रबंधन प्रौद्योगिकी और विभिन्न कृषि प्रक्रियाओं जैसे रोपण, भंडारण, प्रसंस्करण, परिवहन, पता लगाने की क्षमता और उपभोग को गहराई से एकीकृत करती है। "सिस्टम+हार्डवेयर" के एकीकरण के माध्यम से, कृषि बुद्धिमान संचालन एवं रखरखाव प्रणाली संवेदन प्रौद्योगिकी, संचरण प्रौद्योगिकी, प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी और सामान्य प्रौद्योगिकी जैसी इंटरनेट ऑफ थिंग्स की प्रमुख प्रौद्योगिकियों का उपयोग करके कृषि संबंधी व्यक्तिगत पहचान, स्थितिजन्य जागरूकता, विषम उपकरण नेटवर्किंग, बहु-स्रोत विषम डेटा प्रसंस्करण, ज्ञान की खोज और निर्णय समर्थन जैसी बहु-अंतःक्रियात्मक समस्याओं का व्यापक समाधान करती है।

1.2 तकनीकी मार्ग

सामान्यतः, कृषि प्रबंधन प्रणाली की संरचना मुख्य रूप से अवधारणा, नेटवर्क और प्लेटफॉर्म से बनी होती है। इस आधार पर, उद्यम कृषि के प्रकार और व्यावसायिक आवश्यकताओं के अनुसार अधिक तार्किक स्तरों का विस्तार कर सकते हैं। कृषि बुद्धिमान संचालन और रखरखाव प्रणाली की वास्तुकला चित्र 1 में दर्शाई गई है।

कृषि संयंत्रों के बुद्धिमान संचालन और रखरखाव की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, तापमान और आर्द्रता सेंसर, कार्बन डाइऑक्साइड सेंसर, प्रकाश सेंसर, करंट सेंसर, जल प्रवाह सेंसर, कार्बन डाइऑक्साइड प्रवाह सेंसर, प्राकृतिक गैस प्रवाह सेंसर, भार दबाव सेंसर, ईसी सेंसर और पीएच सेंसर जैसे सेंसर को अनुकूलित किया जा सकता है, और अधिक मांग वाले उद्यम सेंसरों पर शोध और विकास कर सकते हैं, और डेटा के स्थिर संचरण और संग्रहण को सुनिश्चित करने के लिए अंतर्निहित डेटा संचरण प्रोटोकॉल प्राप्त कर सकते हैं।

1.3 विकास का महत्व

बुद्धिमान संचालन एवं रखरखाव प्रणाली, कृषि इंटरनेट ऑफ थिंग्स के माध्यम से बुद्धिमान संवेदन प्रौद्योगिकी, सूचना संचरण प्रौद्योगिकी और बुद्धिमान प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी का उपयोग करके कृषि गतिविधियों के सभी पहलुओं की वास्तविक समय निगरानी और दूरस्थ नियंत्रण करती है, कृषि उत्पादन, प्रबंधन और रणनीतिक निर्णयों के बुद्धिमान सूचनाकरण को बढ़ावा देती है, और कृषि उत्पादन की उच्च दक्षता, सघनता, व्यापकता और मानकीकरण को साकार करती है। अंततः, फसल उत्पादन के सभी पहलुओं का ऊर्ध्वाधर जुड़ाव और संपूर्ण कृषि उद्योग श्रृंखला के सभी पहलुओं का क्षैतिज जुड़ाव साकार होगा। रोपण प्रौद्योगिकी प्रणाली, कृषि मस्तिष्क मंच, कृषि खाद्य सुरक्षा, कृषि उत्पाद व्यापार मंच, नई कृषि आपूर्ति श्रृंखला वित्तीय प्रणाली, विशिष्ट कृषि पर्यटन और पूरक रोपण एवं प्रजनन (चित्र 2) के साथ एक चक्रीय अर्थव्यवस्था पारिस्थितिकी का निर्माण होगा।

 

2.जल और उर्वरक एकीकरण की सूचना निगरानी

2.1 प्रणाली सिद्धांत

यह प्रणाली नारियल के छिलके में जल की मात्रा, ईसी, पीएच और अन्य मानों का पता लगाकर जल और उर्वरक प्रणाली को नकारात्मक प्रतिक्रिया प्रदान करती है, जो सटीक सिंचाई सुनिश्चित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। विभिन्न रोपण स्थितियों की विशेषताओं के अनुसार, छिलके की विशेषताओं और संरचना के विश्लेषण और अनुसंधान के माध्यम से, सिंचाई के समय का प्रायोगिक मॉडल और छिलके में जल की ऊपरी और निचली सीमा निर्धारित की जाती है। जल और उर्वरक एकीकृत सूचना अधिग्रहण प्रणाली सिंचाई मॉडल को नियंत्रित कर सकती है, और उत्पादन संचालन एवं रखरखाव प्रक्रिया में निरंतर अनुकूलन और पुनरावृति की जा सकती है।

2.2 प्रणाली संरचना

इस प्रणाली में द्रव प्रवेश संग्रहण उपकरण, द्रव वापसी संग्रहण उपकरण, सब्सट्रेट रीयल-टाइम मॉनिटरिंग उपकरण और संचार घटक शामिल हैं। द्रव प्रवेश संग्रहण उपकरण में पीएच सेंसर, ईसी सेंसर, वाटर पंप, फ्लोमीटर और अन्य भाग होते हैं; वहीं द्रव वापसी संग्रहण उपकरण में प्रेशर सेंसर, पीएच सेंसर, ईसी सेंसर और अन्य भाग होते हैं। सब्सट्रेट रीयल-टाइम मॉनिटरिंग उपकरण में द्रव वापसी संग्रहण ट्रे, द्रव वापसी फिल्टर स्क्रीन, प्रेशर सेंसर, पीएच सेंसर, ईसी सेंसर, तापमान और आर्द्रता सेंसर और अन्य भाग होते हैं। संचार मॉड्यूल में दो लो-रा मॉड्यूल हैं, एक केंद्रीय नियंत्रण कक्ष में और दूसरा ग्रीनहाउस में (चित्र 3)। केंद्रीय नियंत्रण कक्ष में स्थित कंप्यूटर और संचार घटक के बीच वायर्ड कनेक्शन है; केंद्रीय नियंत्रण कक्ष में स्थित संचार घटक और ग्रीनहाउस में स्थित संचार घटक के बीच वायरलेस कनेक्शन है; ग्रीनहाउस में स्थित संचार घटक और रिले, सब्सट्रेट डिटेक्शन घटक तथा द्रव वापसी डिटेक्शन घटक के बीच वायर्ड कनेक्शन है (चित्र 4)।

2.3 अनुप्रयोग प्रभाव

इस निगरानी प्रणाली द्वारा प्राप्त जानकारी के आधार पर, जल और उर्वरक सिंचाई प्रणाली से सिंचाई के प्रभाव की तुलना आपूर्तिकर्ताओं द्वारा प्रदान की गई सिंचाई प्रणाली से की गई है। इसकी तुलना में, इस निगरानी प्रणाली से प्रति टमाटर के पौधे की औसत सिंचाई प्रतिदिन 8.7% कम हो जाती है, और वापसी द्रव की मात्रा 18% कम हो जाती है, जबकि वापसी द्रव का EC मान लगभग समान रहता है। इससे पता चलता है कि जब इस निगरानी प्रणाली का उपयोग फसलों द्वारा पोषक तत्व अवशोषण के नियम के अनुसार सिंचाई के लिए किया जाता है, तो फसलों द्वारा अधिक पोषक तत्व का उपयोग किया जाता है। इस बुद्धिमान सिंचाई प्रणाली का उपयोग करके, प्रायोगिक समयबद्ध सिंचाई की तुलना में सिंचाई की मात्रा में औसतन 29% और वापसी द्रव में 53% की कमी की जा सकती है (चित्र 5-6)।

 

3. आईओटी-आधारित पर्यावरण नियंत्रण प्रणाली

प्लांट फैक्ट्रियों में बड़े पैमाने पर गतिशील स्पेक्ट्रल नोड्स के सटीक नियंत्रण की मांग को देखते हुए, फ्यूजन इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT) तकनीक को प्लांट के प्रकाश वातावरण के बड़े पैमाने पर और विषम नोड अधिग्रहण और सटीक नियंत्रण की समस्याओं को हल करने के लिए पेश किया गया है। प्लांट फैक्ट्री में बुद्धिमान प्रकाश नियंत्रण प्रणाली बुद्धिमान एलईडी प्रकाश उपकरणों को वाहक के रूप में उपयोग करती है, और डेटा अधिग्रहण, प्रसारण और नियंत्रण का समर्थन करने वाले बड़े पैमाने पर विकेन्द्रीकृत टर्मिनल नेटवर्क के निर्माण के लिए WF-IoT बिग डेटा फ्यूजन इंटरनेट ऑफ थिंग्स तकनीक को अपनाती है। सिस्टम को उत्पादन आवश्यकताओं के अनुसार स्वतंत्र रूप से समूहीकृत किया जा सकता है, और प्लांट प्रकाश उपकरणों की प्रकाश तीव्रता को विभिन्न प्रकाश स्थितियों और पौधों की वृद्धि की आवश्यकताओं के अनुसार वास्तविक समय में लगातार समायोजित किया जा सकता है, ताकि पूरक प्रकाश तीव्रता और पूरक प्रकाश मात्रा का सटीक नियंत्रण प्राप्त किया जा सके (चित्र 7)। परिधीय नेटवर्क के माध्यम से, पर्यावरण और रोशनी जैसे संवेदन डेटा का गतिशील संग्रह और प्रसारण किया जा सकता है, और साथ ही, ऊर्जा खपत की ऑनलाइन निगरानी की जा सकती है, और प्रत्येक विकास क्षेत्र में पूरक प्रकाश की ऊर्जा खपत को वास्तविक समय में समझा जा सकता है।

यह प्रणाली ग्रीनहाउस के आंतरिक और बाह्य नियंत्रण के डेटा को एकत्रित करके पौधों का सटीक प्रबंधन करती है और "पौधे प्रबंधन मॉडल" का उत्पाद विकास पूरा करती है। विद्युत, कार्बन डाइऑक्साइड, प्राकृतिक गैस और जल के सेंसरों के माध्यम से "ऊर्जा प्रणाली" के निगरानी डेटा का संग्रह किया जाता है। रोबोटिक दृष्टि तकनीक का उपयोग करके, फल के रंग, फलों की संख्या, फल के तने के आकार, पत्तियों, तनों आदि के डेटा के माध्यम से फसल की वृद्धि की पूरी प्रक्रिया की निगरानी और पहचान की जाती है (चित्र 8)।

4.प्रचार मूल्य

औद्योगिक इंटरनेट प्लेटफॉर्म के लाभों का उपयोग करते हुए, कृषि में बुद्धिमान संचालन और रखरखाव प्रणाली एक निवेश में कई बार सेवा का लाभ उठाती है। औद्योगिक इंटरनेट की साझाकरण अवधारणा का उपयोग करते हुए, यह प्रणाली कम लागत और उच्च दक्षता के साथ कृषि सुविधाओं में इंटरनेट ऑफ थिंग्स के निर्माण को बढ़ावा देती है और कृषि सुविधाओं के बुद्धिमान और हरित स्तर को बढ़ाती है। उदाहरण के तौर पर, किंगदाओ के लाईक्सी शहर में इस प्रणाली को लागू करने वाली एक परियोजना में, उर्वरक की समग्र उपयोग दर 90% से अधिक तक पहुंच सकती है, जो पारंपरिक मिट्टी की खेती की तुलना में तीन गुना अधिक है। पूरी प्रक्रिया में उत्पादन अपशिष्ट का निर्वहन नहीं होता है, जिससे खेत में खेती की तुलना में 95% पानी की बचत होती है और मिट्टी में उर्वरक प्रदूषण कम होता है। इस प्रणाली द्वारा ग्रीनहाउस में CO2 का पता लगाकर, ग्रीनहाउस के अंदर और बाहर तापमान और प्रकाश जैसे पर्यावरणीय कारकों का व्यापक विश्लेषण किया जाता है और CO2 की आपूर्ति को वास्तविक समय में नियंत्रित किया जाता है। यह न केवल पौधों की जरूरतों को पूरा करता है, बल्कि अपशिष्ट से भी बचाता है, फसल के प्रकाश संश्लेषण को प्रभावी ढंग से मजबूत करता है, कार्बोहाइड्रेट संचय को तेज करता है, प्रति इकाई क्षेत्र उपज बढ़ाता है और सब्जियों की गुणवत्ता में सुधार करता है। संचालन और रखरखाव प्रबंधन प्रणाली के संपूर्ण सेट ने ग्रीनहाउस पर्यावरण नियंत्रण सुविधाओं के स्वचालित संचालन, सभी मौसमों में काम करने वाले उपकरणों के स्वचालित और सटीक संचालन को संभव बनाया है, जिससे ऊर्जा लागत में 10% और मैनुअल संचालन लागत में 60% की कमी आई है। साथ ही, यह तेज हवा, बारिश और बर्फबारी जैसे प्रतिकूल मौसम के खिलाफ पहली बार में ही खिड़की बंद करने जैसी सुरक्षात्मक प्रतिक्रियाएं कर सकता है, जिससे अचानक खराब मौसम की स्थिति में ग्रीनहाउस और उसमें मौजूद फसलों के नुकसान को प्रभावी ढंग से रोका जा सकता है।

5.निष्कर्ष

आधुनिक कृषि विकास कृषि के बुद्धिमान प्रबंधन प्रणाली के बिना संभव नहीं है। केवल मजबूत समझ, विश्लेषण और निर्णय लेने की क्षमता वाली प्रबंधन प्रणाली ही आधुनिकीकरण के पथ पर निरंतर अग्रसर हो सकती है। कृषि का बुद्धिमान प्रबंधन प्रणाली कृत्रिम प्रबंधन की कमियों को काफी हद तक दूर करता है और कृषि उत्पादन, प्रबंधन और रणनीतिक निर्णयों के बुद्धिमान सूचनाकरण को बढ़ावा देता है। इनपुट में वृद्धि और प्रणाली के उपयोग परिदृश्यों के निरंतर संवर्धन के साथ, इसके डेटा मॉडल को अधिक डेटा के आधार पर लगातार अद्यतन और संशोधित करने की आवश्यकता होती है, जिससे यह अधिक बुद्धिमान बनता है और आधुनिक कृषि की बुद्धिमत्ता के स्तर में व्यापक सुधार होता है।

अंत

[उद्धरण जानकारी]

मूल लेखक: शा बिफेंग, झांग झेंग, आदि। ग्रीनहाउस बागवानी कृषि इंजीनियरिंग प्रौद्योगिकी, 19 अप्रैल 2024, 10:47, बीजिंग