17Samarkand branch of Tashkent State Agrarian University Theoretical and practical foundations of introducing smart agriculture in Uzbekistan
O'zbekistonda aqlli qishloq xo'jaligini joriy etishning nazariy va amaliy asoslari
QISHLOQ XO'JALIGIDA "BIG DATA" MA'LUMOTLAR BAZASINI SHAKLLANTIRISH VA ULARDAN FOYDALANISHNING AHAMIYATI
Qishloq xo'jaligi rivojlangan mamlakatlar sanalgan AQSh, Germaniya va Yevropadagi fermer xo'jaliklarining taxminan 70 foizi qishloq xo'jaligida zamonaviy aqlli texnologiyalardan foydalanmoqda. Gollandiya davlatida ham qishloq xo'jaligida "raqamli texnologiyalar" keng qo'llaniladi, jumladan qishloq xo'jaligining turli bosqichlarida nozik dehqonchilik va robotlardan, shuningdek turli xil jarayonlarni boshqarishda yordam beradigan "Internet buyumlari" (IoT) dan foydalaniladi. Koreya Respublikasida davlat tomonidan tartibga solish iqtisodiyot va hayotning barcha sohalariga innovasiyalar va zamonaviy texnologiyalarni joriy etishga har tomonlama yordam berishga qaratilgan. Koreya Respublikasida qishloq xo'jaligini innovasion rivojlantirish tajribasidan rivojlanayotgan mamlakatlarda oziq-ovqat xavfsizligini ta'minlash va innovasion agrar tizimni shakllantirishda foydalanish mumkin. Koreya Respublikasi Qishloq xo'jaligi vazirligi butun mamlakat bo'ylab "aqlli" fermer xo'jaliklarini rivojlantirishga mablag' ajratish ishlarini keng qamrovli amalga oshirib kelmoqda.
Hindistonda fermerlar bilim va malakasini oshirishga, xususan, fermerlarga ob-havo, mahsulot narxi, ekinlarni yetishtirish uchun eng yaxshi texnologiyalar va boshqalar to'g'risida ma'lumot beradigan mobil ilovalarini joriy etishga e'tibor qaratilgan. Har bir hududda qishloq xo'jaligidagi innovasion va ilmiy markazlar tashkil etilgan.
Qishloq xo'jaligining raqamli transformasiyasi soha mutaxassislardan bugungi zamonaviy yangi bilimlarga ega bo'lish barobarida, ularga yordam beradigan yangi "noodatiy" yechimlarni talab qiladi.
Sh. Hasanov
TDAU SF, i.f.d., professor
S. Fazliyev
TDIU SF, katta o'qituvchi
A. Abdullayev
TDAU SF, kichik ilmiy xodim
Kirish
May 12-13
Samarkand branch of Tashkent State Agrarian University Theoretical and practical foundations of introducing smart agriculture in Uzbekistan
O'zbekistonda aqlli qishloq xo'jaligini joriy etishning nazariy va amaliy asoslari
Olingan natijalar va ularning tahlili. "O'simliklar himoyasi va avtomatik sug'orish tizimiga asoslangan tuproqlar monitoringida ilg'or raqamli texnologiyalardan foydalanish" mavzusidagi Hindiston mexanika va injinerlik muhandislik ilmiy-tadqiqot instituti bilan hamkorlikda olib borilayotgan xalqaro ilmiy loyiha hisoblanadi.
Loyihaning maqsadi - dehqon va fermer xo'jaliklari uchun avtomatik sug'orish tizimida tuproq xususiyatlarini tahlil qilish hamda o'simliklarni himoya qilishda IoT texnologiyalariga asoslangan mobil dasturni ishlab chiqish va joriy etishdan iborat.
Loyiha amalga oshirish doirasida to'plangan ma'lumotlarni saqlash uchun masofaviy ma'lumotlar bazasi (server) sifatida Google kompaniyasiga tegishli Firebase Realtime ma'lumotlar bazasi yechimidan foydalanildi. Firebase Realtime ma'lumotlar bazasi bulutda joylashgan ma'lumotlar bazasidir. Ma'lumotlar JSON formatida saqlanadi va real vaqtda har bir ulangan mijozga sinxronlashtiriladi. Loyiha doirasida ushbu yechimga asoslangan ilovalarini yaratganimizda barcha mijozlar real vaqt ma'lumotlar bazasiga ulanib, avtomatik ravishda eng yangi ma'lumotlar bilan yangilanib turadi. Firebase Realtime ma'lumotlar bazasi nosozliklar chiqmasligi, millionlab so'rovlarni boshqara olish xususiyatlari bilan ajralib turadi. Ma'lumotlar bazasida quyidagi ma'lumotlar modellari yaratildi:
• Role
• User
• Field
• SensorNode
• IrrigationNode
• Humidity
• Temperature
• Moisture
Role - ushbu model har bir foydalanuvchining serverga qanday huquqlar asosida kirishini belgilab beradi. Hozirda bazada jami 3 turdagi Role belgilab olingan:
• Super admin - ma'lumotlar bazasini o'zgartirish, foydalanuvchilarni qo'shish, ma'lumotlarni tahrirlash kabi huquqlarga ega.
• Admin - barcha User turidagi obyektlarni o'zgartirishi va ularga SensorNode, IrrigationNode turidagi obyektlarni biriktiradi
May 12-13
Samarkand branch of Tashkent State Agrarian University Theoretical and practical foundations of introducing smart agriculture in Uzbekistan
O'zbekistonda aqlli qishloq xojaligini joriy etishning nazariy va amaliy asoslari
• Farmer - Ma'lumotlar bazasidan o'ziga tegishli ma'lumotlarni o'qib olish va
o'ziga tegishli IrrigationNode obyeklarini boshqarish.
User - ushbu model umumiy tizimda har bir foydalanuvchi ma'lumotlarni alohida saqlash uchun xizmat qiladi. Har bir user modelga tegishli obyektlarda foydalanuvchilarning login, parol, ism, email, hudud va qachondan tizimga qo'shilganligi saqlanadi. Tizimga har xil darajadagi huquqlar asosida kirishni boshqarish uchun user modelining ahamiyati katta.
Field - modeli User modeliga bevosita bog'liq bo'lib foydalanuvchilarning ekin maydonlari haqida ma'lumotlarni alohida tartib asosida saqlash uchun mo'ljallangan. Agarda fermerning bir nechta ekin maydoni bo'lgan taqdirda, ushbu maydonlarga o'rnatilgan sug'orish tizimlari va sensorlar to'plamlari aynan qaysi maydonda ekanligini aniq ko'rinib turishi lozim. Field modeli aynan shu maqsadda yaratilgan. Modelga tegishli obyektlarda maydonning yuzasi (gektarlarda), qaysi foydalanuvchiga tegishli ekanligi va qachon yaratilganligi saqlanadi.
SensorNode - modeli dalaga o'rnatilga har bir sensorlar to'plamlarini o'zida aks ettiradi. Ya'ni harorat, namlik, tuproq namligi va shu kabi sensorlar bir to'plam qilib dalaga o'rnatilganda ushbu modeldan foydalanilib serverga to'plam haqida ma'lumotlar qo'shib qo'yiladi. Modelga tegishli obyektlarda sensor to'plamlarining joylashuvi (lattitude va longitude), qachon o'rnatilganligi (created), qaysi ekin maydonida joylashganligi (fieldId) va hozirgi vaqtdagi holadi (status) kabi ma'lumotlar saqlab boriladi.
IrrigationNode - ushbu model ham SensorNode modelidan farqli ravishda, sug'orish tizimining ma'lumotlarini saqlaydi. Sug'orish tiziming daladagi joylashgan nuqtasi va ishlash holati tizimni boshqarishda zarur bo'lgan ma'lumotlar hisoblanadi.
Humidity, Temperature, Moisture - ushbu modellar bir-biriga o'xshash, lekin har xil turdagi sensorlar haqida ma'lumotlarni serverda saqlash xizmat qiladi. Har bir sensorning qachon o'rnatilganligi (created), qaysi to'plamga tegishli ekanligi (nodeId) va hozirgi vaqtdagi qiymati (value) kabi ma'lumotlar saqlab boriladi. Agar namlik, harorat va tuproq namligini o'lchaydigan sensorlardan tashqari boshqa sensorlar ham ta'lab etilsa har bir yangi sensor uchun ham modellar yaratilishi lozim.
Yuqoroidagi modellar asosida ma'lumotlar bazasining quyida sxemasi yaratildi:
May 12-13
Samarkand branch of Tashkent State Agrarian University Theoretical and practical foundations of introduci^g^mart^griculture in Uzbekistan
O'zbekistonda aqlli qishloq xojaligini joriy etishni^g^^ZOriy^a amaliy asoslari
Role Field IrrigationNode
,-b id int id int -h id int
title String r< userld int -< fieldld int
description String area double created DateTime
created DateTime latitude double
longitude double
User status bool
id int -H
roleld int SensorNode
name String id int -h
usemarme String fieldld int
password String created DateTime
email String latitude double
created DateTime longitude double
region String status bool
Humidity Moisture Temperature
id int id int id int
nodeld int nodeld int nodeld int
value double value double value double
created DateTime created DateTime created DateTime
tl Firebase
ft Project Overview O
Uzb-lnd -
Realtime Database
Data Rules Backups Usage
CO https://uzb-ind-defaultrtdbasia-southe nodel
» humidity ► 19242 » 19278 temperature » 19242 19278
43904: 27.9 44057: 27.8 44062: 27.8 44067: 27.8 44072: 27.8 44077: 27.8
tl Firebase
ft Project Overview Q
S Realtime Database Product categories Build v
Release & Monitor v
Customize your nav!
You can now focus your consols experience by customizing your navigation
Uzb-lnd »
Realtime Database
Data Rules Backups Usage
CO https://uzb-ind-default-rtdb.asia-southeî nodel
humidity ► 19242 19278
43904: 32.7 44857: 32.9 44062: 33 44067: 32.9 44072:32.9 44077: 32.8 44082: 32.8 44087. 32.7 44092 32.6
Build
Release & Monitor Analytics "
Engage
aii products
Customize your nav!
You can now focus your console experience by customizing your navigation
Learn more Got it
Ushbu yaritilgan yuqorida qayd etilgan modellar o'rtasidagi o'zaro bog'liklikni ta'minlash imkonini beradi. Bu real vaqt
May 12-13
387
Samarkand branch of Tashkent State Agrarian University Theoretical and practical foundations of introducing smart agriculture in Uzbekistan
O'zbekistonda aqlli qishloq xojaligini joriy etishning nazariy va amaliy asoslari
davomida sensorlardan olingan ma'lumotlarni tartibli saqlash imkonini beradi.
Loyihani amalga oshirish uchun Toshkent davlat agrar universiteti Samarqand filiali hududidan kichik hajmdagi dala maydoni tanlandi. Mazkur dalada sabzavot ekinlari (pomidor va kartoshka) yetishtirish uchun avtomatlashtirilgan sug'orish tizimi o'rnatilib ishga tushirildi.
Bu texnologiyaning afzalligi shundaki, mazkur usulda suv avval hovuzga to'planib, nasos yordamida asosiy quvurga, undan esa ekin maydoni bo'ylab tortilgan maxsus teshikchali kichik polietilen quvurlarga haydaladi. Suv oqib, loyqa hosil qilmagani bois, yer qotib qolmaydi. Tuproqdagi foydali mikroelementlar yuvilib ketmaydi. O'g'it ham avval eritilib, suv bilan qo'shib berilishi sabab barcha ekinlarga birdek yetib borishi va so'rilishi ta'minlanadi. Shu bois an'anaviy sug'orish usuliga qaraganda ancha kam o'g'it sarflab, bir necha barobar ko'p samaraga erishish mumkin.
Ma'lumotlarni to'plash, uzatish hamda jamlash uchun loyiha kichik model dalasiga maxsus datchik va sensorlar o'rnatildi. Ushbu datchik va sensorlardan foydalanish - aqlli tizimni yaratishda muhim ahamiyat kasb etadi. Ular bir necha kvadrat kilometr joydan ular radiokanallar orqali nazoratdagi obyektlar holati -asosan, tuproqning namlik darajasi, harorat, o'simlikning sog'lomlik darajasi, yonilg'i zaxirasi va boshqa muhim parametrlar haqida uzluksiz ma'lumot yetkazib tura oladi.
Bunda nazorat nuqtalariga o'rnatiladigan sensorlar tuproq xususiyatlarining asosiy tizimlarini aniqlashga moslashtirilgan. Datchiklar esa tabiiy xilma-xillik (relef, tuproq turi, yorug'lik, ob-havo, begona o'tlar va zararkunandalar miqdori), kasallikka chalingan o'simlik, hosildorlik haqida oldindan ma'lumot beradi. Sensor va datchiklar nafaqat ekin yetishtirishga, balki hosilni to'liq saqlashga ham yordam beradi. Bularning bari o'simliklarni parvarishlashga aql bilan yondashuvni ta'minlaydi.
Ekin maydonining tuproq namlik darajasi, havo harorati, havoning namlik darajasi kabi ma'lumotlarni yig'ib olish jarayoni dalaga o'rnatilgan sensorlar yordamida amalga oshirildi.
Loyihada tuproqning namlik darajasini raqamli ma'lumot ko'rinishida uzatish imkoniyatiga ega Soil moisture, havoning namlik darajasini va havoning haroratini uzatish imkoniyatiga ega DHT11 kabi sensorlardan foydalanildi.
Bundan tashqari, ushbu sensorlardan kelgan ma'lumotni qayta ishlab, kerakli formatga o'tkazish vazifasini bajaruvchi
May 12-13
Samarkand branch of Tashkent State
Agrarian University
Theoretical and practical foundations of
jntroducjngsmartagrjcutueinUbmmmm
O'zbekistonda aqlli qishloq xo'jaligini joriy
ESP-WROOM-32 mikrokontrolleridan foydalanildi. Esp-wroom-32 mikrokontrolleri simsiz (Wifi) tarmoqqa ulanish va ma'lumotlarni internet orqali masofaviy serverga yuborishda juda qulay hisoblanadi. Aynan mana shu mikrokontrollerga yuqoridagi sensorlar ulanadi va tuzilgan algoritm yozildi.
1-rasm. Tajriba maydonchasida namlikni aniqlovchi sensorlarning o'rnatilishi
va uni ishga tushirish jarayoni (2022 yil)
Xulosalar. Loyiha doirasida ma'lumotlami to'plash, uzatish hamda jamlash uchun maxsus datchik va sensorlar o'rnatildi va mikrokontrollerga ulandi, tarmoqqa simsiz ulanish (Wifi) va ma'lumotlami internet orqali masofaviy serverda jamlanib, algoritm yozildi. "Aqlli qishloq xo'jaligi" ni yuritish va kelgusida hamkorlikda loyiha asosida ishlash bo'yicha Janubiy Koreyaning Xalqaro O'simlikshunoslik ilmiy -tadqiqot instituti bilan Hamkorlik memorandum imzolandi. Loyiha doirasida ushbu jarayonlarni mukammallashtirish bo'yicha ishlar davom ettirilmoqda.
REFERENCES
1. O'zbekiston Respublikasi Vazirlar Mahkamasining "O'zbekiston Respublikasi agrosanoat majmui va qishloq xo'jaligida raqamlashtirish tizimini rivojlantirish chora-tadbirlari to'g'risida"gi 17.12.2020 yildagi 794-sonli qarori.
2. Abiodun Emmanuel Abioye, Mohamad Shukri Zainal Abidin, Mohd Saiful Azimi Mahmud, Salinda Buyamin, Abioye Mayowa.
May 12-13
389
Samarkand branch of Tashkent State Agrarian University Theoretical and practical foundations of introducing smart agriculture in Uzbekistan
O'zbekistonda aqlli qishloq xojaligini joriy etishning nazariy va amaliy asoslari
Model based predictive control strategy for water saving drip irrigation. Smart Agricultural Technology 4 (2023) 100179.
3. Barkunan S.R., Bhanumathi V., Sethuram J. "Smart sensor for automatic drip irrigation system for paddy cultivation" Computers and Electrical Engineering. https://doi.org/ 10.1016/j.compeleceng.2018.11.013
4. Hasanov S. T., Khonkulov K. K., Akbarov H. U. THE IMPORTANCE OF A SMART IRRIGATION INTRODUCTION SYSTEM BASED ON DIGITAL TECHNOLOGIES IN AGRICULTURE //Academic research in educational sciences. - 2022. - T. 3. - №. Speical Issue 1. - S. 89-94.
5. Nicholas JC , Evan WC , John WH , Graham AM . Using a mobile phone Short Messaging Service (SMS) for irrigation scheduling in Australia -Farmers'participation and utility evaluation. Comput. Electron. Agric. 2012;84:132-
6. Ray P. P., Internet of things cloud enabled missenard index measurement for indoor occupants, Measurement 92, (2016) 157-165.
43
May 12-13
