CC BY
42Muhammad al-Xorazmiy nomidagi TATU Farg'ona filiali "Al-Farg'oniy avlodlari" elektron ilmiy jurnali ISSN 2181-4252 Tom: 1 | Son: 1 | 2024-yil
"Descendants of Al-Farghani" electronic scientific journal of Fergana branch of TATU named after Muhammad al-Khorazmi. ISSN 2181-4252 Vol: 1 | Iss: 1 | 2024 year
Электронный научный журнал "Потомки Аль-Фаргани" Ферганского филиала ТАТУ имени Мухаммада аль-Хоразми ISSN 2181-4252 Том: 1 | Выпуск: 1 | 2024 год
Simsiz sensor tarmoq asosida nozik sug'orish tizimlarini modeli va innovatsion
loyihalar
Jo'rayev Mansurbek Mirkomilovich,
Andijon Davlat universiteti doktoranti E-mail : [email protected]
Annotatsiya. Suv zaxiralaridan tejab foydalanish bo'yicha sezilarli natijalarga erishish uchun avtomatlashtirilgan mikroprotsessorli boshqaruv tizimidan foydalanish zaruriyati yuzaga keladi. Sug'orish jarayoniga avtomatlashtirilgan mikroprotsessorli boshqaruv tizimini jori y qilish bu smart (aqlli) sug'orish tizimini ishlab chiqish demakdir.
Kalit so'zlar: sug'orish tizimi, avtomatlashtirish, IoT, mobil ilova, sensorlar, mikrokontrollerlar, tuproq namligi, qurilma, qishloq xo'jaligi.
Kirish. Suv tanqisligi bo'lgan mamlakatlarda suvni boshqarish birinchi o'rinda turadi. Bu qishloq xo'jaligida katta miqdordagi suvdan foydalanadiganlar uchun juda foydali. Global isishning oqibatda mavjud bo'lgan suvga qarab oziq-ovqat mahsulotlarini ishlab chiqarish va iste'mol qilish uchun moslashish choralarini ko'rishga olib keladi. Shunday qilib, suvdan foydalanishni tejashga qaratilgan tadqiqotlar sug'orish jarayoni yil sayin takomillashib bordi. Qishloq xo'jaligini sug'orish uchun odatiy tijorat sensorlari tizimlar juda qimmatga tushadi, bu esa kichik fermerlar uchun bu turni amalga oshirish imkonni bermaydi. Biroq, suv xo'jaligini boshqarish va qishloq xo'jaligini monitoring qilishda qulay tizimlarni joriy qilish uchun ishlab chiqaruvchilar hozirda ulanishi mumkin bo'lgan arzon narxlardagi sensorlarni taklif qilmoqdalar. IoT va WSN texnologiyalaridagi so'nggi yutuqlar tufayli ushbu tizimlarni ishlab chiqishda qo'llanilishi mumkin.
Adabiyotlar tahlili. Harorat monitoringi IoT sug'orish tizimlarida ob-havo monitoringi bilan bog'liq eng keng tarqalgan parametrlardan biridir. DHT11 (Adafruit Industries, Nyu-York, NY, AQSH), DHT22 (Adafruit Industries, Nyu-York, NY, AQSh) va LM35 (Texas Instruments, Dallas, TX, AQSh) mos ravishda 3, 1 va 2 maqolalarda eng ko'p ishlatiladigan harorat sensorlari. Barcha bu sensorlar arzon sensorlardir. Bir tomondan, DHT11 va DHT22 harorat va nisbiy namlik ko'rsatkichlarini ta'minlaydi. Boshqa tomondan, LM35 va TMP-36 (Analog Devices, Norwood, MA, AQSH) kengroq harorat
diapazonlariga ega. Bu sensorlar arzon bo'lib, ulardan uzoq muddat foydalanishga taalluqli bo'lishi mumkin.
a о
_ra
!i
(U и
£ ™
Œ rä
с m
as с
M c
120
100
80
60
■= as
Я 40 20 0
I I
■si ^ ■;=
о >
О
о >
M
о >
о
-Q
О -Q
Rasm 1. Ko'p kuzatilgan ob-havo parametrlari.
Sensor turiga ko'ra, DHT11, DHT22 va AM2315 (Adafruit Industries, Nyu-York, NY, AQSh) kabi termistorlar harorat sensorlarining eng ko'p qo'llaniladigan turidir. DHT11 va DHT22 arzon narxlardagi sensorlardir. Shu bilan birga, AM2315 yuqori narxga ega bo'lib, yuqori diapazonning afzalliklari (-40 °C dan 125 °C) yuqori aniqlikka ega (±0,1 °C). LM35 (Texas Instruments, Dallas, TX, AQSH) va DS18B20 (Maxim Integrated, San-Xose, CA, AQSH) [4] kabi yarimo'tkazgichga asoslangan integral sxemali harorat sensorlari va mutlaq harorat sensorlariga proportsional diapazon oralig'i, SH10 (Sensirion) AG, Staefa ZH, Shveytsariya) [7] va SH11
166
Muhammad al-Xorazmiy nomidagi TATU Farg'ona filiali "Al-Farg'oniy avlodlari" elektron ilmiy jurnali ISSN 2181-4252 Tom: 1 | Son: 1 | 2024-yil
"Descendants of Al-Farghani" electronic scientific journal of Fergana branch of TATU named after Muhammad al-Khorazmi. ISSN 2181-4252 Vol: 1 | Iss: 1 | 2024 year
Электронный научный журнал "Потомки Аль-Фаргани" Ферганского филиала ТАТУ имени Мухаммада аль-Хоразми ISSN 2181-4252 Том: 1 | Выпуск: 1 | 2024 год
(Sensirion AG, Staefa ZH, Shveytsariya) [5] turlari bo'yicha keyingi eng ko'p ishlatiladigan harorat sensorlaridir. SH10 va SH11 sensorlari harorat va nisbiy namlik ko'rsatkichlarini ta'minlaydi. Bundan tashqari, DHT11 bilan solishtirganda, ular yaxshi harorat diapazonlari va aniqligini taqdim etadi. Biroq, ular harorat diapazonlari, aniqlik va narx jihatidan DHT22 ga o'xshash. TMP36 (Analog Devices, Norwood, MA, AQSH) [6] dioddan tashkil topgan harorat sensori va EE160 (SENSOVANT, Paterna, Ispaniya) rezistiv harorat sensori hisoblanadi. FM-KWS (Dongguan Holchan Electronics Technology Co., Ltd., Dongguan, Xitoy) va BME250 (Adafruit Industries, Nyu-York, NY, AQSH) noma'lum turdagi.
Noma'lum; 2
Diod; 1
Rezistiv haroratni aniqlash moslamasi;
1
Mutlaq haroratga proportsion al tarmoqli bo'shlig'i; 2
Termistor; 3
Yarimo'tkaz
gichga asoslangan integral sxema; 2
Rasm 2. Ko'pchilik tomonidan foydalanilgan harorat datchiklar turi.
IoT sug'orish tizimlari uchun eng ko'p ishlatiladigan IoT mikrokontroller haqida. Arduino platalari (Smart Projects Srl, Scarmagno, Italiya) IoT irrigatsiya tizimlarini amalga oshirish uchun eng ko'p foydalaniladigan mikrokontrollerdir. IoT irrigatsiya tizimlarida qo'llaniladigan Arduino tugunlarining turlari ko'rsatilgan. Arduino UNO va Arduino Mega-dan tashqari, Arduino Yun, Arduino Due va Arduino NANO boshqa IoT sug'orish takliflarida ishlatilgan.
Ba'zi boshqa mashhur platalar boshqa kompaniyalar tomonidan ishlab chiqariladi, ammo Arduino IDE yordamida dasturlashtirilishi mumkin.
Bulardan yana biri Node MCU (Espressif Systems, Shanxay, P. R. Xitoy) bo'lib, u 13 ta maqolada ishlatilgan. Boshqa platalar Wemos MINI D1 (Wemos, P. R. Xitoy) va Galileo Gen-2 (Intel, Santa Klara, Kaliforniya, AQSh) har ikkalasi ham ishlatilgan.
m
тз m
m
■с
>
о
m ■с
40 35 30 с 25 8 20 S 15 75 10 О 5 £ 0 £
34
22
1
13
■ 6 /,
4 3 3 3
1 ■ ■ ■ ■ ■ 1
a
Г ^
У
V
JV
«p
Ж
чО
Mikrokotrollerlar nomi
Rasm 3. IoT irrigatsiya tizimlarini amalga oshirish uchun eng ko'p ishlatiladigan tugunlar.
Modelda ketma-ket kuzatuv tizimi yordamida Thingspeck (bulut texnologiyalariga asoslangan qishloq xo'jaligi uchun ixtisoslashgan onlayn platforma) bulut texnologiyasi hisoblangan qiymatlar asosida qaror qabul qilishni nazorat qilish uchun ishlatilgan. Tizimga o'rnatilgan tuproq sensorlari orqali tuproq holati, namlik va ozuqa moddalari tarkibi haqidagi ma'lumotlar to'plansa, iqlim sensorlari orqali esa havo harorati va namlilik da-rajasi haqidagi ma'lumotlar jamlanadi va serverlarga uzatiladi. Serverlarga uzatilgan ma'lumotlar tahlil qilinadi va tahlil qilingan axborotlar fermerga uzatiladi. Qishloq xo'jaligi maydonlarini nazorat qilishda energiya to'plovchi buyumlar interneti (EH-IoT - Energy harvesting Internet of Things) tizimi keltirib o'tilgan. Bu tizim modeli quyosh panellari orqali to'plangan energiyaning ma'lum qismini tizimga sarfab, qolgan qismini zaxirada to'plab turish jarayonini o'zida akslantiradi. Bunda qishloq xo'jalik maydonlariga o'rnatilgan sensorlardan olingan tabiiy parametrlar o'lchanadi va yig'ilgan ma'lumotlar buyumlar internet (IoT) bulut tizimi orqali mikrokontroller (Arduino Uno board) va Zig-Bee moduliga yuboriladi. Bir vaqtning o'zida talab qilingan
167
Muhammad al-Xorazmiy nomidagi TATU Farg'ona filiali "Al-Farg'oniy avlodlari" elektron ilmiy jurnali ISSN 2181-4252 Tom: 1 | Son: 1 | 2024-yil
"Descendants of Al-Farghani" electronic scientific journal of Fergana branch of TATU named after Muhammad al-Khorazmi. ISSN 2181-4252 Vol: 1 | Iss: 1 | 2024 year
Электронный научный журнал "Потомки Аль-Фаргани" Ферганского филиала ТАТУ имени Мухаммада аль-Хоразми ISSN 2181-4252 Том: 1 | Выпуск: 1 | 2024 год
energiya tizimga yuboriladi va qolgan qismi zaxira batareyalariga to'planishni boshlaydi. Zaxirada to'plan- gan energiya tungi vaqtda quyosh energiyasidan foydalanishni iloji bo'lmagan vaqtda foydalaniladi. Mobil qurilma yoki kompyuterlar yordamida, foydalanuvchi masofadan turib ma'lumotlarni qabul qiladi va kuzatadi. So'nggi bosqichda fermer yig'ilgan ma'lumotlar orqali olib borilishi lozim bo'lgan ishlarni (sug'orish, resurslar menejmenti, ekinlarni nazorat qilish va hokazo) olib boradi. Taklif etilayotgan sug'orish tizimi ARM mikrokontroller, mobil telefonlar, GSM moduli, sensorlar to'plami va suv nasosini boshqarish blokidan iborat. Sensorlar to'plami haroratni o'lchash sensori, namlikni o'lchash sensori, yorug'lik sensori va yomg'ir sensoridan iborat bo'lib, u dala sharoitlarini kuzatish uchun ishlatiladi, masalan, havoning harorati, tuproq namligi, quyosh yorug'ligi va yog'ingarchilik kabi ma'lumotlar yig'iladi. Smartfonga o'rnatilgan kamera orqali olingan tasvirdan tuproq namligini aniqlash uchun sug'orish dasturi ishlab chiqilgan va kameraning bir tomonida Shaffof Anti-Reaktiv Shisha (TARG) muhiti bo'lgan to'rtburchak shaklidagi qurilma tuproqqa o'rnatiladi va bu qurilmadan smartfondagi kamera orqali tasvirga olinadi. Tasvirga olingan ma'lumotlar orqali smartfonga o'rnatilgan dastur tuproq holatini tahlil qiladi. Taklif qilinayotgan sug'orish tizimidagi Global Mobil aloqa (GSM) moduli mikrokontroller va smartfon o'rtasida xabarlarni yuborish va qabul qilish uchun ishlatiladi. Turli xil sensorlardan olingan ma'lumotlar va smartfonga o'rnatilgan dastur orqali tahlil qilingan ma'lumotlarni ARM mikrokontroller qabul qiladi va shu ma'lumotlarga asoslanib suv nasosini qo'shish yoki o'chirish orqali sug'orish tizimini boshqaradi. ARM mikrokontroller (GSM) moduli orqali fermerga sug'orish holati to'g'risida ma'lumotlarni jo'natadi va fermer butun sug'orish holatidan xabardor bo'lib turadi. Dastlab, taklif qilingan sug'orish tizimi yopiq kameraga joylashtirilgan smartfonga o'rnatilgan android ilovasi tomonidan olingan tuproq tasvirini tahlil qilish bilan boshlanadi. Android ilova olingan rangli tasvirlarni kulrang shkaladagi rasmlarga o'zgartiradi va o'zgartirilgan kulrang shkaladagi
rasmlarning gistogramma qiymatlarini hisoblab chiqadi. Gistogrammada tizim kulrang shkaladagi tasvirdagi piksellarning umumiy soni 200 tadan ko'p va 5000 atrofida bolsa, sug'orishga hojat yo'q degan qarorga keladi. Aks holda, ya'ni gistogrammada tizim kulrang shkaladagi tasvirdagi piksellarning umumiy soni 200 tadan kam bo'lsa, tuproq quruq holatda deb hisoblanadi. Bundan tashqari, sensorlardan olingan ma'lumotlar birgalikda tahlil qilinadi.
70 62 60 50 40
30 25 23 24
20 10 0
re
"с _ra
Ъ и
TS °
Si
•îT га
м с
О е О
х -S? ai -5 га
га с ст га
° га < ^
О
I15 12 11 11
Il I I I ... I
О
ж
Aloqa texnologiyalari
Rasm 4. IoT irrigatsiya tizimlarini amalga oshirish uchun foydalaniladigan aloqa texnologiyalari.
ARM mikrokontroller suv nasosini o'chirish va qo'shish orqali sug'orish tizimini boshqaradi.
Materiallar va usullar. Aqlli sug'orish tizimi IoT (the Internet of things) asosidagi qurilma bo'lib, bu qurilma tuproq namligi va atmosfera holatini (masalan, yomg'ir yog'ish yoki yog'masligini) hisobga olgan holda sug'orish jarayonini amalga oshiruvchi tizim. Sug'orish jarayonini avtomatlashtirilgan
mikroprotsessorli boshqaruv tizimi orqali uzluksiz tuproq namligi o'lchab turiladi va natijalar maxsus mobil ilova orqali kuzatuv displeyiga uzatiladi.
Aqlli sug'orish tizimini joriy etishdan maqsad dehqonlar mehnatini, suv zaxiralaridan unumli foydalanish va gidrotexnika inshootlaridan foydalanish samaradorligini oshirishdan iborat. An'anaviy usullarda xodimlar gidrotexnik inshootlarni, ya'ni motor, nasos va shu kabi boshqalarni ishga tushirish va ularni normal ish rejimini ta'minlash jarayonini qo'lda boshqaradilar. Qo'lda boshqarish ko'p vaqt talab etadi
168
Muhammad al-Xorazmiy nomidagi TATU Farg'ona filiali "Al-Farg'oniy avlodlari" elektron ilmiy jurnali ISSN 2181-4252 Tom: 1 I Son: 1 I 2024-yil
"Descendants of Al-Farghani" electronic scientific journal of Fergana branch of TATU named after Muhammad al-Khorazmi. ISSN 2181-4252 Vol: 1 | Iss: 1 | 2024 year
Электронный научный журнал "Потомки Аль-Фаргани" Ферганского филиала ТАТУ имени Мухаммада аль-Хоразми ISSN 2181-4252 Том: 1 | Выпуск: 1 | 2024 год
va boshqarish natijasini oldindan aytib bo'lmaydi. An'anaviy usulda ob-havo prognozi oldindan hisobga olinmasligi ortiqcha sug'orish suv isrofiga sabab bo'ladi. Sug'orish bo'yicha mas'ul xodim qisqa vaqt ichida hamma narsani to'liq bajara olmaydi va bu sug'orish sifatiga, qolaversa mahsulot unumdorligiga salbiy ta'sir ko'rsatadi.
Shunday qilib, sug'orish jarayonini yaxshilash va boshqarishni sifatini oshirish uchun sug'orish jarayonini avtomatlashtirilgan mikroprotsessorli boshqaruv tizimini va smart (aqlli) irrigatsiya tizimini yaratish zarurati paydo bo'ladi.
Aqlli sug'orish tizimi quyidagilarni o'z ichiga
oladi:
1. Tomchilatib sug'orish: suv va o'g'itlardan foydalanishni aniq nazorat qilish imkonini beradi, bu esa ekinlarni sug'orish uchun zarur bo'lgan suv miqdorini sezilarli darajada kamaytirishga olib keladi.
2. Suv sarfini o'lchash: suv sarfi hisoblagich (schyotchik)lari yordamida suvdan foydalanishni nazorat qilish, ortiqcha suv sarfini oldini olish va istemolchi (dehqon, fermer)lar xarajatlarini kamaytirishga imkon beradi.
3. Ma'lumotlarni tahlil qilish: katta hajmdagi ma'lumotlarni qayta ishlashga mo'ljallangan dasturiy mahsulotlar iste'molchilarga taxliliy axborot natijalaridan foydalanish imkonini taqdim etadi.
Sug'orish jarayonini mikroprotsessorli boshqaruv tizimining texnik ta'minoti quyidagilardan iborat bo'ladi:
• ARDUINO UNO;
• LM35 temperatura sensori;
• namlik sensori;
• servomotor;
• suv sathi sensori;
• yorug'lik sensori;
• DHT11 namlikni datchigi;
• dasturiy ta'minot.
Boshqarish qurilmasi bilan obyekt (sug'oriladigan maydon) o'rtasida Internet tarmog'i orqali axborot almashinish uchun qo'llaniladigan datchiklar, sensorli qurilmalar va dasturiy ta'minotlar majmuasi IoT (the Internet of things) qurilmasini
asosini tashkil qiladi. Ushbu elektron qurilmalar Internetga ulanish va Internet orqali boshqa turdagi o'rnatilgan (masalan, datchiklar, sensorlar) qurilmalar bilan aloqa o'rnatishi va o'zaro aloqada bo'lishi imkonini beradi. Bunda tizimni masofadan turib nazorat qilish va boshqarish mumkin.
Mashinali o'rganish (o'qish) algoritmlari vazifalarni samarali va aniq bajarish uchun an'anaviy algoritmni ishlab chiqish qiyin yoki mumkin bo'lmagan hollarda, masalan elektron pochtani filtrlash va serverni aniqlash kabi turli xil dasturlarda qo'llaniladi. Mashinali o'rganish hisoblash statistikasi bilan chambarchas bog'liq bo'lib, u kompyuter dasturlari orqali bashorat qilishga mo'ljallangan. Ma'lumotlarni izlash - bu mashinali o'rganish sohasiga tegishli sohasi bo'lib, kuzatishlarsiz o'rganish orqali ma'lumotlarni izlab topishga mo'ljallangan. Mashinali o'rganish (ML) bashorat qilishga mo'ljallangan tahlil tizimi ham deb yuritiladi.
Mamlakatda oziq-ovqat xavfsizligini ta'minlashda qishloq xo'jaligi faoliyati uchun sug'orish asosiy ustuvor omillardan hisoblanadi. Qishloq xo'jaligi an'anaviy sug'orish usullarini qo'llagan holda o'simliklarni yetishtirish uchun butun dunyoda mavjud bo'lgan chuchuk suv zaxiralarining 85 foizidan foydalanadi va bu aholining o'sishi bilan kunlik hayotda suv resurslariga bo'lgan talabni oshiradi. Respublikada iste'mol qilinayotgan suv resurslarining 91 foizi aynan qishloq xo'jaligiga to'g'ri keladi. So'nggi o'n yil ichida yerosti suvlari darajasining asta-sekin pasayishi va yog'ingarchilikning kamayib borishi kuzatilmoqda. Bu suv resurslaridan samarali foydalanish uchun sug'orish tizimida avtomatlashtirilgan tizimdan foydalanishni talab qiladi va tadqiqotchilarning aksariyati hozirgi paytda sug'orish tizimini avtomatlashtirishni dolzarb masala qilib qo'ymoqda. Bugungi kunda qishloq xo'jaligi sohasida "Smart agriculture - aqlli qishloq xo'jaligi", "Smart farming -aqlli fermer xo'jaligini amalga oshirish" hamda "Smart irrigation - aqlli sug'orish" kabi ko'plab yangidan-yangi atamalar qo'llanilmoqda. 2017-yildan 2023-yilgacha butun dunyo bo'ylab "aqlli qishloq xo'jaligi" uchun avtomatlashtirilgan tizimlar va
169
Muhammad al-Xorazmiy nomidagi TATU Farg'ona filiali "Al-Farg'oniy avlodlari" elektron ilmiy jurnali ISSN 2181-4252 Tom: 1 | Son: 1 | 2024-yil
"Descendants of Al-Farghani" electronic scientific journal of Fergana branch of TATU named after Muhammad al-Khorazmi. ISSN 2181-4252 Vol: 1 | Iss: 1 | 2024 year
Электронный научный журнал "Потомки Аль-Фаргани" Ферганского филиала ТАТУ имени Мухаммада аль-Хоразми ISSN 2181-4252 Том: 1 | Выпуск: 1 | 2024 год
texnologiyalarining kengayishi kuzatilmoqda. Bunda ayniqsa VRT (o'zgaruvchan tezlikdagi texnologiya) tizimi va GPS qabul qiluvchi qurilmalar ushbu tarmoq o'sishiga salmoqli hissa qo'shadi. "Aqlli" qishloq xo'jaligida, zamonaviy sensor texnologiyalari, hisoblash va aloqa tizimida buyumlarni internet orqali bog'lash (IoT) qishloq xo'jalik jarayonlariga qo'llaniladi. "Aqlli" qishloq xo'jaligining asosiy ustunliklari ishlab chiqarish imkoniyatlarini, tuproq unumdorligini, qishloq xo'jaligi tizimini samarali boshqarish va aholi daromadlarini oshirish imkoniyatlarini yaratishdir. "Aqlli qishloq xo'jaligi" va fermer xo'jaligini yuritish bu iqtisodiy samaradorlikni oshirish va atrof-muhitga salbiy ta'sirni kamaytirish maqsadida kenglikdagi va vaqtinchalik o'zgaruvchanlikni boshqarishdir. Bunda xo'jalikni to'liq boshqaruvida "Qaror qabul qilishga yordam ko'rsatuvchi tizimlar" ko'zda tutiladi, ya'ni resurslarni tejash yo'li bilan xarajatlarni maqbul- lashtirish orqali daromadlarni oshirish, GPS, GNSS (global navigatsion yo'ldosh tizimi), dronlar orqali olingan sur'atlar, giperspektral tasvirlardan foydalangan holda ekinlar hosili, tuproqdagi organik modda, azot va namlik miqdorlari, tuproq sho'rlanishi, suv resurslari hamda boshqa ko'rsatkichlarni xaritalash va monitoring qilish nazarda tutiladi. Smart farming -aqlli fermer xo'jaligini yuritish bu informatsion tizimlarning boshqaruvi bo'lib, qishloq xo'jaligida ishlarni maqsadli amalga oshirish uchun ma'lumotlarni to'plash, qayta ishlash, saqlash va tarqatish (targ'ibot etish)ning rejalashtirilgan tizimlari hisoblanadi. Yuqorida keltirilgan muammolar natijasida qishloq xo'jaligiga bo'ladigan salbiy ta'sirlarni anglagan holatda, "aqlli" qishloq xo'jaligiga o'tishning dolzarb masalalari va yechimlarini ko'rib o'tishimiz lozim. Tadqiqotlar va natijalar. Avstraliyadagi sug'orish ishlarini olib boruvchilarga tomchilatib sug'orish vaqti bo'yicha qisqa xabar xizmati (SMS) yuborish orqali sug'orish jadvalini tayyorlash uchun mobil telefondan foydalanishni o'rganilgan. Mikrokontrollerdan foydalangan holda tomchilatib sug'orish tizimi qishloq xo'jaligida atrof-muhit holatini kuzatish uchun aqlli sensor yordamida ishlab chiqilgan. Kasalliklarning paydo bo'lishi, harorat, nisbiy namlik va tuproq
namligi kabi holatlari doimiy ravishda kuzatib borish orqali aniqlanadi va u signal berish orqali amalga oshiriladi. Ushbu tizim tomchilatib sug'orishni real vaqt rejimida qishloq xo'jaligidan olingan fizik parametr qiymatlari yordamida tahlil qiladi. Avtomatlashtirilgan sug'orish tizimi suv resurslaridan qishloq xo'jaligida foydalanish uchun ishlab chiqilgan. Bunda tuproq namligi darajasi va haroratini o'lchash uchun datchiklar ekinlarning ildiziga yaqin yerga joylashtiriladi va simsiz axborot qurilmalarida mobil aloqa tarmog'i orqali veb-serverga olingan ma'lumotlar uzatiladi. H.Navarro, R.Martinezdel, M.Do- mingo, V.Soto va S.Torreslar datchiklar orqali tuproq namligi va maydonning atrof-muhit ma'lumotlarini tahlil qilgan holda o'simlikning haftalik sug'orish ehtiyojlarini baholash orqali sug'orishni boshqarish uchun sug'orish tizimini taklif qildilar.
Oxirgi o'n yillikda, texnologik o'zgarishlar qishloq xo'jaligi mahsulotlarini ishlab chiqish jarayoniga o'z ta'sirini o'tkazdi. Sensor qurilmalari yordamida, fermerlar masofadan turib, yer maydonlaridagi to'yingan tuproq harorati, tuproqdagi namlik, o'simlikdagi kasalliklar haqida ma'lumotlarni bilish imkoniyati berish bo'yicha tadqiqotlar amalga oshirilgan. Olingan ma'lumotlar orqali fermerlar shu vaqtning o'zida kerakli chora va tadbirlarni olib borishi mumkin. "Aqlli" qishloq xo'jaligi tizimi orqali fermerlar buyumlar internet orqali bog'lash (IoT) yordamida yuqori ishlab chiqarish samaradorligiga erishishi mumkin. Yuqoridagi jarayonlarni amalga oshirish uchun "bulut" texnologiyalari (cloud technologies)dan ham foydalaniladi. Buyumlar internet orqali bog'lash (IoT) "bulut" texnologiyalar-idan foydalanish orqali sensor uzatgan ma'lumotlar jamlanadi va uzatilgan ma'lumotlarni baholab, yuqori natijaga erishish uchun kerakli jarayonlar amalga oshiriladi. Bu kabi jarayonlarni amalda qo'llash uchun ma'lum o'lchov funksiyalari mavjud. Namlik (H) va harorat (P) ko'rsatkichlari orqali MISSENARD ko'rsatkichi funksiyasini keltirib o'tgan:
ET = P - 0.4* ( P -10 )
'i -H
100
170
Muhammad al-Xorazmiy nomidagi TATU Farg'ona filiali "Al-Farg'oniy avlodlari" elektron ilmiy jurnali ISSN 2181-4252 Tom: 1 | Son: 1 | 2024-yil
"Descendants of Al-Farghani" electronic scientific journal of Fergana branch of TATU named after Muhammad al-Khorazmi. ISSN 2181-4252 Vol: 1 | Iss: 1 | 2024 year
Электронный научный журнал "Потомки Аль-Фаргани" Ферганского филиала ТАТУ имени Мухаммада аль-Хоразми ISSN 2181-4252 Том: 1 | Выпуск: 1 | 2024 год
n Namlik birinchisi Namlik ikkinchisi Antena kuchi Vaqti
1 23,0 105,0 113,0 26 сентября 2022 г. 10:27
2 18,0 236,0 308,0 26 сентября 2022 г. 9:26
3 18,0 315,0 386,0 26 сентября 2022 г. 9:23
4 9,0 305,0 376,0 26 сентября ">m"7 i-
английский русский • X
III о <
Humiture Index (Winterling 1979) ko'rsatkichida esa, bug'lanish darajasi yordamida, termal namlikni topish funksi- yasi keltirib o'tilgan:
Ш = Р + (£>-18)УР<30°
(3.2) ,
bu yerda, d - gazlarning bug'lanish darajasi. Barcha jarayonlarni umumlashtirish uchun maxsus model ishlab chiqarilishi va taklif etilayotgan modelning ishlash jarayonini aniqlash lozim hisoblanadi. Misol tariqasida, (3.1) da hammuallifar yaratgan qishloq xo'jaligida internet orqali buyum-larni bog'lash (IoT) CLAY-MIST (IoT-Cloud Enabled CMM index for Smart Agriculture Monitoring system) indekslarni baholash bulut modeli tavsifangan va ushbu modelda ishlatilgan uskunalar tahlil qilingan.
Sensor to'plami quyidagilardan tashkil topishi mumkin: harorat sensori, namlik sensori, yorug'lik sensori, yomg'ir sensori, shamol tezligi sensori, atmosfera bosimi sensori, havoning namligi sensori va hokazo. Ob-havo parametrlarini o'lchash uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan turli xil sensorlar mavjud. Biroq, aqlli sug'orish tizimlari mavjud bo'lib, ular ushbu sensorlarni o'z ichiga olmaydi va meteorologiya agentliklarining ob-havo va atrof-muhit ma'lumotlarini taqdim etadigan Yahoo kabi veb-serverlarga atrof-muhit haqidagi ma'lumotlarni so'rashni tanlaydi.
Natijalar. Taklif etilayotgan sug'orish tizimi tuproq namligi va sensorlar to'plamidan olinadigan ma'lumotlarga asoslanib, uchta asosiy holatga bo'linadi:
1. Tuproq ho'l holatda - Suv nasosi o'chirilgan holatda bo'lishi kerak.
2. Tuproq quruq holatda va yomg'ir yog'ishi mumkin -Suv nasosi o'chirilgan holatda bo'lishi kerak.
3. Tuproq quruq holatda va yomg'ir yog'ishi mumkin emas - Suv nasosi qo'shilgan holatida bo'lishi kerak. Tizim doimiy ravishda olingan ma'lumotlarni tahlil qilish asosida sug'orish tizimini avtomatik tarzda amalga oshiradi. Sug'orish jarayonining holati vaqti-vaqti bilan SMS orqali fermerning mobil telefoniga yuborib turiladi.
5-rasm. Ma'lumotlarni smartfondagi ko'rinishi.
5-rasmdagi keltirilgan jadvalga qo'shimcha ustunlar qo'shish mukin bo'ladi. Aqlli sensorga asoslangan avtomatik tomchilatib sug'orish tizimi bir gektar maydonda amalga oshirilgan va tajriba natijalari boshqa zamonaviy usullar bilan taqqoslaganda ancha samarali ekanligi kuzatilgan. Smartfonning android dasturi tuproq tasvirini oladi, tuproqning namligini hisoblaydi va unda mavjud bo'lgan GSM moduli orqali ma'lumotlarni mikrokontrollerga uzatadi.
Xulosa. Tizim sug'orish zarurligini mikrokontroller tomonidan qabul qilingan qiymatlar, masalan, sensorlar chiqishi va olingan tasvirlar bo'yicha hal qiladi. So'nggi yillarda qishloq xo'jaligida an'anaviy sug'orish tizimidan foydalanish ko'plab suv sarfni talab qilmoqda. Bundan tashqari, yomg'ir suvlari va yerosti suvlari darajasi kun sayin pasayib bormoqda va shu bilan qishloq xo'jaligi uchun suv resurslaridan samarali foydalanish uchun yangi tizimlarga bo'lgan talab kuchaymoqda. Qishloq xo'jaligida suvdan samarali foydalanish uchun fermer xo'jaliklarini qo'llab-quvvatlaydigan tizim bo'lishi kerak. Yuqoridagi tahlillardan shunday xulosa qilish mumkinki, aqlli sug'orish tizimi nafaqat suv sarfni kamaytiradi, balki fermer va dehqon xo'jaliklarining sug'orish tizimini nazorat qilishga ketadigan vaqtini
171
Muhammad al-Xorazmiy nomidagi TATU Farg'ona filiali "Al-Farg'oniy avlodlari" elektron ilmiy jurnali ISSN 2181-4252 Tom: 1 | Son: 1 | 2024-yil
"Descendants of Al-Farghani" electronic scientific journal of Fergana branch of TATU named after Muhammad al-Khorazmi. ISSN 2181-4252 Vol: 1 | Iss: 1 | 2024 year
Электронный научный журнал "Потомки Аль-Фаргани" Ферганского филиала ТАТУ имени Мухаммада аль-Хоразми ISSN 2181-4252 Том: 1 | Выпуск: 1 | 2024 год
ham tejaydi hamda qishloq xo'jaligida samaradorlikni oshiradi.
Adabiyotlar ro'yhati.
1. Brajovic', M.; Vujovic', S.; Dukanovic', S. An Overview of Smart Irrigation Software. In Proceedings of the 4th Mediterranean Conference on Embedded Computing, Budva, Montenegro, 14-18 June 2015.
2. Debauche, O.; El Moulat, M.; Mahmoudi, S.; Manneback, P.; Lebau, F. Irrigation Pivot-Center Connected at Low Cost for the Reduction of Crop Water Requirements. In Proceedings of the International Conference on Advanced Communication Technologies and Networking, Marrakech, Morocco, 2-4 April 2018.
3. Sensors. Available online: https://www.mdpi.com/journal/sensors (accessed on 18 October 2019).
4. Kumar, A.; Surendra, A.; Mohan, H.; Valliappan, K.M.; Kirthika, N. Internet of Things based Smart Irrigation using Regression Algorithm. In Proceedings of the 2017 International Conference on Intelligent Computing, Instrumentation and Control Technologies (ICICICT), Kannur, India, 6-7 July 2017.
5. Khattab, A.; Abdelgawad, A.; Yelmarthi, K. Design and Implementation of a Cloud-based IoT Scheme for Precision Agriculture. In Proceedings of the 28th International Conference on Microelectronics, Giza, Egypt, 17-20 December 2016.
6. Singh, K.; Jain, S.; Andhra, V.; Sharma, S. IoT based approach for smart irrigation system suited to multiple crop cultivation. Int. J. Eng. Res. Technol. 2019, 12, 357-363.
7. Wu, H.; Chen, F.; Hu, H.; Liu, Q.; Ji, S. A secure system framework for an agricultural IoT application. advances in computer science and ubiquitous computing. Lect. Notes Electr. Eng. 2016, 421, 332-341.
8. Laura Garcia, Lorena Parra, Jose M. Jimenez, Jaime Lloret, Pascal Lorenz. IoT-Based Smart Irrigation Systems: An Overview on the Recent Trends on Sensors and IoT Systems for Irrigation in Precision Agriculture
172
