نظام الري الذكي

نظام الري الذكي: ري تلقائي للحدائق والمدن

نظام الري الذكي يروي حسب الحاجة الفعلية لا حسب جدول ثابت. تتخذ ESTRON هذا القرار بالذكاء الاصطناعي وترسله عبر LoRaWAN إلى وحدات تحكم بالصمامات تعمل بالبطارية.

• ما هو؟
• كيف يعمل
• أوتوماتيكي أم ذكي؟
• المكونات
• التركيب
• التوفير
• المقارنة
• التحكم عن بُعد
• الاستثمار

ما هو نظام الري الذكي؟

يعمل الري التلقائي التقليدي بمؤقّت. يروي في الوقت نفسه وبالمدة نفسها كل يوم. ولا يغيّر المطر هذا الجدول. ويُسمى هذا النوع أيضًا نظام الري الأوتوماتيكي أو الري الآلي.

يقلب نظام الري الذكي هذا المنطق رأسًا على عقب. ينظر إلى الموقع أولًا ثم يقرر هل يروي أم لا. ويُعاد تقييم توقعات الطقس ورطوبة التربة وحالة النبات كل يوم.

في ESTRON صاحب القرار هو الذكاء الاصطناعي. يحصل كل خط ري على قراره الخاص. إذا لم يكن الري لازمًا يبقى الخط مغلقًا ذلك اليوم. وإذا كان لازمًا تُقصَّر المدة أو تُمدَّد بما يناسب الحاجة. الري بالذكاء الاصطناعي هو جوهر ESTRON.

النتيجة ثلاثية: ماء أقل، وعمالة أقل، ومساحات خضراء أكثر صحة.

كيف يعمل نظام الري الأوتوماتيكي؟

في ESTRON يعمل نظام الري الأوتوماتيكي في ثلاث خطوات. تتكرر كل خطوة يوميًا ولكل خط.

1. جمع البيانات

تأتي صحة النبات (NDVI) ورطوبة التربة من القمرين الصناعيين Sentinel-2 وMODIS. وتُضاف توقعات الطقس كل ساعة: درجة الحرارة والرياح واحتمال المطر وكميته. وتنضم إلى هذه البيانات حساسات المطر والرطوبة والتدفق في الموقع.

نشرح كيفية استخدام بيانات الأقمار الصناعية في مقالَي NDVI وتكرار مرور القمر الصناعي.

2. الذكاء الاصطناعي يتخذ القرار

يُحسب الاحتياج المائي اليومي للنبات بطريقة FAO-56 (ETc). ويُطرح منه الهطول الأخير وكمية الري السابقة. يقرأ الذكاء الاصطناعي هذه الصورة ويصدر قرارًا واحدًا للخط: مدة كاملة، أو أقصر، أو تأجيل، أو تخطٍّ.

يمكنك كتابة القواعد بكلماتك. مثلًا: «أجِّل إذا تجاوزت الرياح 6 m/s.» أو «لا ري في عطلة نهاية الأسبوع.» ويلتزم الذكاء الاصطناعي بهذه القواعد.

يُسجَّل كل قرار مع سببه. تعرض اللوحة درجة حرارة ذلك اليوم والرياح وتوقع المطر والاحتياج المائي. ويُميَّز العامل الحاسم.

3. وصول القرار إلى الميدان

ينتقل القرار عبر شبكة LoRaWAN إلى وحدة التحكم بالصمام. يصل المدى إلى 2 km في المدينة و10 km في الأراضي المفتوحة. تفتح الوحدة الصمام الكهربائي الموجود للمدة المحددة.

إذا انقطع الاتصال لا يتوقف الري. تواصل الوحدة تشغيل آخر برنامج محفوظ في ذاكرتها. التفاصيل: يستمر الري حتى عند انقطاع الإنترنت.

الفرق بين الري الأوتوماتيكي والري الذكي

الري الأوتوماتيكي هو أي نظام يفتح الصمام ويغلقه بدلًا منك. وأبسط صورة له هي المؤقّت. يفتح في وقت محدد ويغلق عند انتهاء المدة.

الري الذكي أوتوماتيكي أيضًا. الفرق في طريقة اتخاذ القرار. المؤقّت ينظر إلى التقويم. أما النظام الذكي فينظر إلى الموقع: توقعات الطقس ورطوبة التربة وحالة النبات.

يوفر ESTRON الوضعين معًا. إن شئت، يعمل جدول ثابت. وإن شئت، يقرر الذكاء الاصطناعي كل يوم ولكل خط. والتبديل بينهما من اللوحة.

• الجدول الثابت. تحدد الأيام والوقت والمدة. ويؤجّل حساس المطر الري عند هطول المطر.
• وضع الذكاء الاصطناعي. تُحسب المدة من جديد كل يوم. يُؤجَّل الري إذا كان المطر متوقعًا، ويُتخطى إذا كانت التربة رطبة.

تفاصيل وضع الذكاء الاصطناعي: الري بالذكاء الاصطناعي (بالإنجليزية).

سطرًا سطرًا: جدول المؤقّت وESTRON.

مكونات النظام

يتكون نظام الري الذكي من أربعة أجزاء. تعمل معًا، ويمكن تركيبها على مراحل.

وحدة التحكم بالصمام

تُركَّب على صمامك الكهربائي الحالي. يبقى صمام السولينويد الحالي في مكانه. تعمل ببطاريتين بجهد 9 V، فلا حاجة إلى مد الكابلات. لها مخرجان للصمامات. تقاوم الوحدة الماء والغبار؛ قياسها 7 × 5 × 5 cm. محمية بكلمة مرور؛ فلا يمكن استخدام وحدة مسروقة.

هناك إصداران. ESTRON BLE يُبرمج من الهاتف عبر Bluetooth دون حاجة إلى الإنترنت. ESTRON BLE-LoRa يضيف LoRaWAN؛ فتُدار الصمامات من المكتب. التفاصيل في صفحة وحدة التحكم بالصمام بالبطارية عبر LoRaWAN.

بوابة LoRaWAN

تربط بوابة ATL413LW كل وحدة في الموقع بالسحابة. تدعم حتى 25,000 جهاز. تصل إلى السحابة عبر 4G أو Wi-Fi أو Ethernet (PoE). هيكلها من الألومنيوم المصبوب بحماية IP67. ويمكن تغذيتها بلوح شمسي اختياري.

LoRaWAN معيار مفتوح. يمكن لأجهزة LoRaWAN أخرى الانضمام إلى الشبكة نفسها. انظر المعيار المفتوح ومدى LoRa.

لوحة الويب وتطبيق الهاتف المحمول

يظهر الموقع كله على خريطة. تُرسل البرامج إلى مئات الصمامات دفعة واحدة. وتُتابع التقارير والإنذارات وقرارات الذكاء الاصطناعي في مكان واحد. يعمل تطبيق الهاتف على iOS وAndroid ويتصل بالصمام مباشرة عبر Bluetooth في الموقع. التفاصيل في صفحة برنامج ري المسطحات الخضراء.

الحساسات

تتصل بالوحدة حساسات المطر ورطوبة التربة والضغط والتدفق ودرجة الحرارة. يتيح حساس التدفق كشف التسرب: إذا وُجد تدفق والصمام مغلق، يُطلق النظام إنذار تسرب. انظر اكتشف تسرب المياه دون زيارة الموقع.

كيف يُركَّب؟

لا يغيّر التركيب البنية التحتية الحالية للري. تبقى الأنابيب والرشاشات والصمامات الكهربائية في مكانها.

1. معاينة الموقع. نقيّم الموقع معًا. ويُحدَّد عدد الصمامات وتوزيع الخطوط وموقع البوابة.
2. البوابة. تُوضع البوابة في نقطة مرتفعة ومكشوفة. يصلح لذلك سطح مبنى أو سارية.
3. وحدات التحكم بالصمامات. تُركَّب وحدة على كل صمام كهربائي. تُوضع البطاريات؛ ولا تُمد كابلات.
4. إعداد اللوحة. تُدخل المناطق وخطوط الري في اللوحة. ويُختار جدول أو وضع الذكاء الاصطناعي.
5. المتابعة. في الأيام الأولى تُراقب القرارات والموقع معًا. وتُعدَّل القواعد عند الحاجة.

يمكن للمواقع الكبيرة أن تبدأ بمنطقة تجريبية. وتُضاف المناطق الأخرى بعد ظهور النتائج.

كم يوفر من الماء؟

مقارنة بالري بجدول ثابت، يُستهلك ماء أقل بنسبة تصل إلى 40%. يأتي التوفير من ثلاثة مصادر:

• لا ري في الأيام المتوقع فيها المطر.
• يُتخطى الري عندما تكون رطوبة التربة كافية.
• مدة أقصر في الأيام الباردة، وبقدر الحاجة فقط في الأيام الحارة.

توفير الماء يعني توفير الطاقة أيضًا. وقت تشغيل أقل للمضخة، وكهرباء أقل. التفاصيل: كيف يُوفَّر الماء.

توفير العمالة مهم كذلك. تُفتح الصمامات وتُغلق دون زيارة الموقع. وتظهر الأعطال في اللوحة. ولا يخرج فريق الميدان إلا عند الحاجة.

جدول المقارنة: المؤقّت وESTRON

التحكم عن بُعد: Bluetooth في الموقع وLoRaWAN من المكتب

يستخدم التحكم في الري عن بُعد قناتين. يتصل فريق الميدان بتطبيق الهاتف عبر Bluetooth على بُعد 10 m من الصمام. ولا حاجة إلى الإنترنت لتحميل البرنامج.

يستخدم فريق المكتب لوحة الويب. تظهر الصمامات على خريطة. يُرسل برنامج واحد إلى مئات الصمامات دفعة واحدة. ويتم الفتح والإغلاق وتغيير المدد دون زيارة الموقع.

تكمل القناتان بعضهما. حتى الصمام الواحد خارج تغطية البوابة يُدار عبر Bluetooth في الموقع. تُجهَّز المهام في المكتب. تتجول في الموقع، فتصل المهام من تلقاء نفسها إلى الأجهزة ضمن المدى.

التقارير وسجل التدقيق

يُسجَّل كل إجراء على الصمام بالتاريخ والوقت. تُرسم مدد الري بيانيًا حسب نطاق التاريخ. وتُصدَّر قوائم الأجهزة والبرامج إلى Excel.

تُحفظ قرارات الذكاء الاصطناعي مع أسبابها. ويمكن لاحقًا معرفة سبب عدم ري خط ما في يوم معين. يوفر هذا السجل بيانات جاهزة للتدقيق الداخلي وتقارير ميزانية المياه.

تُجمع الإنذارات في قائمة واحدة: بطارية منخفضة، وجهاز لا يمكن الوصول إليه، وأمر لم يُسلَّم، وتسرب. وتصل الإشعارات إلى الأشخاص المعنيين عبر تطبيق الهاتف والبريد الإلكتروني وSMS. التفاصيل: تقارير مفصلة.

الأمان والبيانات

نقل البيانات مشفَّر. يحمل كل جهاز هوية فريدة. وحدات التحكم بالصمامات محمية بكلمة مرور؛ فلا يمكن استخدام جهاز مسروق في حساب آخر.

صلاحيات اللوحة قائمة على الأدوار. يرى كل مستخدم منطقته فقط ويديرها. تتشارك عدة مواقع وعملاء لوحة واحدة مع بقائها منفصلة.

يمكن للمؤسسات استضافة البرنامج على خادمها الخاص إن شاءت. والتكامل مع أنظمة SCADA القائمة ممكن. التفاصيل: اتصال آمن والتكامل مع أنظمة المؤسسة.

الاستثمار والاسترداد

يحافظ الانتقال إلى نظام الري الذكي على البنية التحتية الحالية. يبقى الاستثمار في الأنابيب والرشاشات والصمامات في مكانه. وتقتصر التكلفة على وحدة لكل صمام وبوابة لكل موقع.

يأتي الاسترداد من ثلاثة بنود: فاتورة المياه، وكهرباء المضخة، وعمالة الميدان. تقل زيارات الصيانة لأن الأعطال تُرى دون الذهاب إلى الموقع. ويقصر زمن فقد المياه لأن التسربات تُكتشف مبكرًا.

في المواقع الكبيرة تكون المنطقة التجريبية هي البداية المعتادة. وسجلات موسم واحد تدعم القرار بالأرقام.

نقاط يجب مراعاتها أثناء التركيب

• موقع البوابة. اختر نقطة مرتفعة ومكشوفة. تقصّر المباني والأشجار المدى.
• متابعة البطارية. يظهر مستوى البطارية في اللوحة. استبدل البطارية عند وصول الإنذار؛ فلا ينقطع الري.
• مواضع الحساسات. ضع حساس المطر في العراء وحساس رطوبة التربة في موضع ممثِّل للمنطقة.
• القواعد. اكتب قواعد الموقع من البداية: حد الرياح، وأيام منع الري، والري الليلي.
• انتقال تدريجي. راقب القرارات معًا في الأسبوع الأول. ثم انتقل كليًا إلى وضع الذكاء الاصطناعي.

من يستخدمه؟

تدير البلديات الحدائق والجزر الوسطية للطرق والحدائق العامة من لوحة واحدة. انظر الري الذكي للبلديات.

تتابع شركات تنسيق الحدائق عدة مواقع وعملاء في اللوحة نفسها. انظر صفحة شركات تنسيق الحدائق.

تُشغِّل المجمعات السكنية ري المساحات المشتركة بشكل أوتوماتيكي. يمكنك تصفح مشاريعنا المرجعية.

المواضيع التقنية موضوعًا موضوعًا: لماذا ESTRON؟

الأسئلة الشائعة

إجابات عن عمر البطارية والمدى والتوافق مع الصمامات الحالية ومدة التركيب في صفحة الأسئلة الشائعة. اطلب عرض سعر لمشروعك.