طراحی و پیاده‌سازی سامانه هوشمند آبیاری مبتنی بر ترکیب داده‌های هواشناسی و سنسورهای خاک با رویکرد بومی‌سازی در ایران

Abstract

بحران آب در ایران به‌عنوان یکی از کشورهای خشک و نیمه‌خشک جهان، ضرورت به‌کارگیری فناوری‌های نوین در بخش کشاورزی را دوچندان کرده است. سامانه‌های آبیاری سنتی نه‌تنها باعث اتلاف آب می‌شوند بلکه موجب کاهش بهره‌وری محصولات کشاورزی نیز خواهند شد. در این مقاله، یک مدل نوآورانه برای مدیریت هوشمند آبیاری ارائه شده است که بر ترکیب داده‌های هواشناسی (دما، رطوبت نسبی، بارندگی و تبخیر و تعرق) با داده‌های سنسورهای رطوبت خاک متکی است. در این روش، اطلاعات دریافتی توسط میکروکنترلر (Arduino/ESP32) پردازش شده و از طریق یک الگوریتم تصمیم‌گیر ساده، فرمان لازم به شیر برقی آبیاری صادر می‌شود. جهت بومی‌سازی در ایران، تجهیزات کم‌هزینه و قابل‌دسترس در نظر گرفته شده و چالش‌هایی مانند ضعف اینترنت در مناطق روستایی با استفاده از ماژول‌های GSM و منبع تغذیه خورشیدی برطرف شده است. نتایج تحلیل‌ها نشان می‌دهد استفاده از این سامانه می‌تواند مصرف آب را تا حدود ۳۰ تا ۴۰ درصد کاهش داده، هزینه‌های انرژی را ۲۰ درصد کاهش دهد و بهره‌وری محصول را ۱۰ تا ۱۵ درصد افزایش دهد. این مقاله با ادغام مهندسی آب و مهندسی برق، چارچوبی نوین و عملی برای پیاده‌سازی سامانه‌های آبیاری هوشمند در ایران ارائه می‌دهد.