Посредством облачных вычислений
Объект исследования: способы реализации мониторинга климатических параметров тепличных хозяйств посредством технологии «Интернет вещей» и облачных вычислений.
Результаты, полученные лично автором: рассмотрена возможность в режиме реального времени удалённо наблюдать за растениями, отслеживать параметры работы теплицы, отвечающие за здоровье урожая и, при необходимости, удаленно вмешиваться в автономную работу теплицы, осуществляя дополнительный полив или, например, увеличивая освещение в теплице.
Технологии Интернета вещей уже проникли во все сферы жизни человека. По статистическим данным Verizon за 2016 год, в некоторых отраслях внедрение IoT-решений происходит более активно, чем раньше, а в некоторых немного замедлилось.
Автоматизация системы полива, установка в почву специальных сенсоров, которые определяют оптимальное время для посадки и уборки урожая, внедрение системы, которая сможет определять наличие вредителей и бороться с ними, - это лишь часть решений, которые предлагают IoT-технологии.
За последние несколько лет большинство организаций, стремясь повысить эффективность своей вычислительной инфраструктуры, перешли на использование виртуализации. Этот первый шаг сближает ИТ-инфраструктуру с облачными системами и существенно снижает затраты на поддержание ИТ.
К сожалению, сам по себе переход к виртуализации - это лишь начало долгого пути; при этом ещё остаётся нерешённой проблема быстрого масштабирования или сокращения производительности платформы при изменениях рабочей нагрузки приложений.
Кроме того, предприятиям необходима возможность предоставлять пользователям, в том числе не являющимся ИТ-специалистами, собственные облачные вычислительные среды.
Уже сегодня существуют российские разработки для создания комплексной информационной системы мониторинга сельхозтехники и посевов, включая мониторинг процесса обработки полей и условий роста урожая. Внедрение технологий умного агропроизводства крупными холдингами и поддержка данной инициативы правительством помогут создать базу для дальнейшего использования этих технологий малыми и средними предприятиями отрасли.
При применении облачных вычислений возможны два варианта. В первом случае контроллер (сервер) для управления устройствами может быть расположен не в самой теплице (эту функцию возьмет на себя облако), благодаря чему управление системами может осуществляться, откуда угодно при наличии доступа к Интернету.
При втором варианте контроллер может располагаться в теплице, но при этом через облако будет обеспечиваться только удаленное управление — все программное обеспечение будет установлено на облачном сервере.
Кроме того, во втором случае от тепличного контроллера будет требоваться только функция для обеспечения модулям расширения доступа к Интернету, что в свою очередь уменьшает требования к техническим характеристикам контроллера.
Также в случае внедрения удаленного управления уже в существующую систему тепличного комплекса не потребуется замены никакого оборудования, достаточно будет только обеспечить доступ контроллера к облачному серверу.
Непосредственно удаленное управление системами климатических условий возможно осуществлять либо через веб-браузер, либо через специальное мобильное приложение.
С помощью облачного сервиса, который будет предоставлять общий интерфейс управления всеми системами, а различные устройства будут взаимодействовать между собой через облако, появляется возможность использования устройств от разных производителей с различными протоколами передачи данных.
В итоге применение облачных технологий в системах умных теплиц позволит сделать их намного более гибкими, а также позволит сократить затраты на обслуживание и расширение системы.
Технологии умных теплиц состоят из двух основных составляющих: аппаратного и программного обеспечения. Типовое аппаратное обеспечение обычно включает в себя следующие компоненты:
· контроллер (зачастую в этой роли может выступать обычный ПК), на который устанавливается программное обеспечение для управления системой;
· модули (платы) расширения - специальные устройства, к которым подключаются различные датчики и управляемые устройства;
· конечное оборудование - датчики для отслеживания различных параметров и устройства.
Технологии развиваются и уже сейчас почти любой предмет в хозяйстве можно внести в экосистему, а управлять всем этим можно с экрана смартфона.
Осенью прошлого года производитель вышел на рынок автоматизации с семейством Xiaomi Smart Home, состоящим из розетки, лампочки, камеры и блока управления бытовой техникой. Для контроля этого оборудования используется специализированное программное обеспечение для смартфонов и планшетов, условно, образуя экосистему.
Материал поступил в редколлегию 07.04.2017
УДК 658
М.А. Лосева
Научный руководитель: доцент кафедры «Компьютерные технологии и системы», к.т.н. Е.А.Леонов