دقة الكروم 50 هكتار - كشف الأمراض المدعوم بالذكاء الاصطناعي ومراقبة المناخ

نظام SOLARTODO Vineyard Precision 50ha يمثل تحولًا جذريًا في إدارة زراعة العنب، حيث يستفيد من شبكة متطورة من أجهزة استشعار إنترنت الأشياء (IoT) والذكاء الاصطناعي لتقديم معلومات زراعية لا مثيل لها. تم تصميم هذا الحل المتكامل لمزارع العنب التي تمتد على مساحة تصل إلى 50 هكتار، حيث يوفر بيانات حقيقية ومحلية في الوقت الفعلي حول المتغيرات البيئية الحرجة، مما يمكّن من اتخاذ قرارات مستندة إلى البيانات التي تعزز استخدام الموارد، وتخفف من مخاطر الأمراض، وتحسن من إنتاجية وجودة العنب. من خلال الانتقال من الممارسات التقليدية المعتمدة على التقويم إلى نموذج استجابة يعتمد على البيانات، يمكن للمزارعين تحقيق تحسينات كبيرة في الكفاءة التشغيلية والاستدامة. تعتمد بنية النظام على معايير رائدة في الصناعة، بما في ذلك ISO 11783 (ISOBUS) لتواصل الإلكترونيات الزراعية، مما يضمن التكامل السلس مع الآلات الزراعية الحالية ومنصات الإدارة. مع فترة تقارير بيانات نموذجية تبلغ 10 دقائق، يوفر النظام رؤية دقيقة لديناميات مزارع العنب، حيث يلتقط التغيرات الطفيفة التي قد تكون غير مرئية للعين البشرية ولكنها حاسمة للإدارة الاستباقية. تمكّن هذه البيانات عالية التردد المزارعين من تقليل استهلاك المياه بنسبة تصل إلى 50% وتطبيق المبيدات بنسبة 30%، مما يسهم مباشرة في تحقيق عمليات أكثر ربحية ومسؤولية بيئية.

في قلب نظام Vineyard Precision 50ha توجد محطة طقس احترافية، مصممة لتلبية المعايير الصارمة للمنظمة العالمية للأرصاد الجوية (WMO). توفر هذه الوحدة بيانات أرصادية شاملة في الوقت الفعلي بدقة عالية، مما يشكل الأساس لتوقع الأمراض، وجدولة الري، ونمذجة المحاصيل. المحطة مزودة بمجموعة من عشرة أجهزة استشعار عالية الدقة تقيس: درجة الحرارة المحيطة، الرطوبة النسبية، الضغط الجوي، سرعة واتجاه الرياح، الهطول السائل (الأمطار)، الإشعاع الشمسي، والتبخر والنتح المحسوب (ET). جهاز استشعار الإشعاع الشمسي، المتوافق مع معايير IEC 60904 للأجهزة الكهروضوئية، يقيس الطيف الكامل لأشعة الشمس، مما يوفر بيانات حيوية لحساب النشاط التمثيلي الضوئي وإجهاد الحرارة. يوفر مقياس الرياح ودوار الرياح بيانات حاسمة لتخطيط تطبيقات الرش، مما يقلل من الانجراف ويزيد من الفعالية. جميع أغلفة أجهزة الاستشعار مصنوعة من مواد مقاومة للتآكل ومثبتة بالأشعة فوق البنفسجية ومصنفة وفقًا لمعيار IP67، مما يضمن تشغيل موثوق لأكثر من عقد في البيئات الخارجية القاسية. يتم نقل بيانات المحطة كل 10 دقائق عبر اتصال LoRaWAN قوي، مما يوفر مجموعة بيانات مستمرة وعالية الدقة تدعم نماذج التحليل المتقدمة للنظام.

الميزة الأكثر ابتكارًا في النظام هي قدرته الاستباقية على مراقبة الأمراض، والتي تتجاوز التوقعات البسيطة إلى الكشف المباشر عن مسببات الأمراض. حجر الزاوية في هذه الوحدة هو فخ الجراثيم الحجمي المدعوم بالذكاء الاصطناعي. يقوم هذا الجهاز بأخذ عينات مستمرة من الهواء المحيط، ملتقطًا الجراثيم الفطرية المحمولة جواً على ركيزة متخصصة. يقوم نظام التصوير المجهري المتكامل، مع خوارزمية التعرف على الصور المعتمدة على الذكاء الاصطناعي، بتحديد الجراثيم وكمّها تلقائيًا لمسببات الأمراض الرئيسية في مزارع العنب، بما في ذلك Plasmopara viticola (العفن البودري)، Erysiphe necator (العفن البودري)، وBotrytis cinerea. يوفر ذلك تقييمًا مباشرًا وكمّيًا لمخاطر الإصابة، وغالبًا ما يكشف عن ضغط العدوى قبل 2-3 أيام من النماذج التقليدية أو المراقبة البصرية. تكمل فخ الجراثيم 20 جهاز استشعار رطوبة الأوراق الموضوعة بشكل استراتيجي. تحاكي هذه الأجهزة سطح ورقة العنب، مما يوفر قياسات دقيقة لمدة رطوبة الورقة - وهو معيار حاسم لإنبات الجراثيم الفطرية. يتم ربط البيانات من فخ الجراثيم وأجهزة استشعار رطوبة الأوراق مع بيانات الطقس المحلية لتوليد تنبيهات دقيقة للغاية لمخاطر الإصابة بمعدل دقة توقع يصل إلى 95%، مما يسمح بتطبيقات مبيدات فطرية مستهدفة وموقوتة بدقة يمكن أن تقلل من استخدام المواد الكيميائية بأكثر من 30% بينما تمنع فقدان المحاصيل الكارثي.

تعتبر إدارة الري والتغذية الفعالة أمرًا حاسمًا لإنتاج عنب النبيذ عالي الجودة. يوفر نظام Vineyard Precision 50ha رؤى غير مسبوقة في بيئة منطقة الجذور من خلال شبكة من 20 مسبار رطوبة التربة ودرجة الحرارة متعددة الأعماق. هذه المجسات المصنفة وفقًا لمعيار IP68 والمقاومة للتآكل يتم إدخالها في الأرض لقياس محتوى المياه الحجمي (VWC) ودرجة الحرارة على أربعة أعماق متميزة: 10، 20، 40، و60 سم. توفر هذه البيانات الطبقية ملفًا كاملًا لتسلل المياه ونشاط الجذور، مما يمنع كل من الري المفرط، الذي يمكن أن يؤدي إلى أمراض الجذور وهدر المياه، والري الناقص، الذي يسبب إجهاد الكرمة وتقليل حجم التوت. توفر أجهزة الاستشعار قراءات VWC من 0-100% بدقة ±2% ودرجة حرارة من -30°C إلى 70°C. تغذي هذه البيانات في الوقت الفعلي مباشرةً منصة SOLARTODO Cloud، التي تستخدم نموذج نمو المحاصيل المدعوم بالذكاء الاصطناعي لتقديم توصيات دقيقة للري. يمكن دمج النظام مع وحدات تحكم صمامات الري الآلية عبر واجهة برمجة التطبيقات REST الخاصة به، مما يمكّن من إنشاء نظام ري دقيق مغلق ومستقل تم إثبات قدرته على تقليل استهلاك المياه بنسبة تصل إلى 50% مقارنةً بالري المجدول، مع تحسين تجانس وجودة العنب.

تعتبر الموثوقية أمرًا بالغ الأهمية في مراقبة الزراعة. تم تصميم نظام Vineyard Precision 50ha للعمل بشكل مستقل وطويل الأمد في المواقع النائية. يتم تشغيل جميع أجهزة الاستشعار والبوابة المركزية بواسطة نظام طاقة شمسية متوسط الحجم بقدرة 80 واط، متوافق مع معايير UL 1703 وIEC 61215 لسلامة وأداء الوحدات الكهروضوئية. يتضمن هذا النظام لوحة شمسية أحادية الكريستال عالية الكفاءة وبنك بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LFP) المتين، مما يوفر حد أدنى من 7 أيام من التشغيل المستقل دون أي إدخال شمسي، مما يضمن جمع البيانات بشكل مستمر حتى خلال فترات الطقس السيئ الممتدة. تتم إدارة الاتصال بواسطة بوابة LoRaWAN (شبكة واسعة النطاق طويلة المدى) المتطورة. توفر بوابة واحدة تغطية لنصف قطر يصل إلى 10 كيلومترات، مما يغطي بسهولة منطقة التشغيل البالغة 50 هكتارًا ويدعم أكثر من 500 جهاز استشعار فردي. تعمل LoRaWAN على نطاق ISM غير المرخص، مما يلغي رسوم بيانات الهاتف المحمول، وخصائصها منخفضة الطاقة تمكّن وحدات الاستشعار الفردية من العمل لأكثر من 5 سنوات ببطارية واحدة. تجمع البوابة البيانات من جميع أجهزة الاستشعار العشرين وتنقلها بأمان إلى منصة السحابة، مع تخزين مؤقت للبيانات على متنها لضمان عدم فقدان أي بيانات خلال انقطاع الشبكة المؤقت.

تعمل منصة SOLARTODO Cloud كالعقل المركزي لنظام Vineyard Precision 50ha. يمكن الوصول إليها عبر أي متصفح ويب أو تطبيق مخصص للهواتف المحمولة، حيث توفر لوحة معلومات في الوقت الفعلي مع تصور قائم على الخريطة لمزرعة العنب التي تبلغ مساحتها 50 هكتارًا. يمكن للمستخدمين التعمق لرؤية البيانات الحية والتاريخية من كل جهاز استشعار، مع مخططات قابلة للتخصيص وأدوات تحليل الاتجاهات. يقوم محرك الذكاء الاصطناعي في المنصة بدمج البيانات متعددة الطبقات - الطقس، والتربة، والأمراض - لتوفير رؤى قابلة للتنفيذ وتنبيهات تنبؤية. تشمل الميزات الرئيسية للذكاء الاصطناعي نموذج مراحل نمو المحاصيل، وتوقعات الإنتاج بناءً على البيانات التاريخية والبيانات الحية، وتوقعات تفشي الآفات. عندما يكتشف النظام خطرًا عاليًا لحدث إصابة مرضية أو تجاوز عتبات رطوبة التربة الحرجة، فإنه يرسل تلقائيًا تنبيهات إلى المزارع عبر الرسائل النصية القصيرة، والبريد الإلكتروني، وإشعارات الدفع في التطبيق. تتيح واجهة برمجة التطبيقات REST الخاصة بالمنصة التكامل السلس مع برامج إدارة المزارع التابعة لجهات خارجية، مما يمكّن البيانات من التدفق مباشرة إلى سير العمل الحالي ويدعم نهجًا شاملاً لإدارة مزارع العنب. توفر الطبقة الاحترافية السحابية المضمنة في هذه الحزمة تخزين بيانات غير محدود، وتحليلات متقدمة، ودعم متميز.