سیستم کشت زعفران مبتنی بر اینترنت اشیا (IoT) در گلخانه

زعفران گران‌ترین و افسانه‌ای‌ترین محصول جهان است که به‌طور گسترده در آشپزی، داروها و لوازم آرایشی استفاده می‌شود. بنابراین تقاضا برای زعفران در سطح جهان روز به روز در حال افزایش است. علیرغم تقاضای زیاد، کشت زعفران به طور چشمگیری کاهش یافته و تنها در چند کشور رشد کرده است. زعفران یک محصول حساس به محیط زیست است که تحت تأثیر عوامل مختلفی از جمله تغییر سریع آب و هوا، شدت نور، سطح pH، رطوبت خاک، سطح شوری و روش‌های نامناسب کشت قرار می‌گیرد. کنترل بسیاری از این عوامل محیطی در کشاورزی سنتی امکان پذیر نیست.

اگرچه بسیاری از فناوری‌های نوآورانه مانند هوش مصنوعی و اینترنت اشیا (IoT) برای افزایش رشد زعفران استفاده شده‌اند، اما نیاز مبرمی به سیستمی وجود دارد که بتواند بر مشکلات اولیه مربوط به رشد زعفران غلبه کند. در این تحقیق، ما یک سیستم مبتنی بر اینترنت اشیا برای گلخانه برای کنترل متغیرهای زراعی متعدد مانند اندازه بنه، دما، رطوبت، سطح pH، رطوبت خاک، شوری و در دسترس بودن آب پیشنهاد کرده‌ایم. معماری پیشنهادی به طور خودکار عوامل محیطی را نظارت و کنترل می کند و داده های بلادرنگ را از گلخانه به میکروکنترلر ارسال می کند.

مقادیر حس شده متغیرهای مختلف زراعی با مقادیر آستانه مقایسه شده و برای ارسال به مالک مزرعه برای مدیریت کارآمد در ابر ذخیره می شود. نتایج آزمایش نشان می دهد که سیستم پیشنهادی قادر است با کنترل عوامل محیطی بر حسب نیاز محصول، تولید زعفران را در گلخانه به حداکثر برساند.

Saffron is the world’s most expensive and legendary crop that is widely used in cuisine, drugs, and cosmetics. Therefore, the demand for saffron is increasing globally day by day. Despite its massive demand the cultivation of saffron has dramatically decreased and grown in only a few countries. Saffron is an environment-sensitive crop that is affected by various factors including rapid change in climate, light intensity, pH level, soil moisture, salinity level, and inappropriate cultivation techniques. It is not possible to control many of these environmental factors in traditional farming.

Although, many innovative technologies like Artificial Intelligence and Internet of Things (IoT) have been used to enhance the growth of saffron still, there is a dire need for a system that can overcome primary issues related to saffron growth. In this research, we have proposed an IoT-based system for the greenhouse to control the numerous agronomical variables such as corm size, temperature, humidity, pH level, soil moisture, salinity, and water availability. The proposed architecture monitors and controls environmental factors automatically and sends real-time data from the greenhouse to the microcontroller.

The sensed values of various agronomical variables are compared with threshold values and saved at cloud for sending to the farm owner for efficient management. The experiment results reveal that the proposed system is capable to maximize saffron production in the greenhouse by controlling environmental factors as per crop needs.