مروری بر مدیریت هوشمند آب در استقرار کشاورزی پایدار مبتنی بر اینترنت اشیاء

نوع مقاله : مقاله مروری

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، مهندسی منابع آب، دانشگاه بیرجند

2 استاد تمام گروه علوم و مهندسی آب دانشگاه بیرجند

3 استادیار گروه مهندسی کامپیوتر، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربت حیدریه

4 دانشیار گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربت حیدریه

چکیده

پیشرفت‌های اخیر در فناوری اطلاعات و ارتباطات و اینترنت اشیاء، فرصت‌های جدیدی را برای نظارت و کنترل به‌روز زیرساخت‌های کشاورزی فراهم نموده‌اند. در این زمینه، فناوری مدیریت هوشمند آب آبیاری، داده‌ها و ابزارهایی را برای کمک به کاربران برای صرفه‌جویی در مصرف آب ایجاد کرده است. این تحقیق به بررسی نقش اینترنت اشیا در بهبود مدیریت منابع آب اختصاص دارد. پیشرفت‌های قابل توجه در فناوری نیم‌رساناها و تنوع در حسگرها و دستگاه‌های هوشمند، امکان جمع‌آوری دقیق بسیاری از داده‌ها را در راستای بهینه‌سازی مصرف آب و مدیریت منابع فراهم کرده است. حسگرهای فراصوتی و جریان آب، به‌همراه شتاب‌سنج‌ها جهت تشخیص نشت، در این سامانه‌ها نقش اساسی دارند. از نظر کنترل و اتصال، پلتفرم‌های نرم‌افزاری متن‌باز مانند Arduino و Raspberry Pi گزینه‌های محبوب برای واحدهای کنترل به‌شمار می‌روند. همچنین برای ذخیره‌سازی و پردازش بهینۀ داده‌ها از پلتفرم‌های ابری استفاده می‌گردد. این تحقیق نشان می‌دهد استفاده از اینترنت اشیا به‌عنوان یک راهکار نوین و هوشمند، قابلیت بهبود مدیریت و بهره‌وری منابع آب را افزایش می‌دهد. با این‌حال، چالش‌های متعددی ازجمله هزینه و مصرف انرژی، حفظ حریم شخصی و امنیت داده‌ها و محدودیت‌های ارتباطات بی‌سیم، نیازمند بهینه‌سازی و توسعۀ بیشتر این سامانه‌ها را به‌شکلی جدی مطرح می‌سازند. این پژوهش به‌عنوان یک پایۀ اساسی برای تحقیقات دانشگاهی و صنعتی در زمینۀ بهینه‌سازی سامانه‌های مدیریت آب در کشاورزی با استفاده از فناوری اینترنت اشیا می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A Review of Smart Water Management for Sustainable Agriculture Based on the Internet of Things

نویسندگان [English]

  • Moein Tosan 1
  • Abbas Khashei-Siuki 2
  • Ali Maroosi 3
  • Mohammad Reza Gharib 4
1 PhD Student of Water Resources, University of Birjand
2 Professor of Water Engineering, University of birjand
3 Assistant Professor, Department OF Computer Engineering, Faculty of Engineering, University of Torbat Heydarieh
4 Associate Professor, Department Of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, University of Torbat Heydarieh
چکیده [English]

Recent advancements in information technology and the Internet of Things (IoT) have created new opportunities for monitoring and controlling modern agricultural infrastructures. In this context, smart water management technology provides data and tools to assist users in water conservation. This research investigates the role of the Internet of Things in improving water resource management. Significant advancements in semiconductor technology and the diversity of sensors and smart devices enable the precise collection of data for optimizing water usage and resource management. Ultrasonic sensors, water flow sensors, and accelerometers play a crucial role in detecting leaks within these systems. Open-source software platforms like Arduino and Raspberry Pi are popular choices for control units, while cloud platforms are utilized for efficient data storage and processing. This study demonstrates that the use of IoT as a novel and intelligent solution enhances the management and efficiency of water resources. However, multiple challenges, including cost, energy consumption, privacy, data security, and limitations in wireless communications, necessitate further optimization and development of these systems. This research serves as a foundational basis for academic and industrial investigations into optimizing water management systems in agriculture using IoT technology.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Artificial Intelligence
  • Water Resources Management
  • Sensors
  • Control Systems
  • Information and Communications Technologies