Information System to Enhance Agricultural Production Efficiency Based on Sustainable Development Principles
Loading...
Date
2024
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
CEUR-WS Team, Aachen, Germany
Abstract
ENG: The increasing global demand for sustainable agricultural practices necessitates innovative solutions to optimize resource use and minimize environmental impact. This paper presents the information technology developed to automate and optimize the operation of a hydroponic system to improve energy and resource efficiency in sustainable agriculture. An automated control platform at the system's base continuously monitors key environmental parameters within the hydroponic facility, including water level, nutrient distribution, lighting, and energy consumption. The system can precisely regulate the processes by collecting real-time data on these variables, providing ideal conditions for plant growth. The hydroponic system is equipped with a set of sensors and actuators that control water flow, fertilizer supply, and lighting according to the needs of each plant. The developed spectral composition is based on combining the spectra of HPS and two peaks of photosynthetic efficiency. This combination of the spectrums complements each other, which allows photosynthesis to proceed as efficiently as possible. The system makes it possible to save up to 25% of electricity consumption without losing quality and quantity characteristics, to reduce the number of hours of illumination, and to be placed in cost-effective climatic conditions.
UKR: Зростаючий глобальний попит на стійкі сільськогосподарські практики вимагає інноваційних рішень для оптимізації використання ресурсів та мінімізації впливу на навколишнє середовище. У цій статті представлено інформаційну технологію, розроблену для автоматизації та оптимізації роботи гідропонної системи з метою підвищення енерго- та ресурсоефективності у сталому сільському господарстві. Автоматизована платформа управління на базі системи безперервно контролює ключові параметри навколишнього середовища в гідропонній установці, включаючи рівень води, розподіл поживних речовин, освітлення та споживання енергії. Система може точно регулювати процеси, збираючи дані про ці змінні в режимі реального часу, забезпечуючи ідеальні умови для росту рослин. Гідропонна система оснащена набором датчиків і приводів, які контролюють потік води, подачу добрив і освітлення відповідно до потреб кожної рослини. Розроблена спектральна композиція базується на поєднанні спектрів HPS та двох піків фотосинтетичної ефективності. Така комбінація спектрів доповнює один одного, що дозволяє фотосинтезу протікати максимально ефективно. Система дозволяє економити до 25% споживання електроенергії без втрати якісних і кількісних характеристик, скоротити кількість годин освітлення, а також розміщуватися в економічно вигідних кліматичних умовах.
UKR: Зростаючий глобальний попит на стійкі сільськогосподарські практики вимагає інноваційних рішень для оптимізації використання ресурсів та мінімізації впливу на навколишнє середовище. У цій статті представлено інформаційну технологію, розроблену для автоматизації та оптимізації роботи гідропонної системи з метою підвищення енерго- та ресурсоефективності у сталому сільському господарстві. Автоматизована платформа управління на базі системи безперервно контролює ключові параметри навколишнього середовища в гідропонній установці, включаючи рівень води, розподіл поживних речовин, освітлення та споживання енергії. Система може точно регулювати процеси, збираючи дані про ці змінні в режимі реального часу, забезпечуючи ідеальні умови для росту рослин. Гідропонна система оснащена набором датчиків і приводів, які контролюють потік води, подачу добрив і освітлення відповідно до потреб кожної рослини. Розроблена спектральна композиція базується на поєднанні спектрів HPS та двох піків фотосинтетичної ефективності. Така комбінація спектрів доповнює один одного, що дозволяє фотосинтезу протікати максимально ефективно. Система дозволяє економити до 25% споживання електроенергії без втрати якісних і кількісних характеристик, скоротити кількість годин освітлення, а також розміщуватися в економічно вигідних кліматичних умовах.
Description
Vol. Hnatushenko: ORCID 0000-0003-3140-3788
Keywords
information technology, hydroponic system, dynamic lighting, sustainable development, інформаційні технології, гідропонна система, динамічне освітлення, сталий розвиток, КІТС
Citation
Hnatushenko Vol., Shuleshko V., Bulana T., Molodets B. Information System to Enhance Agricultural Production Efficiency Based on Sustainable Development Principles. CEUR Workshop Proceedings. Vol. 3899 : Proc. of the 1st International Workshop on Advanced Applied Information Technologies (AdvAIT 2024), Khmelnytskyi, Ukraine, Zilina, Slovakia, December 5, 2024. Khmelnytskyi, 2024. P. 14–25.