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數據驅動系統應用於溫室植物生產

 

中興大學 生物系統工程研究室 陳加忠

 
 

此篇文章Wads worth公司其Seed系列控制系統的應用介紹

TitleWhy data drives everything in green house plant production.

AuthorJulieDean,April10,2019

Wads worth公司其Seed系列控制系統的螢幕,溫室環控選用的設備列出於圖表右側,每個設備使用時間列於灰色帶。感測器量測值陳列於圖形。感測器之數據陳列可為多只,也可以減少成一只。顯示時間可以以分鐘為單位。

 

現今的溫室環控來自於數據收集,以每分鐘為單位收集溫室狀態,包括設備運行時間與感測器之讀值。

生產者使用數據有各種目的,希望有最大產量與具有最高品質。對於成功栽培之作物,收集數據並加以評論,確定引起作物應力之原因,暸解為何有些能源設備使用成本為能符合期待值,能夠預測未來產量,並且找出最大利潤的生產條件。生產者可藉由熱水管溫度記錄以了解系統是否正運轉,並且可調整設定值以得到更佳除濕功能。在大學之研究人員利用收集之數據以從事研究。

一、J&N溫室公司之使用經驗

使用數據以評估投資回收時間。藉由陽光能量數據與需要加溫天數,發現其熱能與預期不符合。因此即早發現回收期限需要更久。

二、Photo-Science Management Group

用以確定其環控設定目標均在其預計範圍之內。如果設備之性能超出範圍,數據可告知真正的狀況。數據可用以說明實際產量與預計產量的差距,,而用以持續改良。由每季,每半年,每年產量與品質等數據,可以找出與環境的相關性,因而進行改善。

數據的收集包括季節參數,作物與設備的使用。自收集數據開始,以備日後使用。例如公司認為其PAR值設定是正確,但是在產量未達目標,才發現其PAR累積量不足。生產者藉由這些數據即可提如發現自然光源不足,而使用人工光源以補充。

三、AuburnUniversity

以數據量測以確定溫室環境是否維持需求標準。利用數據可追蹤作物生長的環境,是否合乎需求。使用者可利用數據報表或圖形以控制環境。

Wadsworth公司提醒使用者,許多人已使用數據做為故障排除的方法。每天兩次檢查已有的數據報表或圓形,可以協助生產者密切地關注溫室內環境。只要每天早上檢查報表,並且比較昨天數據,可以迅速發現其差異性,並且迅速作出反應。例如對某些設備發出警告,持續追蹤這些設備狀況,並且發現其問題。

以使用人工光源為例,持續追蹤累積光量值與人工光源啟用與開關的時間。如果控制結果與預定累積光量值結果不符合,代表使用量測數據無法有效進行照明決策,因此立即修正。如果能夠正確的掌握使用人工光源時間與天窗開閉時間,就可節省大量成本。

未來的數據應用包括收集更大量數據,並且以機器學習以分析數據。使用感測數據以了解功率消耗,最佳化生產系統與降低能源成本,這將成為農業的驅動力。善用大量數據並且進行分析,即可創造更佳的回饋網路,在依此改善機器學習與人工智慧的性能。