طراحي و توسعه سامانه كنترل هوشمند تعيين آب مورد نياز گياهان گلخانه‌اي با كمك بينايي ماشين (مورد مطالعه : گياه حُسنِ‌يوسف)

Design and Development of an Intelligent Control System for Determination of Required Water needed by Plant in Greenhouse Using Machine Vision (Case Study: coleus)

بخش عمده­ اي از گياهان زنده را آب تشكيل مي‌دهد و به همين دليل تغيير در ميزان آب به شكل افزاينده‌اي، رشد و متابوليسم گياهان را تحت تأثير قرار مي‌دهد. اين مسأله سبب مي­شود تا مكانيزم‌هاي متعددي جهت حفظ رشد گياهان در شرايط سخت كم‌آبي و تنش‌هاي ناشي از آن مورد توجه قرار گيرند. در اين پژوهش نشان داده شد كه سامانه خودكار آبياري طراحي شده قادر است تا با بررسي پارامترهاي رنگي و مورفولوژيكي گياه، ميزان پژمردگي را اندازه­ گيري و بر اساس آن، نياز گياه به آب را تشخيص و نهايتاً در راستاي بهبود وضعيت گياه اقدام نمايد. در اين مطالعه گياه گلخانه ­اي حُسنِ ­يوسف براي انجام آزمايش انتخاب شد. مطابق آناليز آماري صورت گرفته مشخص گرديد كه ميان پارامترهاي اندازه­گيري شده در دورة پژمردگي در مقايسه با حالت شادابي گياه، در سطح احتمال 5% تفاوت معني ­دار وجود دارد. سامانه كنترل هوشمند تشخيص نياز آبي گياه را به ترتيب با صحت، حساسيت، تشخيص و دقت 97%، 94%، 96% و 95% انجام داد. اين مسأله نشان از توانايي سامانة پيشنهاد شده به منظور اندازه‌گيري و سنجش پژمردگي گياه و كنترل ميزان آب مورد نياز آن را دارد.

The majority of volume in a plant cell is water, therefore changes in water content drastically affect the growth and metabolism of plants. To handle plants growth in water limited and drought stress conditions numerous mechanisms are considered to be used. In this study it was shown that the automated irrigation system could measure and determine the morphological and color parameters of plant as well as the plant wilting condition. Moreover, the required water for plants has been detected through automated irrigation system, and finally it performs necessary actions in order to improve plant condition. To check the system, in this study, an ornamental shrub with the scientific name of Plectranthus scutellarioides was chosen. According to statistical analysis, there were significant differences between the measured parameters of the wilting and fresh plants