Системы мониторинга микроклимата растений

ный характер взаимодействия между изучаемыми регуляторами.

Сопоставляя полученные результаты во всех опытных вариантах, можно отметить, что томаты оказались наиболее чувствительны к некорневой обработке изучаемыми регуляторами роста.

3 Влияние внекорневой обработки растворами циркона и сульфата калия на биохимические характеристики плодов перцев и томатов

Содержание витаминов обусловливает биологическую ценность плодов перцев и томатов. Большое значение имеет присутствие в плодах витамина С. Определение содержания аскорбиновой кислоты в плодах изучаемых культур (рисунок 5) показало, что в результате обработки растений растворами циркона и сульфата калия её количество значительно повысилось. Наибольшие показатели получились при совместной обработке данными препаратами. Интересно отметить, что в плодах перцев содержание витамина С было значительно выше, чем в плодах томатов.

вариант

Рисунок 5 - Влияние циркона и сульфата калия на содержание витамина С в плодах перцев и томатов

вариант

Рисунок 6 - Влияние циркона и сульфата калия на содержание провитамина А в плодах перцев и томатов

Определение содержания р-каротина (провитамина А) в плодах сладкого перца сорта Калифорнийское чудо и плодах томата сорта Джина (рисунок 6) показало, что в результате обработки растений растворами циркона и сульфата калия его количество повысилось во всех опытных вариантах. Наибольшим количеством провитамина А характеризовались плоды растений подвергнутые совместной обработке цирконом и

СЕРИЯ «ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ», ВЫПУСК 10

сульфатом калия. Важно отметить, что в плодах перцев содержание провитамина А также было значительно выше, чем в плодах томатов.

Выводы

Анализ проведенных исследований позволяет сделать следующие выводы:

1 Обработка растений перца сладкого и томатов растворами циркона и сульфата калия активизирует процессы роста, способствую увеличению высоты побегов, размеров листьев.

2 Сульфат калия оказывает большее влияние на интенсивность роста надземных органов, чем циркон.

3 Опрыскивание растений растворами циркона и сульфата калия способствует повышению урожайности перца сладкого сорта Калифорнийское чудо и томатов сорта Джина.

4 Обработка растений перца и томатов растворами циркона и сульфата калия способствует увеличению содержания витаминов в плодах.

5 Наибольший стимулирующий эффект на рост и урожайность перцев и томатов оказывает одновременная обработка растворами циркона и сульфата калия. При совместном использовании растворами циркона и сульфата калия действие этих регуляторов на рост и урожайность перца суммируется, что говорит об аддитивном характере взаимодействия между изучаемыми регуляторами.

Список литературы

1 Доспехов Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). -Москва : Агропромиздат, 1985. - 351 с.

2 Котов В. П., Адрицкая Н. А., Завялова Т. И. Биологические основы получения высоких урожаев овощных культур : учебное пособие. - Санкт-Петербург : Изд-во «Лано», 2010 - 128 с.: ил.

3 Кузнецов В. В., Дмитриева Г. А. Физиология растений. -Москва : Высшая школа, 2005. - 736 с.

4 Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений /под ред. Н. Н. Третьякова. - Москва : Колос, 1998. -640 с.

УДК 004.056.2; 504.064.36; 504.064.38 Зубов Я.М., Полякова Е.Н., Дик Д.И., Человечкова А.В., Москвин В.В., Никифорова Т.А., Ревняков Е.Н. Курганский государственный университет, Курган

системы мониторинга микроклимата растений

Аннотация. В статье рассматриваются основные концепции системы мониторинга, предлагаемой для контроля микроклимата при выращивании растений. В случае возникновения критических ситуаций указанная система позволит обслуживающему персоналу оперативно предпринять действия, направленные на сохранение оптимальных климатических условий.

Ключевые слова: микроклимат, мониторинг,

41

система мониторинга, контроль состояния среды, автоматизированная система управления.

Zubov Y.M., Polyakova E.N., Dik D.I., chelovechkova A.V., Moskvin V.V., Nikiforova T.A., Revnyakov Y.N.

Kurgan State University, Kurgan

microclimate monitoring system for growing plants

Abstract. The article discusses the basic concepts of monitoring system proposed for the control of the microclimate in the cultivation of plants. In case of critical situations the system will allow the maintenance personnel to promptly take actions aimed at preserving optimal climatic conditions.

Keywords: microclimate monitoring, monitoring system, environmental control, automated control system.

Введение

При решении многих задач современной биоинженерии, генетики, физиологии растений и животных необходима постановка эксперимента в строго определенных условиях с возможностью фиксации не только конечного результата, но и непосредственно процесса реакции самого объекта. В частности, при клональном микроразмножении растения проходят серию стадий, на каждую из которых оказывают влияние интенсивность различных факторов среды, в первую очередь температуры, влажности, сектора и интенсивности освежения. Регулируя эти параметры и оценивая реакцию на них эксплантов, можно не просто подобрать оптимальные, но и изучить зависимость от среды различных генетических элементов и ферментных систем растений. Наличие камеры искусственного регулируемого микроклимата дает огромные возможности изучения живых организмов. Такая камера должна обеспечивать регулирование показателей микроклимата в широких пределах:

1) температура от 0°С до +40°С,

2) относительная влажность от 40% до 90%,

3) общая освещенность от 0 до 15000 лм,

4) регулирования спектра освещения.

В случае нарушения показателей микроклимата под воздействием внешней среды или из-за неполадки камеры искусственного регулирования должна обеспечиваться возможность оперативно реагирования обслуживающего персонала на возникновение отклонений.

Аналогично в процессе выращивания растений в теплицах часто возникают трудности при поддержании требуемых микроклиматических показателей в сооружении. Это положение часто усугубляться отсутствием обслуживающего персонала в течение определенного времени. При этом возможно, например, замерзание растений при снижении температур в рабочих зонах таких

сооружений, увядание их при перегреве из-за высокого уровня солнечной радиации в теплице в дневные часы и т.д.

Для решения указанных проблем необходимо обеспечить постоянное поступление в центр управления (ЦУ) данных о показателях микроклимата. Эта проблема может быть решена с помощью автоматизированной системы управления и сбора данных (АСУСБ). АСУСБ обеспечивает оперативность сбора, обработки, отображения и архивирования информации об объекте мониторинга, а также при необходимости возможность оперативного управления микроклиматом оператором.

Функциональная модель модуля системы мониторинга

Представленные на общедоступном рынке системы мониторинга имеют значительную стоимость. Поэтому для удешевления системы было принято решение использовать в качестве ядра АСУСБ популярное программное обеспечение мониторинга с открытым исходным кодом Zabbix. Использование указанного программного обеспечения позволит существенно сократить стоимость разработки и повысить ее надежность. Программное обеспечение Zabbix было выбрано, поскольку оно дает возможность вести мониторинг многочисленных параметров сети, жизнеспособности и целостности серверов. Zabbix использует гибкий механизм оповещений, что позволяет пользователям конфигурировать уведомления, основанные на e-mail, практически для любого события. Это позволяет быстро реагировать на проблемы с серверами. Zabbix предлагает отличные функции отчетности и визуализации, основанные на данных истории. Веб-интерфейс обеспечивает доступ к информации о состоянии вашей сети и жизнеспособности ваших серверов из любого места. Правильно настроенный Zabbix может сыграть важную роль в мониторинге ИТ-инфраструктуры. Это может быть использовано и для небольших организаций с несколькими серверами, и для крупных организаций с большим количеством серверов [1].

Были выделены следующие задачи:

- провести сравнительный анализ систем мониторинга и контроля микроклимата;

- сформировать требования к системе мониторинга и контроля микроклимата;

- создать эскизный проект системы мониторинга и контроля микроклимата;

- создать технический проект системы контроля микроклимата;

- разработать программный комплекс системы контроля микроклимата;

- выполнить тестирование и отладку программного комплекса.

На основе проведенного анализа поставленных перед нами задач была построена функциональная модель [2] разрабатываемой системы (рисунок 1). Система состоит из датчиков, под-

ключаемых к агентам сбора информации. Агенты сбора передают информацию на Zabbix сервер, который используется для просмотра состояния АСУСБ операторами системы.

В рамках определения требований к системе была разработана диаграмма вариантов использования (рисунок 2). С системой могут работать два действующих лица:

- администратор, отвечающий за конфигурирование системы;

- пользователь, осуществляющий мониторинг микроклимата и при необходимости оперативное управление.

Исходя из выявленных требований, был разработан и реализован прототип системы на базе платформы Агёшпо [3].

Результаты тестирования системы мониторинга

В качестве тестовой проверки предложенной системы мониторинга микроклимата были прове-

Интерфейсы ввода

Интерфейсы вывода

Газ

Влажность

Темп. —

Сервер

Затопление Движение Вентиляция Свет

Веб - доступ с компьютера

Веб - доступ с мобильного устройства

Показатели гс %. мм.

рт СТ, ПК и пр.)

Ввод / Вывод

Логирование, анализ Уведомления Несколько моделей

Протокол обмена данными с сервером

(4) Пред ста вление данных

Графики, Excel, csv, xml, json Тревога

Рисунок 1 - Функциональная модель

Рисунок 2 - Диаграмма вариантов использования СЕРИЯ «ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ», ВЫПУСК 10

дены тестовые испытания, заключавшиеся в продолжительном пребывании системы в состоянии штатного функционирования. В этом состоянии происходило регулярное считывание показаний датчиков и обновление полученных данных на сервере, доступном в сети Интернет.

Предоставляемый сервером веб-интерфейс отображает графики различных условий микроклимата: температуры и влажности (рисунок 3); концентрации углекислого газа (рисунок 4). Также можно наблюдать наличие движения на подконтрольном объекте (рисунок 5). Отображение можно редактировать: изменять охватываемый

период времени, формат вывода графической информации. Время хранения данных в базе данных можно задать отдельно для каждого датчика. У пользователя есть возможность создать триггеры на заданные граничные показания и настроить оповещение на почту или через SMS.

В предлагаемой системе с помощью установленных на объекте датчиков будут измеряться внешние метеорологические параметры. Для каждого измеряемого внутри объекта параметра можно будет установить контрольные и аварийные границы, что позволит автоматически отслеживать состояние микроклимата на объекте и сво-

House2: Temperature and humidity measures

то 60 50 40 30 20

rv ^---^Л.-

ID

В

Environment temperature [avg] Environment humidity [avgj

last 24.9 "C 26.5%

min 24.8 "С 23.7%

аыд 25.27 "С 28.76%

так 25.8 "С 60.2%

ш

С'

Рисунок 3 - График температуры и влажности

Рисунок 4 - График концентрации углекислого газа в воздухе

Рисунок 5 - График наличия движения

евременно сигнализировать об отклонениях от оптимального состояния. Благодаря мониторингу показаний датчиков центр управления может предпринять действия, направленные на обеспечение оптимальных условий работы для объекта мониторинга.

Заключение

Для решения поставленных задач использовались методы системного анализа, а также современные методы выявления требований в программных системах. Процесс проектирования структуры был начат с представления системы на понижающихся уровнях абстракции с использованием современных средств моделирования систем, таких как язык и1^. Процесс разработки проходит при поддержке современного прикладного программного обеспечения, исполняющего функции систем контроля версий, интегрированных сред разработки. Разработка системы опирается на современные стандарты в сфере проводной и беспроводной связи.

Была произведена работа по изучению, исследованию и тестированию различных аппаратных решений, используемых в системах автоматизации, контроля, в системах умного дома. Произведен анализ рынка АСУСБ, выявлены преимущества и недостатки представленных программных и аппаратных решений. Изучены различные аспекты идентификации и аутентификации пользователей системы, реализованы программные алгоритмы. Рассмотрены на практике различные угрозы передачи и хранения информации.

Применённые в работе современные информационные технологии обеспечивают предложенной системе мониторинга ряд преимуществ:

- открытые протоколы и спецификации;

- кроссплатформенность;

- снижение накладных расходов на обновление ПО;

- пониженные требования к производительности клиентского оборудования;

- низкий порог вхождения.

Планируется провести тестирование предложенной системы мониторинга и контроля в теплицах Ботанического сада Курганского государственного университета.

Список литературы

1 Зубов Я. М., Ильин И. И. Прототип системы удалённого мониторинга //Наука, образование, общество: актуальные вопросы и перспективы развития : сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции : в 4 ч. - Москва : ООО «АР-Консалт». -2015. - С. 65-66.

2 Зубов Я. М., Ильин И. И., Москвин В. В., Полякова Е. Н. Интегрируемая система мониторинга //Вестник УрФО «Безопасность в информационной сфере». - 2016. -

№ 4(22). - С. 35-37.

3 Зубов Я. М., Ильин И. И., Москвин В. В. Модель системы контроля и управления доступом на предприятии на базе А^шпо // Вестник УрФО «Безопасность в информационной сфере». - № 4(14). - 2014. - С. 9-13.

СЕРИЯ «ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ», ВЫПУСК 10

УДК 581.2

Прусова Н.Г., Кузнецова В.А.

Курганский государственный университет,

Курган

сравнительный анализ пораженности некоторых видов злаковых растений спорыньей пурпурной вблизи водоемов города кургана и частоозерского района курганской области

Аннотация. В статье проводится сравнительный анализ пораженности злаковых растений (Triticum aestivum L, Bromus inermis LEYSS, Elytrigia repens L) спорыньей пурпурной (Claviceps purpurea Tul). Данные растения произрастают вблизи водоемов на территории города Кургана и в Частоозерском районе Курганской области.

Ключевые слова: спорынья пурпурная, злаковые растения, фунгициды, процент пораженности, склероций.

Prusova N.G., Kuznetsova V.A. Kurgan State University, Kurgan

comparative analysis of prevalence of some species of cereals by purple ergot near reservoirs of the city of kurgan and chastoozerskiy district of kurgan region

Abstract. In article the comparative analysis of prevalence of cereals (Triticumaestivum L, Bromusinermis LEYSS, Elytrigiarepens L) by an ergot of purple (ClavicepspurpureaTul) is carried out. These plants grow near reservoirs on the territory of the city of Kurgan and in Chastoozerskiy district of Kurgan region.

Keywords: purple ergot, cereals, fungicides, percent of prevalence, sclerotium.

Введение

Спорынья пурпурная (Claviceps purpurea TulJ -гриб-паразит, который поражает как культурные, так и дикорастущие злаковые растения, при этом снижает урожайность и качество семян растений-хозяев. Также данный гриб-паразит - один из наиболее давно известных ядовитых грибов, в склероциях которого содержатся алкалоиды, имеющие токсические свойства.

Цельнастоящейработы:определитьмассовость поражения пшеницы мягкой (Triticum aestivum L), костреца безостого (Bromus inermis Leyss) и пырея ползучего (Elytrigia repens L) спорыньей пурпурной в условиях городской территории и территории