XVIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2026

Развитие цифровых технологий и стремительное распространение систем мониторинга в промышленности приводят к необходимости более точного контроля состояния сырья и производственных процессов. В аграрной сфере особенно важно своевременно отслеживать показатели качества зерна, так как ошибки в хранении могут привести к серьёзным потерям. Одним из ключевых параметров при хранении зерна является влажность. Контроль влажности — актуальная задача современного сельского хозяйства, поскольку повышенная влажность может вызвать порчу зерна, развитие плесени, снижение класса продукции и финансовые потери.

Решением данной проблемы становится разработка устройства, позволяющего быстро и удобно измерять влажность зерна в режиме реального времени.

В современном высокотехнологичном обществе растёт спрос на «умные» устройства, способные автоматизировать рутинные процессы и обеспечивать точные измерения. Особую ценность приобретают компактные системы мониторинга, работающие на основе беспроводных технологий. Разработка устройства для измерения влажности зерна — «Термощупа» — является одной из перспективных идей для автоматизации контроля качества сельскохозяйственного сырья.

Создание подобных систем на базе технологий IoT позволяет повысить эффективность хранения зерна, минимизировать человеческий фактор и обеспечить своевременный контроль условий хранения. Устройство, которое передаёт данные о влажности на мобильное приложение, делает процесс измерений значительно удобнее и быстрее, что особенно важно на крупных элеваторах и складах [1].

Обслуживание зерна на предприятиях хранения обычно происходит следующим образом:

• зерно закладывается в хранилища (силосы, склады), где оно должно находиться при определённых параметрах влажности, чтобы избежать порчи;

• контроль влажности часто осуществляется сотрудниками вручную, для этого используются переносные влагомеры или лабораторные измерительные приборы;

• сотрудники периодически выбирают точки замера и проводят измерения, фиксируя показатели во внутренних журналах;

• при выявлении повышенной влажности принимаются меры: просушка зерна, перемешивание, охлаждение или изменение условий хранения;

• ведётся отчётность по измерениям, что позволяет отслеживать динамику изменения влажности и планировать дальнейшие действия.

На рисунке 1 представлена модель архитектуры «Как есть» контроля влажности зерна на языке ArchiMate, разработанная в среде Archi 4.0 [2]. В представленной архитектуре контроль влажности выполняется вручную, что снижает оперативность и усложняет процесс работы.

Рисунок 1 – Модель архитектуры «Как есть» контроля влажности зерна

Однако традиционная схема контроля не всегда эффективна: ручные замеры требуют времени, зависят от человеческого фактора и не позволяют получать данные в режиме реального времени. Это приводит к риску пропустить критическое изменение состояния зерна.

На рисунке 2 представлена мотивационная модель трансформации архитектуры контроля влажности на языке ArchiMate.

Для повышения точности, удобства и скорости измерений рекомендуется внедрение устройства «Термощуп», работающего на базе ESP32 и датчика влажности. Устройство позволяет измерять влажность зерна напрямую и передавать данные на мобильное приложение по Wi-Fi. Это даёт возможность сотрудникам зернохранилища оперативно получать информацию, просматривать автоматический журнал измерений влажности зерна и своевременно реагировать на изменения.

На рисунке 3 представлена мотивационная модель архитектуры «Как будет» деятельности по контролю влажности зерна с использованием устройства «Термощуп» на языке ArchiMate.

Рисунок 2 – Мотивационная диаграмма Archimate трансформации архитектуры контроля влажности зерна

Рисунок 3 – Модель архитектуры «Как будет» контроля влажности зерна с применением «Термощупа»

В целях наглядного представления изменений между текущим и целевым состояниями архитектуры используется диаграмма переходов состояний (рисунок 4), которая отображает последовательность перехода от ручного контроля влажности к автоматитическому мониторингу. Диаграмма перехода позволяет зафиксировать текущее состояние системы, целевое состояние после внедрения устройства, а также ключевые изменения процессов, ролей и используемых технологий, обеспечивающих повышение эффективности контроля влажности зерна.

Рисунок 3 – Диаграмма перехода архитектуры контроля влажности зерна от текущего к целевому состоянию

Таким образом, представленные моделей «Как есть» и «Как будет» подтверждают актуальность разработки устройства на базе IoT для измерения влажности зерна. Использование «Термощупа» позволит автоматизировать процессы контроля, упростить работу сотрудников элеватора, повысить точность измерений и улучшить условия хранения зерна. Кроме того, устройство обеспечит возможность дистанционного получения данных, что значительно повышает эффективность управления качеством сельскохозяйственного сырья.

Список используемых источников

1. Гостев, А. В. Интернет вещей: концепции, технологии архитектура. — Санкт-Петербург: Питер, 2021. — 384 с.

2. Ширяева Е.В. Моделирование архитектуры сельскохозяйственного предприятия в среде ARCHI 4 // Материалы конференции «Оптимизация сельскохозяйственного землепользования и усиление экспортного потенциала АПК РФ на основе конвергентных технологий». – Волгоград: ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ, 2020. – С. 299- 307.

3. Сметанин, П. В. Технологии беспроводной передачи данных системах мониторинга // Информационные системы и технологии. 2019. — №2. — С. 33–41.