Тематический обзор посвящен современным технологиям автоматизации и управления в тепличном хозяйстве.
Рассмотрены инновационные решения в области мониторинга и контроля микроклимата, включая применение беспилотных летательных аппаратов с различными функциональными возможностями: от обработки растений до мойки стекол теплиц. Особое внимание уделено цифровым системам управления, основанным на использовании современных датчиков для мониторинга параметров среды и состояния растений в реальном времени.
Значительная часть обзора посвящена энергоэффективным технологиям обогрева теплиц: использованию тепла шлама тепловых электростанций, разработке конвективно-лучевых систем отопления и применению саморегулирующихся нагревательных кабелей. Представлены передовые методы автоматизации процессов выращивания растений, включая интеллектуальные системы мониторинга состояния растений с элементами искусственного интеллекта и роботизированные комплексы для контроля микроклимата.
Отдельная тема обзора – внедрение возобновляемых источников энергии в тепличное хозяйство, в частности, использование ветроэнергетических установок с усовершенствованными синхронными генераторами. Также рассмотрены современные подходы к проектированию ограждающих конструкций теплиц с применением энергоэффективных материалов.
Обзор будет полезен специалистам в области тепличного хозяйства, агрономам, инженерам-теплотехникам, разработчикам автоматизированных систем управления и всем, кто интересуется современными технологиями в сфере защищенного грунта.
Представлены документы из фонда РНТБ, а также аннотированные описания электронных ресурсов и ссылки на полные тексты.
С полными текстами статей можно ознакомиться в зале информационно-справочной службы, комната 613, и в читальном зале периодических изданий, комната 614. Телефон для справок: +375 17 226 61 88.
БПЛА с озонаторами для адресной обработки теплиц / М. А. Афанасьев, А. А. Димитров, И. А. Боголюбова [и др.] // Сельский механизатор. – 2026. – № 3. – С. 8–10, 13.
Представлена концепция применения беспилотных летательных аппаратов с озонаторами для адресной обработки растений от биоповреждений в тепличных комплексах. Разработанная блок-схема алгоритма функционирования мобильного озонирующего комплекса наглядно демонстрирует процессы и взаимодействие всех компонентов системы.
Васильев, В. В. Усовершенствованный беспилотный летательный аппарат для мойки стекол в теплицах и зданиях / В. В. Васильев, Д. Н. Афоничев, И. И. Аксенов // Теория и практика инновационных технологий в АПК : материалы нац. науч.-практ. конф., Воронеж, 14–19 мая 2026 г. – Воронеж, 2026. – Ч. I. – С. 85–91. – URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=91657150 (дата обращения: 02.11.2026).
Предложен беспилотный летательный аппарат для мойки стекол в теплицах и зданиях, отличительной особенностью которого является то, что неподвижные опоры соединены между собой передней перекладиной и задней перекладиной, а емкость расположена над перекладинами. С верхней стороны перекладин посередине установлены параллельно друг другу подающая направляющая и лоток, а с боку передней перекладины расположена площадка, при этом в подающую направляющую заведена зубчатая рейка, где на ее свободном конце со стороны передней части корпуса закреплен сферический шарнир. На площадке закреплен серводвигатель, на валу которого установлено зубчатое колесо, входящее в зацепление с зубчатой рейкой, а подающая трубка помещена в подвижный рукав, уложенный в лоток. Такое исполнение беспилотного летательного аппарата позволяет при полете между объектами и в стесненных условиях исключить повреждение распылительной трубки, ее зацепление за прилегающие объекты, и соответственно падение самого аппарата, а значит, повышается безопасность процесса мойки стекол в теплицах и зданиях.
Жапакова, Б. С. Обогрев теплицы с использованием тепла шлама тепловой электрической станции (тепловой расчет) / Б. С. Жапакова, Н. Ы. Темирбаева, Ы. Ж. Осмонов // Альтернативная энергетика. – 2026. – Т. 23, № S2. – С. 101–107. – URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=91612185 (дата обращения: 02.11.2026).
Рассмотрены процессы теплопередачи при обогреве теплицы с использованием теплового потенциала шлама тепловых электрических станций в условиях отопительного сезон. Исследовано влияние температуры шлама, почвы и внутреннего воздуха теплицы на формирование устойчивого теплового режима защищенного грунта. Температура шлама ТЭС в пределах 60–70 °C обеспечивает достаточную теплопроизводительность для покрытия тепловой нагрузки тепличного хозяйства средней площади. В ходе эксперимента изучено распределение тепловых потоков через почву, стены, крышу теплицы и окружающий грунт с учетом конвективного и лучистого теплообмена. Определены основные составляющие теплового баланса теплицы, включая теплопотери через ограждающие конструкции, инфильтрацию воздуха и нагрев приточного воздуха. Установлено влияние солнечной радиации и теплоаккумулирующей способности грунта на поддержание требуемой температуры внутри теплицы. Сформирована расчетная схема системы обогрева вида «тепловая мощность шлама – температура почвы – температура воздуха теплицы», позволяющая аналитически описать процесс теплообмена. Проанализированы зависимости для расчета теплопроизводительности шлама ТЭС, расхода теплоты за отопительный сезон и определения требуемой площади обогрева теплицы. Разработано уравнение теплового баланса системы обогрева теплицы, учитывающее конструктивные параметры теплицы, теплофизические свойства материалов и параметры вентиляции. Обосновано применение низкопотенциального тепла шлама ТЭС в качестве альтернативного источника тепловой энергии для повышения энергетической эффективности тепличных хозяйств.
Информационные и управляющие системы для выращивания растений в теплицах / Д. А. Гринюк, В. И. Бакаленко, Т. А. Дейнека [и др.] // Труды БГТУ. Серия 3, Физико-математические науки и информатика. – 2026. – № 1. – С. 52–75.
Приведен анализ существующего уровня информационного обеспечения систем контроля и управления выращивания растений в теплицах. Автоматизация теплиц основана на использовании современных измерительных систем и датчиков, обеспечивающих мониторинг параметров среды и состояния растений в реальном времени. Основная задача таких систем заключается в создании оптимальных условий для роста культур при одновременном снижении затрат воды, энергии и удобрений. Рассмотрены датчики климат-контроля, воды и орошения, состояния почвы, растений, а также внешние метеостанции. Отмечено, что ключевыми параметрами контроля являются температура, влажность воздуха, концентрация CO2 и освещенность, поскольку они напрямую влияют на фотосинтез и урожайность. Значительное внимание уделено датчикам температуры и влажности почвы, которые позволяют оптимизировать полив и предотвратить развитие заболеваний растений.
Колядин, Н. А. Разработка конвективно-лучевой системы отопления теплицы / Н. А. Колядин, О. Н. Попов, И. В. Рогов // Жилищное хозяйство и коммунальная инфраструктура. – 2026. – № 1. – С. 50–60. – URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=89108884 (дата обращения: 02.11.2026).
Рассмотрен алгоритм расчета лучисто-конвективной системы отопления промышленной теплицы, учитывающий влияние массообменных процессов на потребление тепловой энергии, а также влияние рециркуляции воздуха на потребление ресурсов. Представлен результат реализации предлагаемого алгоритма расчета лучисто-конвективной системы отопления, для промышленной теплицы «Арочная-12М». Полученные данные позволили разработать комбинированную систему отопления, состоящую из инфракрасных обогревателей, формирующих тепловой режим почвы, и вихревой трубы, используемой для поддержания требуемого значения температуры воздуха внутри помещения теплицы.
Кочкаров, А. А. Интеллектуальная система мониторинга состояния растений и раннего оповещения о заболеваниях для вертикальных теплиц / А. А. Кочкаров, А. К. Куликов // Моделирование, оптимизация и информационные технологии : электрон. журн. – 2026. – Т. 14, № 23. – URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=89023670 (дата обращения: 02.11.2026).
Рассмотрена возможность снижения экономических потерь в растениеводстве путем разработки методов раннего выявления болезней и оптимизации фитосанитарных мероприятий. В качестве модельного объекта использован базилик душистый, характеризующийся высокой восприимчивостью к фитопатогенам при интенсивных технологиях выращивания. Для создания платформы сформирован специализированный набор данных: 254 изображений базилика, аннотированных с указанием локализации и площади патологических изменений. Набор данных дополнен методом аугментации для увеличения разнообразия выборки. На основе комплексного анализа предложена архитектура системы мониторинга из трех модулей: сенсорного (сбор данных изображений и микроклимата), аналитического (на базе сверточных нейронных сетей для оценки динамики болезней) и интерфейса поддержки решений (генерация агрономических рекомендаций). Обучение модели с использованием трансферного обучения показало точность детекции 74,7 %. Для минимизации ложных срабатываний предложенный алгоритм постобработки можно доработать для учета пространственно-временной корреляции данных. Разработанный прототип подтверждает перспективность интеграции компьютерного зрения и агрономических знаний для создания предиктивных систем. Результаты обладают потенциалом адаптации к другим культурам защищенного грунта, способствуя развитию точного земледелия и снижению антропогенной нагрузки на агроэкосистемы.
Макаров, Я. О. Робот-паук для контроля микроклимата тепличных комплексов / Я. О. Макаров, А. И. Раскин // Студенческая наука: созидая будущее : сб. науч. ст. Междунар. студен. науч.-практ. конф., Курск, 5 июня 2026 г. – Курск, 2026. – Т. 2. – С. 188–191. – URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=91813737 (дата обращения: 02.11.2026).
Исследована проблема комплексного контроля параметров микроклимата и фитосанитарного состояния в тепличных комплексах. Для измерения параметров, в связи с неоднородностью среды в комплексах, а также необходимостью следить за растением с разных сторон, требуется размещение огромного количества датчиков, что делает стационарные системы дорогостоящими. В качестве альтернативы предложен мобильный робот на основе шагающего механизма Янсена, оснащенный сенсорами и камерой. Приведены основные преимущества такого способа: высокая проходимость, плавный ход без уплотнения почвы и легкое масштабирование маршрута при расширении теплицы. Эксперимент в парнике 6×6 м подтвердил работоспособность робота при непрерывной работе. Выполнен сравнительный экономический анализ: для крупных тепличных хозяйств мобильный мониторинг экономически в 6–8 раз эффективнее стационарного и применим для автоматического обнаружения климатических отклонений и вредителей.
Павлов, М. В. Математическая модель лучистого отопления теплицы / М. В. Павлов, Д. Ф. Карпов // Природообустройство. – 2026. – Т. 19, № 1. – С. 39–46. – URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=91567292 (дата обращения: 02.11.2026).
Разработана математическая модель тепломассообмена в теплице при использовании лучистого (инфракрасного) отопления в условиях полива, предназначенной для обоснования требуемой тепловой мощности системы отопления и расчета оптимального массового расхода воды для ирригации в холодный период года. Математическая модель включает в себя воздушную среду, поверхность почвы и ограждающие конструкции теплицы, а также учитывает лучистый теплообмен в системе «Излучатель → почва → ограждение». Предложена формула для определения коэффициента многократного отражения инфракрасного излучения, позволяющая вычислять результирующий тепловой поток, поглощаемый поверхностью почвы.
Повышение эффективности работы синхронного генератора ветроэнергетических установок для тепличных комплексов / Г. В. Никитенко, А. С. Сергиенко, Е. В. Коноплёв, А. В. Бобрышев // Сельский механизатор. – 2026. – № 3. – С. 31–33.
Рассмотрен метод повышения эффективности работы синхронного генератора в составе ветроэнергетической установки, применяемой для частичного энергоснабжения тепличных комплексов. Представлена таблица коммутации, связывающая восемь различных конфигураций обмоток внешнего и внутреннего магнитопроводов со скоростью ветра. Описана логика работы соответствующего алгоритма управления, представленного в виде блок-схемы. Данный подход позволяет повысить энергоэффективность и стабильность электроснабжения технологического освещения в теплицах, снизив зависимость от централизованных сетей и смягчая пиковые тарифные нагрузки.
Сингаевский, Д. А. Сравнительный анализ моностекла и однокамерного стеклопакета в промышленной теплице: результаты динамического моделирования GreenLightPlus / Д. А. Сингаевский // Современные студенческие исследования : сб. ст. XIII Междунар. науч.-практ. конф., Пенза, 25 авг. 2026 г. – Пенза, 2026. – С. 20–24. – URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=91998628 (дата обращения: 02.11.2026).
Выполнен сравнительный анализ моностекла и однокамерного энергосберегающего стеклопакета в промышленной теплице для круглогодичного выращивания томатов в климатических условиях восточной части Витебской области Республики Беларусь. С использованием программного инструментария GreenLightPlus проведено динамическое моделирование микроклимата, энергопотребления и урожайности культуры на основе процесс-ориентированной модели, учитывающей тепловые и массовые балансы, конструкцию теплицы и погодные данные.
Тепсаев, С. С. Обоснование системы обогрева грунта теплиц на основе саморегулирующегося кабеля / С. С. Тепсаев // Агротехника и энергообеспечение. – 2026. – № 2. – С. 88–96. – URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=91952193 (дата обращения: 02.11.2026).
В условиях импортозамещения и необходимости повышения энергоэффективности тепличного хозяйства актуальным является внедрение адаптивных систем обогрева грунта. Традиционные резистивные кабели характеризуются риском локальных перегревов и перегорания, а водяные системы – высокой инерционностью. Предложено использование саморегулирующегося нагревательного кабеля на основе полупроводниковой матрицы с положительным температурным коэффициентом сопротивления. Разработана система электроснабжения нагревательных установок, учитывающая нелинейный характер нагрузки, повышенные пусковые токи (в 1,5–2,5 раза выше номинальных) и ограничение длины линии (до 80 м при сечении 2,5 мм²). Представлены структурная и принципиальная электрические схемы системы электроснабжения, включающие главный распределительный щит с АВР, зональные шкафы управления на базе программируемого логического контроллера ОВЕН ПЛК110 и твердотельных реле. Приведены результаты экспериментальных исследований лабораторного образца, подтверждающие снижение энергопотребления на 14% по сравнению с резистивным аналогом и предотвращение перегрева корнеобитаемого слоя (максимальная температура не превысила 28 °C против 60–80 °C). Предложены варианты конструктивного исполнения и размещения оборудования в условиях промышленной теплицы.
Уткин, М. О. Численное и экспериментальное исследование теплопереноса от цилиндрической трубы в грунте тепличного хозяйства / М. О. Уткин, А. В. Дмитриев, В. Э. Зинуров // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. – 2025. – № 5. – С. 153–167.
Выполнены численное моделирование и верификация процессов теплопередачи от трубы, размещенной в грунте, с учетом его влажности, для последующего применения в системах локального обогрева тепличного грунта. Проведены две серии лабораторных опытов: с высушенным (влажность менее 10%) и увлажненным (влажность около 45%) суглинком. Температуры регистрировались 20 датчиками DS18B20 и тепловизором UTi260B. Создана двумерная модель, построена сеточная модель. Выполнены нестационарные численные расчеты в ANSYS Fluent. В программе решалось уравнение нестационарной теплопроводности методом конечных объемов, учтены реальные теплофизические свойства грунта. Средняя относительная погрешность между расчетными и экспериментальными температурами составила менее 6% для высушенного и около 4% для увлажненного грунта, что подтверждает адекватность модели. Установлено, что увлажненный грунт прогревается на 15–20% быстрее и достигает на 2–3 ºC более высоких температур в зоне 2–4 см, что связано с уменьшением термического сопротивления насыщенной поровой структуры. Термограммы показали, что эффективная ширина прогрева одиночной трубы ограничена 1–2 см, ввиду этого необходимо использовать пучок труб или змеевик для равномерного воздействия на корнеобитаемый слой. Показано, что верифицированная модель служит инструментом для оптимизации геометрии трубного контура с учетом влагосодержания почвы.
A novel fusion positioning navigation system for greenhouse strawberry spraying robot using LiDAR and ultrasonic tags / H. Tan, X. Zhao, H. Fu [et al.] // Agriculture Communications. – 2025. – Vol. 3, Iss. 2. – Article number: 100087. – URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2949798125000171 (date of access: 02.11.2026).
Переведенное заглавие: Новая гибридная система позиционирования и навигации для робота опрыскивателя клубники в теплице с использованием лидара и ультразвуковых меток.
Описаная методика автономной навигации для роботов‑опрыскивателей в теплицах повышает эффективность и снижает нагрузку на персонал. Однако SLAM‑навигация на базе лидар (LiDAR) сталкивается с проблемами: искажениями карты из‑за схожести культур, накоплением ошибок и скачками позиционирования. Предложена методика, объединяющая 3D‑LiDAR, ультразвуковые метки и SLAM: карта среды строится через слияние данных LiDAR и IMU, а повторная локализация и запись траектории опираются на облако точек и метки. Для повышения точности применены усовершенствованный метод ICP и алгоритм SVD в сильносвязанной архитектуре. Испытания в клубничной теплице показали: при скоростях 0,2–0,6 м/с максимальная средняя абсолютная ошибка позиционирования составила 0,357 м (стандартное отклонение – 0,148 м). По сравнению с методами Cartographer и LIO‑SAM ошибка снижена на 32,0 % и 14,0 %. Максимальная поперечная ошибка – 0,045 м, средняя – 0,022 м. Результаты подтверждают, что методика обеспечивает требуемую точность для автономной работы в теплицах.
Sustainable automation of monitoring and production accounting in greenhouse complexes using integrated AI, robotics, and data systems / A. Uzhinskiy, L. Teryaev, A. Dorokhin, M. Ivashev // Sustainability. – 2026. – Vol. 18, iss. 7. – Article number: 3620. – URL: https://doi.org/10.3390/su18073620 (date of access: 02.11.2026).
Переведенное заглавие: Комплексная устойчивая автоматизация учета и мониторинга в тепличных хозяйствах: интеграция ИИ, робототехники и систем обработки данных.
Предложена системная архитектура, объединяющая роботизированные платформы мониторинга, ИИ‑анализ данных и облачное управление в единую операционную среду. Роботизированные платформы перемещаются по рельсам и бетонным покрытиям и могут поднимать камеры и датчики до 5 м – это нужно для оценки состояния растений, контроля среды и учета производства. Собранные данные интегрируются в цифровой двойник, который обеспечивает пространственную прослеживаемость, анализ истории показателей и поддержку принятия решений. Подход позволяет вести непрерывный контроль, раньше выявлять стресс у культур, сократить рутинные осмотры и точнее планировать вмешательства. Предложенная архитектура формирует масштабируемую основу для устойчивого, управляемого данными тепличного хозяйства и практического внедрения роботизированных систем в промышленном производстве.
Вы можете заказать представленные на выставке издания, используя форму. Мы забронируем их для вас и сообщим, в каком читальном зале они будут доступны.
Заказать издания может только читатель РНТБ.
Вы также можете заказать фрагменты полных текстов, воспользовавшись услугой электронная доставка документов либо услугой электронный абонемент (услуги платные).