Licenta Dan David V3 Lp [304593]

[anonimizat]:

Prof.univ.dr.ing Popescu Luminița Georgeta

ABSOLVENT: [anonimizat], MEDICALE SI COMPORTAMENTALE

PROGRAMUL DE STUDII: AUTOMATICĂ ȘI INFORMATICĂ APLICATĂ

DEZVOLTAREA CONCEPTULUI SMART VILLAGE

COORDONATOR ȘTIINȚIFIC:

Prof.univ.dr.ing Popescu Luminița Georgeta

ABSOLVENT: [anonimizat]

2018

Capitolul I. Introducere

Conceptul de sat inteligent este un concept relativ nou în domeniul elaborarii politicilor UE. [anonimizat]. [anonimizat], inovarii, utilizarii mai bune a cunostintelor în beneficiul locuitorilor si al întreprinderilor. [anonimizat], serviciile publice pentru cetateni, o mai buna utilizare a resurselor, un impact mai mic asupra mediului si noi oportunitati pentru lanturile de valori din mediul rural în ceea ce privette produsele si procesele îmbunatatite.

Conceptul de sate inteligente nu propune o solutie unica pentru toti. [anonimizat], sustinuta de strategii teritoriale noi sau existente. [anonimizat], [anonimizat], capacitatea si construirea comunitatii. [anonimizat], esentiale.

O [anonimizat], [anonimizat], [anonimizat], turismul si activitatile culturale etc.

[anonimizat]. [anonimizat], deoarece populația rurală va trece prin procesul de schimbare. [anonimizat]. Această creștere urbană într-o [anonimizat]. [anonimizat]. Conceptul de Smart Village va aborda provocările multiple cu care se confruntă dezvoltarea durabilă a Indiei rurale. Un Smart Village va oferi o [anonimizat], [anonimizat]. [anonimizat] o bună instalație de salubritate, o bună educație, o [anonimizat], facilități de sănătate, protecția mediului, eficiența utilizării resurselor, managementul deșeurilor, energia regenerabilă etc. Există o nevoie urgentă de proiectare și dezvoltare a Smart Village, care sunt independente în furnizarea de servicii și de locuri de muncă și totuși bine conectate la restul lumii. Pe baza diferitelor programe întreprinse de guvernele centrale și de stat împreună cu alte inițiative tehnologice, Smart Village poate realiza infrastructură SMART, furnizarea de servicii SMART, tehnologie SMART și inovare, instituții SMART, mobilizarea optimă și utilizarea resurselor disponibile.

Un "sat inteligent" va cuprinde o dezvoltare durabilă și favorabilă incluziunii a tuturor secțiilor din comunitatea satului, pentru a se bucura de un nivel înalt de viață.

Este clar că situațiile și provocările în dezvoltarea zonei urbane și rurale sunt diferite datorită constrângerilor și oportunităților. Mulți cercetători cred că tehnologiile existente dezvoltate pentru orașul inteligent pot fi utile pentru conceptul de Smart Village Cercetătorii au raportat că sistemul de sate inteligente poate fi dezvoltat pe liniile modelului inteligent al orașului. Componentele luate în considerare vor varia de la o regiune la alta pentru sate, pe baza resurselor și oportunităților disponibile. În continuare sunt prezentate câteva orientări generalizate pentru dezvoltarea satelor inteligente:

1. Componenta economică: Această componentă va include factorii locali și factorii economici. Acesta va include modele de guvernare, lățime de bandă, mobilitate, cloud computing, antreprenoriat etc.

2. Componenta de mediu: Această componentă va aborda problemele legate de resursele și infrastructurile disponibile la nivel local. Poate să acopere tehnologii mai curate, transport public și alternativ, spații verzi, creștere inteligentă, schimbările climatice etc.

3. Componenta socială: Această componentă poate aborda aspecte legate de viața comunității, democrația participativă, inovarea socială, serviciile de proximitate etc.

Tehnologiile informației și comunicațiilor au dovedit un potențial vast în beneficiul omenirii în diverse domenii. Acestea sunt adesea folosite pentru a asigura dreptul la educație și învățare și au un potențial de a servi nevoilor în curs de dezvoltare. Diferiții cercetători au recunoscut potențialul tehnologiile informației și comunicațiilor pentru dezvoltarea rurală și pot juca un rol cheie pentru dezvoltarea rapidă și durabilă a populatiei rurale în anii următori. Tehnologia informației poate face diferența într-o țară în curs de dezvoltare numai dacă este proiectată în strânsă colaborare cu utilizatorii săi. Pe baza analizei privind limitările planificării și construcției rurale tradiționale, planificarea satului trebuie să fie un proces de jos în sus, care să se concentreze asupra participării comunității locale. Tehnologii informatice și de comunicații au un mare potențial de îmbunătățire a vieții rurale prin aplicațiile sale în diverse domenii ale dezvoltării satelor rurale.

Populația rurală a rămas în cea mai mare parte neglijată și cea mai puțin beneficiară a unor astfel de dezvoltări tehnologice, ceea ce a dus la o diviziune digitală virtuală între populația rurală și cea urbană.

Pot exista un șir diferit de idei despre potențialul și adaptabilitatea tehnologiilor TIC în zonele rurale. Dar, tehnologia mobilă a jucat un rol important în împuternicirea economică și socială a comunităților rurale din zonele în curs de dezvoltare pentru a umple divizarea digitală. Cu toate acestea, zonele rurale suferă adesea de infrastructuri de rețea lentă și nesigure. Acest lucru limitează accesul la conținut și servicii care pot promova dezvoltarea economică. Cu toate acestea, prin utilizarea TIC, dezvoltarea capacităților și abilitarea la nivel individual și comunitar pot fi realizate pentru a asigura cererea, livrarea, atingerea și utilizarea serviciilor de calitate. O astfel de implementare reușită a activităților bazate pe TIC în mediul rural poate dovedi potențialul puternic pentru implementarea ulterioară a tehnologiei. De asemenea, va contribui la identificarea blocajelor / lacunelor sistemului, îmbunătățirea analizei și monitorizării datelor, îmbunătățind în același timp competențele tehnice și antreprenoriale adecvate, promovând normele și comportamentele sociale favorabile realizării dezvoltării comunităților. Introducerea inovațiilor, a ideilor noi și a celor mai bune practici de auto-gestiune este elementul cheie, precum și o strategie importantă pentru Smart Village. Gestionarea cunoștințelor împreună cu TIC se va concentra pe consolidarea atât a capacităților, cât și a sistemelor comunității.

Conceptul de Smart Villages va furniza satelor astfel de facilități, astfel încât comunitatea agrară să rămână în sate și să nu migreze în zonele urbane. Generațiile viitoare vor contribui foarte mult la procesul de dezvoltare și se vor bucura de activitatea tradițională a agriculturii cu ajutorul tehnologiei moderne. În continuare sunt câteva zone potențiale, în care Smart Village poate crea un impact măsurabil și semnificativ:

• Localității organizate: populația satului este distribuită în mod eșalonat și nu este bine conectată la drumurile satului. Acestea pot fi redistribuite, păstrând zone adecvate pentru locuire, teren de joacă, terenuri agricole și zone pentru a dezvolta diverse infrastructuri cum ar fi centrul de generare a biocombustibililor, rezervorul de apă deasupra etc.

• Agricultura inteligentă: Pentru a spori calitatea și cantitatea agricolă producția utilizează tehnologia "senzor" pentru a face fermele mai "inteligente" și mai conectate prin așa-numita "agricultură de precizie", cunoscută și sub numele de "agricultura inteligentă".

• Infrastructura rutieră: Toate casele din zonele rurale sunt bine conectate prin intermediul drumurilor rurale.

• Alimentarea inteligentă cu apă: ar trebui să existe prevederi pentru alimentarea cu apă pentru uz agricol, uz casnic și pentru băut. Acest lucru poate facilita utilizarea eficientă și judiciară a resurselor de suprafață și a apei subterane.

• Sanitizarea inteligentă: în zonele rurale pot fi adoptate echipamente inteligente pentru a facilita satele fără boli.

• Educație: Sunt necesare locații adecvate pentru a stabili centrele de învățământul de stat pentru sate. Un spațiu virtual de clasă poate fi furnizat pentru a beneficia de avantajele experților disponibili în alte locații.

• Managementul dezastrelor: Satenii sunt ușor afectați de dezastre din cauza lipsei de pregătire. Se poate introduce un sistem ce poate preveni un scenariu de dezastru [1].

Capitolul II. Asezari rurale

In ziua de astazi, populatia rurala depaseste trei miliarde de locuitori, reprezentand aproximativ 52% din populatie. La nivel regional repartitia populatiei rurale prezinta mari contraste datorate in principal diferentelor de dezvoltare socio-economica. Peste 90% din locuitorii asezarilor rulare apartin statelor in dezvoltare, Asia (12,5%), restul impartindu-se intre Europa, America si Australia, continentele cu cea mai redusa populatie rurala.

Spatiul rural reprezinta cea mai mare parte din suprafata tarilor, densitatea populatiei rurale este inferioara celei urbane. Cea mai mare densitate se inregistreaza in campiile Europei si in cele ale Asiei musonice (peste 200 loc/km in Campia Gangelui, Campia Chinei de Est). Cea mai mica densitate este in: America si Australia si alte zone sunt caracterizate cu o densitate mica de populatie din cauza constrangerilor climatice (deserturi calde si reci), de relief (munti inalti) si exodului rural.

Satele se deosebesc de orase atat prin marime si prin activitatile locuitorilor, care se incadreaza predominant domeniului agricol. In tarile dezvoltate economic, activitatile populatiei rurale sunt mai variate si ies de multe ori din sfera agriculturii, locuitorii satelor fiind ocupati in industrie, transporturi sau turism.

Dupa functie, se disting ca fiind reprezentative:

• Satele cu functii predominant agricole. Acestea pot fi specializate fie in cultura cerealelor si a plantelor tehnice, fie in viticultura, fie in cresterea animalelor.

• Satele agro-industriale, unde alaturi de practicarea agriculturii se disting si unele activitati industriale: prelucrarea lemnului, exploatarea resurselor minerale.

• Satele cu functii agricole si de servicii (comert, transporturi, turism). Practicarea turismului rural a luat o amploare deosebita, mai ales in regiunile montane ale tarilor dezvoltate.

Dupa numarul locuitorilor exista urmatoarele tipuri de sate:

• sate mici (sub 500 locuitori),

• sate mijlocii (500 – 1500 de locuitori)

• sate mari (1500 – 4000 de locuitori)

• sate foarte mari (cu peste 4000 de locuitori)

Satele mijlocii si mari se impun ca fiind cele mai numeroase pe toate continentele.

Dupa modul de distribuire a gospodariilor, ies in evidenta trei tipuri majore de sate:

Satele risipite: se regasesc in regiunilor montane (Alpi, Carpati, Balcani etc), locuitori se ocupa in special cu pastoritul. Aceste sate sunt formate din gospodarii izolate, fiecare avand in jur propriul teren de folosinta.

Satele rasfirate: prezente in special in regiunile de deal si de podis, au gospodariile situate la distante mai mici unele de altele. O parte din terenul agricol (livezi, vii, gradini de legume) este cuprinsa in vatra satului, dar cea mai mare parte ramane in exteriorul vetrei.

Satele adunate: intalnite mai ales la campie si in depresiuni, au vatra bine conturata: gospodariile sunt lipite unele de altele, terenurile agricole detasandu-se net in exteriorul vetrei. Satul adunat cunoaste mai multe variante: sat cu piata centrala (tipic pentru Germania, Marea Britanie), satul circular (kraal) al crescatorilor de animale din Africa de Sud, satul linear sau satul strada.

Peisajul rural este expresia vizibila a interventiei taranului asupra cadrului natural: campurile cultivate, fermele, satele, dotarile agricole. Intr-un cadru impus de natura, fiecare civilizatie a adus solutii originale pentru organizarea si valorificarea spatiului: unelte, arhitectura rurala, tehnici de amenajare. Rezulta o mare varietate a peisajelor rurale, varietate accentuata si de diferentele de populare si de dezvoltare economica, precum si de diversitatea factorilor naturali.

In Europa peisajele rurale sunt diversificare. In vestul si centrul continentului este tipic satul targ, cu case mari asezate ordonat in jurul unei piete centrale. In regiunea mediteraneana se intalnesc sate stup, cu constructii dense din piatra si lemn. In tarile nordice predomina catunele si satele risipite, formate din locuinte construite in marea lor majoritate din lemn. In Muntii Alpi, Carpati sunt prezente asezari temporare si sate mici, risipite, ai caror locuitori se ocupa cu pastoritul. In Europa Occidentala sunt prezente ferme izolate, tipice pentru marile exploatari cerealiere formate din cladiri dispuse in jurul unei curti interioare.

In nordul Africii sunt prezente numeroase satele mici, dispersate, formate din locuinte circulare ale crescatorilor de animale. In valea si Delta Nilului sunt prezente catunele dispuse linear dar si marii asezari. In savana, satele au o forma circulara cu locuinte rotunde din lut si acoperisuri conice din paie. Casele au o singura incapere si nu sunt dotate cu hambare, astfel incat se obisnuieste inmagazinarea recoltelor in granare comune intregului sat. Specific Africii de Sud este kraalul (sat al negrilor bantu) avand colibele amplasate in semicerc in jurul unei piete centrale.

Asia este un continent cu vechi traditii rurale. In Asia musonica sunt prezente sate mari sau sate liniare ce urmeaza cursul vailor. Acolo unde piatra si lemnul nu sunt disponibile, casele sunt construite din lut (Campia Indo-Gangetica, Mesopotamia, Campia Chinei de Est). Locuintele palafitice (pe piloni) sunt frecvente in Indonezia, Bangladesh, Thailanda.

In America de Nord si America de Sud sunt prezente fermele izolate, avand in centru locuinte moderne, inconjurate de hangare metalice care adapostesc masini agricole, uneori chiar si mici avioane utilitare. Satele mari se intalnesc mai ales in zonele litorale. Asezari mici, dispersate se gasesc atat in nordul Canadei cat si in padurile Amazoniei.

Australia este cunoscut ca fiind continentul cu cele mai putine asezari rurale. Acestea sunt aproape in totalitate ferme mari, ce se ocupa de cultura cerealelor sau de crestere a animalelor.

2.1 Asezarile rurale ale Europei

Fenomenul de concentrare a populatiei a aparut inca din perioada paleolitic cand asezarile s-au organizat in adaposturi natural. O alta caracteristica a continentului european este continuitatea in populare si prin existenta unor culturi vechi materializate inca din antichitate prin asezari permanente. Asezarile din aceasta parte a lumii se caracterizeaza prin diversitate. Diferentierile de ordin geografic si politic au imprimat unele trasaturi comune ale asezarilor rurale pe spatii geografice extinse.

2.1.1 Asezarile rurale din tarile nordice (Danemarca, Suedia, Norvegia, Finlanda)

Toate sunt tari cu economie avansata ce se caracterizeaza prin densitati demografice reduse, potential demografic general redus si dominanta populatiei urbane. Tipul predominant de asezare este dispersata cu varianta risipita in zona fiordurilor si in regiunile nordice locuite de laponi. Fenomenul de grupare este pregnant in lungul fiordurilor si pe terasele raurilor, in lungul litoralului existand si puncte de concentrare. Pe litoral asezarile rurale cunosc fenomene de aglomerare iar din punct de vedere functional se imbina functia piscicola cu cea forestiera. In zona centrala pe langa exploatarea forestiera si cresterea animalelor apar si asezari rurale ocupate cu culturi in special cereale (secara, grau de primavara).

Comuna tuturor statelor Europei de nord-vest este asezarea de tip burg (sat-targ) care se mentine in categoria ruralului doar prin numarul redus de populatie. Aceasta categorie de sate concentreaza dotari comerciale si deservesc sub acest aspect ferme si sate pe areale extinse.

Materialele de constructii dominante sunt lemnul, caramida si piatra. Peretii exteriori se coloreaza de obicei cu alb in Danemarca iar tocurile geamurilor in rosu. In Suedia peretii exteriori se coloreaza in rosu, iar tocul geamurilor in alb, aceasta combinatie de culori imprimand peisajului rural o nota de vioiciune si liniste.

Un tip cu totul aparte il reprezinta asezarile din Laponia teritoriu apartinand extremitatilor nordice ale Suediei, Norvegiei si Finlandei, unde traiesc aproximativ 40.000 persoane care au ca ocupatie principala cresterea renilor. Laponii au infiintat doua tipuri de asezari permanente si semipermanente. Cele semipermanente sunt cuprinse din constructii poligonale din barne in depresiunile ferite de curentii reci, sunt populate in timpul iernii cand turmele sunt duse pentru iernat mai spre sud. Asezarile permanente sunt situate cu predilectie in extremitatea sudica a Laponiei. Ele au un profil mai complex, pe langa cresterea renilor practicandu-se si unele mestesuguri si tot mai frecvent cultivarea pamantului.

Fig 2.1 Asezare Norvegia

Sursa (https://pixabay.com/en/lofoten-norway-islands-986912)

2.1.2 Asezarile rurale din Europa de Vest si Centrala

Se caracterizeaza printr-o mare varietate, prin caracterul mozaicat ca urmare a intenselor arii de interferenta a variatelor conditii naturale cu o pronuntata diferentiere peisagistica (atlantica, central europeana, alpina, baltica, mediteraneana). Spre deosebire de nordul Europei aici actiunea de cucerire a spatiului este in expansiune luandu-se in circuitul agricol noi suprafete prin defrisari dar si prin crearea de asezari noi de interes turistic in arealele montane sau de litoral.

Forma de organizare a ruralului este comuna. Populatia medie variaza de la aproximativ 1.200 locuitori in Franta la aproximativ 11.000 in Olanda. Suprafata medie este de 3.200 ha in Olanda si 1.500 ha in Belgia si Franta. Comunele cele mai extinse sunt intalnite pe polderele olandeze si in regiunile cu profil pomi-viticol de la poalele Alpilor, Pirineilor si Vosgilor. Comunele cele mai mici se gasesc in regiunile montane si de podis. Organizarea administrativa a comunelor mici nu este avantajoasa deoarece ridica costul actiunilor de echipare. De aceea in Franta populatia minima/comuna este de 800 locuitori.

Dupa structura se disting trei tipuri majore de asezari rurale: satul aglomerat, satul rasfirat si satul risipit.

Satul cu structura aglomerata apare in numeroase variante si il intalnim peste tot incepand din Peninsula Bretagne, poalele Muntilor Vosgi, bazinul mijlociu al Rhinului, centrul Europei si pana in zona colinara din sudul Poloniei.

Fig 2.2 Sat aglomerat

Sursa(http://www.ziarulevenimentul.ro/stiri/turism/o-plimbare-virtuala-prin-polonia–38800.html)

Satul rasfirat ca forma intermediara se intalneste frecvent in centrul Frantei, Bavaria, podisul Boemiei si la poalele Beskizilor. In regiunea de podis si cea a Muntilor Jura din Elvetia se caracterizeaza prin predominarea asezarilor rasfirate cu nuclee de concentrare.

Fig 2.3 Sat rasfirat

Sursa (http://da.zf.ro/dupa-afaceri/cele-mai-frumoase-sate-de-vacanta-din-lume-galerie- foto-12334854/galerie-foto/?p=8)

Asezarile cu structura risipita sau dispersate sunt cele de tip ferma. Ele sunt frecvente atat in regiunile joase de campie cat si in cele montane. In zonele joase se desfasoara din Acvitania, Normandia, Flandra maritima pana in polderele olandeze. Apare insula in Saxonia in bazinul superior al Rhinului precum si in centrul Poloniei.

Fig 2.4 Sate risipite

Sursa (http://www.mtbbn.ro/2011/05/pe-drumuri-si-poteci-alpine.html)

Scotia se remarca prin cel mai pronuntat ruralism datorita existentei unor domenii funciare foarte mari, unele ajungand pana la 20.000 ha.

2.1.3 Regiunea mediteraneana

Situata la contactul a trei continente se remarca prin mari contraste. Din cauza diversifitati de popoare ce au locuit in aceasta regiune, acestea si-au pus amprenta asupra tipurilor vechi de asezari romane si grecesti.

Imigrarea populatiei arabe din nordul Africii, a avut ca efect sisteme noi de culturi irigate in Spania, Sicilia si sudul peninsulei Italice cu forme specifice de habitat. Pe campiile litorale mlastinoase s-au dezvoltate culturile arboricole (maslin si citrice) si au eaparut numeroase amenajari turistice.

Asezarile au o raspandire neregulata, ca pozitie geografica cat si ca tip de asezari. Cele mai evidente grupari se intalnesc in zona de litoral unde asezarile se insira pe toate tipurile de tarmuri. Spre interiorul Italiei, peninsulei Iberice si Balcanice asezarile rurale sunt din ce in ce mai rare cu exceptia ariilor depresionare. Repartitia in altitudine are loc in raport cu zonele de arboricultura. Se deosebesc astfel asezari in zona citricelor care se desfasoara pana la aproximativ 300 m, din zona maslinului pana la 500 m si a castanului comestibil la peste 500 m. In zona de cultura a vitei de vie ce se desfasoara intre 700 – 900 m altitudine, se intalnesc doar asezari temporare de vara. Principalele activitati rurale sunt: cultura pamantului cu profil cerealier-bumbac, arboricultura (maslin, citrice, castan) si pastoritul. Aceste forme principale de activitate si-au pus amprenta asupra spatiului rural.

Asezarile pastorale sunt specifice zonei montane Pirinei, Rodopi, Alpii Dinarici. Este tipul de asezare cel mai frecvent in Messeta spaniola, centrul Apeninilor si zona montana a Peninsulei Balcanice.

Fig 2.5 Asezare cu o raspandire neregulata

Sursa (http://www.obiectiv.info/sate-intregi-din-spania-sunt-scoase-la-vanzare-la-pretul-unui-apartament_34765.html)

Asezarile mixte coexista spatial in amestec cu cele specializate in cultivarea pamantului. Pot avea profil agrar industrial sau agrar turistic. Cele mai frecvente sunt in zona litorala unde s-au organizat sate specializate in extractia sarii si in turism.

Dupa functii deosebim: asezari specializate in cultivarea pamantului, asezari pastorale sezari mixte.

Asezarile specializate in cultivarea pamantului se suprapun zonelor cerealiere, de cultura a bumbacului si asezarile specializate in arboricultura. Are indice de dispersie redus si sunt raspandite in zonele de litoral si in cadrul peninsulelor fie sub forma unor fasii pe vaile Savei, Moravei, Maritei, Padului si Elburului fie in depresiunile intramontane. Din punct de vedere al marimii predomina satele mici (sub 500 locuitori) satele mari ocupa ariile de agricultura intensiva.

Ca structura intalnim tipul dispersat, aglomerat si mixt. Satul mixt este specific ariilor pastorale. In Pirinei si Apenini domina dispersia completata cu grupuri de tip catun.

Fig 2.6 Sat mixt

Sursa (http://www.afaceriardelene.ro/altepagini/nisa-despre-nisa)

Asezarile aglomerate sunt conditionate de tipul de economie. O economie agrara complexa si intensiva genereaza fenomenul de aglomerare. Zonele cu agricultura intensiva pe baza de irigatii din bazinul inferior al fluviului Dauro, Guadalquivie, Sagura din Valencia si Macedonia greceasca sunt dominate de asezari aglomerate. In poliile din Muntenegru si Hertegovina fenomenul de aglomerare este generat de raritatea surselor de apa.

In zonele montane predomina ca material de constructie lemnul si piatra, iar in cele de podis si campie piatra si chirpiciul.

2.2 Asezarile rurale din Rusia

Aplicand principiul maximei generalizari in Rusia s-au diferentiat trei mari zone in reteaua asezarilor rurale in functie de marile zone de productie si structura profesionala a populatiei. Se disting astfel: asezarile rurale din zona agricola, asezari rurale din nordul zonei agricole, asezari rurale din sudul zonei agricole.

2.2.1 Asezarile rurale din zona agricola

Se suprapun arealului solurilor cernoziomice si silvostepa care se desfasoara pe un spatiu larg de la Marea Baltica la Marea Neagra si se continua spre est ca un coridor larg pana in Siberia Occidentala de unde incepe sa se ingusteze si apare insular pana in bazinul Amurului. Specifice sunt doua tipuri de sate:

– satul mare care este dominant si cu structura in general adunata;

– satul mic care manifesta uneori tendinte de risipire.

In Bielorusia si republicile baltice apare asezarea izolata de tip ferma denumita Hutor. In Ucraina specifice sunt satele mai aglomerate cu peste 2.000 de locuitori, situate la distante de 10-15 km unele de altele. Datorita acestui fapt au aparut odaile cu casele de adapost pentru munci agricole.

2.2.2 Asezari rurale din nordul zonei agricole

In cadrul acestui spatiu domina vegetatia forestiera care determina formarea de asezari dispersate. Conditiile cele mai favorabile pentru intemeierea asezarilor intrunesc zonele favorabile dezvoltarii unor economii rurale mai diversificate (exploatarea padurii, vanatoare, cresterea animalelor si cultivarea pamantului).

La limita nordica a taigalei asezarile devin tot mai rare din cauza duratei mari a perioadei de inghet. Ocupatiile principale – cresterea renilor si vanatul impun migratii sezoniere in tundra si implicit aparitia asezarilor duble (pentru varat si iernat). Locuintele sunt cortul conic si iurta de pasla.

2.2.3 Asezarile rurale din sudul zonei agricole

Ca urmare a profilului agricol diferentiat (culturi irigate si neirigate, arboricultura, cresterea animalelor) si a existentei unui adevarat mozaic cu traditii specifice asezarile rurale prezinta o marcanta diferentiere.

Se pot distinge doua tipuri principale de asezari rurale: cele cu structura aglomerata si cele dispersate. Cele aglomerate ocupa zonele premontane cu soluri fertile. Incep de pe litoralul Marii Negre si zona precaucaziana sub forma unei fasii late care se restrange in Campia Turkestan datorita deserturilor Karakum si Kizalkum).

Asezarile aglomerate reapar in zona Ashahad-Kerci grupate in jurul sistemelor de irigatii, avansand pana in sectorul sudic al lacului Aral urmand cursul fluviului Amu-Daria. In depresiunile intramontane ale masivului Tiansan aria asezarilor aglomerate se largeste. Satele tadjice denumite – kislakuri – difera in functie de perioada in care au fost construite. Cele vechi se caracterizeaza printr-un labirint de strazi intortocheate si inguste, iar zidurile caselor care dau in strada sunt fara fereastra. Kislacul reprezinta tipul de sat cel mai raspandit in Uzbekistan, asezare traditionala cu case din lut asezate in lungul unor strazi inguste. In Turkmenia gospodariile se grupeaza in jurul unui punct fortificat numit kala. In Georgia de est se mai pastreaza satele cu structura aglomerata pe cand in cea de vest domina catunele izolate.

Asezarile dispersate au ca functie principala cresterea animalelor, populatia acestora migrand sezonier intre zona semiarida si cea montana.

Ca tip de locuinta pentru crescatorii de animale domina iurta mongola de forma circulara cu peretii din pasla si schelete de sustinere din zabrele de lemn care se pliaza. In mijlocul iurtei se afla vatra pentru foc. Partea dreapta a iurtei este considerata ca fiind a femeilor si cuprinde ustensile de bucatarie, lazi cu alimente si avutia familiei. Partea stanga este rezervata barbatilor si adaposteste harnasamentul, ustensilele pentru vanatoare, vase din piele pentru pastrarea laptelui acru. Partea din fata a intrarii este considerata loc de onoare.

2.3 Asezarile rurale din Asia

Asia se remarca prin potential demografic ridicat, existenta unor vechi traditii culturale si existenta unui numar mare de asezari. La nivel continental domina populatia rurala concentrata in asezari extrem de diversificate fapt ce face dificila o clasificare globala a acestora.

Dupa modul de distributie a populatiei in diferite parti ale Asiei pot fi distinse mai multe tipuri de asezari: cel de concentrare areala (bazine carbonifere, arii depresionare), liniara (de-a lungul axelor majore de circulatie in vaile fluviilor si raurilor), periurbana (in jurul metropolelor). La aceasta se adauga concentrarea de tip delta (in deltele fluviilor Gange si Brahmaputra, Irrawoddy, Menom, Mekong, Chang Jiang), de tip oaza, care ofera posibilitati de locuire in zonele desertice extinse pe mari suprafete in Asia precum si cea de tip insular (Singapore, Jawa etc.).

Fig 2.7 Sat din delta Irrawoddy

Sursa (https://www.pandaw.com/irrawaddy-delta)

In zonele de tarmuri din apropierea marilor calde – Peninsula Indochina, Arhipeleagul Indonezian, Arhipeleagul Filipinez, Delta Gangelui, se remarca o frecventa mare a locuintelor pe piloni motivata de: umiditatea ridicata a solului, economia de teren arabil, apararea contra unor animale si insecte daunatoare.

Fig 2.8 Sat pe pioni in Filipine

Sursa (https://www.eturia.ro/filipine)

Asezarile din zona insulara imbraca o mare varietate de la asezarile aglomerate din regiunile de campie pana la cele dispersate din Insula Jawa in zonele de cultura a orezului. Dupa forma vetrei din satul liniar in lungul raurilor (“kampong”) cu case pe piloni de forma dreptunghiulara cu acoperisul in doua ape (Sumatra), satul liniar de tip drum (Filipine) si satul din zonele de culturi terasate. In Noua Guinee intalnim sate palafite cu case dreptunghiulare total suspendate intre care legatura se face cu barca.

In zonele mediteraneene si subtropicale exista asezari sub forma de “stup” care urca pe pantele stancoase ale muntilor. Campiile tropicale si temperate au asezari rurale geometrizate care utilizeaza la maximum caracteristicile terenului agricol.

Asezarile rurale din China sunt foarte numeroase. Teritoriul rural al R.P. Chineze a fost organizat din punct de vedere administrativ in peste 75.000 comune. Unei comune ii apartin 30-50 de sate. Satele chineze se impart in doua tipuri: satul cijuan (li), satul sian. Satul cijuan este cel mai frecvent si cuprinde locuitori inruditi intre ei. Satul sian este format din asezari concentrate care au atat functii comerciale cat si agricole.

Fig 2.9 Sat cijuan

Sursa (https://www.tour-beijing.com/blog/china-travel/china-top-10/top-10-most-beautiful-villages-in-china)

In India asezarile rurale insumeaza 564.258 de sate din care 350.000 au sub 500 de locuitori. Ele se afla concentrate in zonele de campie, de-a lungul arterelor fluviale si canalelor de irigatie. Aici se disting patru tipuri principale de sate:

• sate concentrate inconjurate cu zid (Assamul de nord-est, Rajahstanul de vest si Mysore de sud);

• sate deschise cu catune detasate, caracteristic Campiei Gangelui.

• sate liniare (predomina in regiunea Pradesh);

• sate risipite cu case izolate (pe coasta de vest, in regiunea himalayana – satele tipice ale serpasilor).

Peisajul rural al Japoniei se caracterizeaza prin faramitare accentuata a proprietatii (datorita reliefului ori a existentei unor proprietati latifundiare mici). Potentialul demografic ridicat determina un grad ridicat de ocupare a terenurilor. Teritoriul Japoniei este divizat in 3.511 unitati administrative dintre care 1.031 sate (mura), 1.924 orase (mahy) si 556 orasele burguri (shi). Cel mai vechi tip de sat este asa numita asezare Jori, sec. VII e.n. (Ryuziso Isida, 1961) care prezinta forma geometrica si textura ordonata (regiunea de campie).

Satele denumite Shidon, formate mai tarziu au o forma liniara iar loturile gospodariilor sunt dispuse sub forma de fasii. Un alt tip este denumit Tondenhei, organizat dupa 1868 in insula Hokkaido, sub forma liniara sau compacta. Satele japoneze sunt bine intretinute si organizate cu gradini si delimitari cu garduri vii. Casele sunt joase si bine cladite pentru a rezista cutremurelor.

2.4 Asezarile rurale din Africa

Continentul african este un continent predominant rural (66% populatie rurala). Asezarile rurale sunt adaptate conditiilor naturale existand o mare diversitate a lor in functie de modul de distribuire a locuintelor, materialele din care sunt construite, organizarea sociala, pozitia in cadrul continentului. Astfel in zona Maghrebului satele berbere organizate in obsti satesti au vetrele cu structuri aglomerate cu case construite din piatra si lipite de stanci. Populatia arabo-berbera locuieste in sate mari, liniare de drum. Pe langa cresterea animalelor (ocupatie principala) sunt bine dezvoltate mestesugurile casnice in special tesutul covoarelor, confectionarea stofelor de lana si prelucrarea pieilor. Regiunea sahariana se remarca prin dezvoltarea asezarilor in oaze multe dintre acestea situate in imediata apropiere a oraselor cu functii comerciale.

In zona centrala a Marocului (Marrakech) predomina sate mici cu functii mixte (culturi de camp si pastorit). Extinderea irigatiilor a dus la reducerea pastoritului traditional. In Egipt populatia rurala traieste in sate mici dispersate in preajma Nilului cu case din chirpici fara etaj si cu acoperisul drept.

Fig 2.10 Sat din Maroc

Sursa (http://www.marocvoyages.com/ville-merzouga-maroc.html)

In Sudan triburile care se ocupa cu cresterea animalelor au locuinte duble; de vara si de iarna. In anotimpul secetos (de vara) populatia se deplaseaza spre zonele cu umiditate mai ridicata. Satele sunt alcatuite din grupuri de colibe din trestie cu acoperis conic din paie. In anotimpul ploios se practica si cultura plantelor ogoarele fiind situate in preajma satelor. Acest tip de sat este satul nylot specific sudului Sudanului, regiunilor impadurite din Congo, Zair si Tanzania.

Specificul vietii tribale reflectat in organizarea satelor este bine oglindit in satul de tip bamileke din vestul Camerunului unde domina cultura cafelei. Satul are o desfasurare in panta structurata pe categorii sociale. In partea superioara a versantului este centrul satului format din colibe dreptunghiulare pe piloni, unde locuieste conducatorul tribului. Urmeaza pe panta in jos colibele pentru servitori si provizii. In partea de jos a versantului se insira colibele rudelor. Gruparea asezarii pe linia de panta este expresia puterii tribale.

In zona centrala a Africii in padurile ecuatoriale specifice sunt asezarile de pigmei care se ocupa cu culesul si vanatul. Nu sunt asezari propriu-zise ci mai degraba tabere care sunt mutate in momentul in care in jurul taberei fructele au fost culese si salbaticiunile ucise.

In Guineea satul are caracter celular, polinuclear, format din grupari de locuinte. Suprafetele dintre gruparile de locuinte sunt cultivate cu legume si pomi fructiferi.

Asezarile rurale din Congo si Zair ajung la 2000-3000 locuitori. Satele sunt amplasate de regula in lungul raurilor, au forma liniara pe un rand sau mai multe rauri paralele. Acest tip de sat s-a raspandit in Tanzania odata cu extinderea culturilor de bumbac, ceai, cafea.

Intre cele doua razboaie mondiale si dupa cel de-al II-lea razboi mondial au aparut in numeroase tari ale Africii asezari rurale miniere sau petroliere. Asemenea tipuri de asezari se intalnesc in Sahara algeriana, in Nigeria, Camerun, provincia Shaaba din Zair.

In Africa de Sud intalnim doua mari categorii de asezari rurale cele traditionale si cele intemeiate de colonisti.

Toate triburile crescatoare de animale din aceasta parte a Africii (bantu, hotentotii) au ca asezare traditionala satul Kraal alcatuit din trei cercuri concentrice. In exterior se amenajeaza un gard inalt de trestie, urmeaza colibele dispuse circular cu cupola acoperita de paie. Urmeaza un alt gard dincolo de care este adapostul vitelor.

In bazinul fluviului Limpopo intalnim un alt tip de asezari cu colibe cilindrice amplasata langa rarele resurse de apa din acest tinut arid. Asezarile intemeiate de colonisti sunt cele miniere, cele de plantatii si cele de tip ferma.

Asezarile miniere sunt formate din aglomerari de baraci inchise dispuse liniar sau poligonal. Poarta denumirea de “compoundo” si sunt proprietatea societatilor miniere.

Asezarile de tip plantatii sunt dispersate in lungul unei fasii litorale cu agricultura moderna, folosindu-se forta de munca a bastinasilor.

Asezarea de tip ferma o intalnim in bazinul inferior al fluviului Orange si la sudul acestuia, regiune unde cultivarea pamantului se imbina cu pastoritul extensiv.

2.5 Asezarile rurale din America de Nord

In America de Nord se intalnesc doua categorii de asezari rurale: cele ale bastinasilor in continuu regres si cele ale populatiei imigrante in continua expansiune. Populatiile bastinase ale Americii de Nord sunt indienii si eschimosii.

Indienii nord-americani au ocupat intreaga zona centrala a continentului de la Atlantic la Pacific. Ca urmare a cuceririi continentului de catre europeni arealul de habitat s-a redus treptat, azi locuind in rezervatii in regiunea Muntilor Stancosi mai ales in statele Arizona, Colorado, Dakota de Nord si Dakota de Sud. Asezarile indiene sunt formate din corturi. Au ca ocupatii de baza vanatoarea si pescuitul.

Eschimosii ocupa nordul Alaskai, Canadei, peninsulei Labrador si tinuturile de coasta ale Groenlandei. Locuinta tipica a acestui popor este iglul constructie realizata din blocuri de gheata de forma sferica. Tavanul interior este captusit cu piei de foca ce au rol de izolator termic. Principala indeletnicire a eschimosilor este vanatoarea de foci, morse, balene, ursi si vulpi polare, pescuitul.

Asezarile populatiei imigrante sunt, de regula, asezari moderne asupra carora specificul national isi pune amprenta. Deosebim asezari rurale de tip spaniol in Oregon si California, de tip anglo-saxon si scandinav in nord estul SUA si sud estul Canadei de tip german si olandez in nord-estul SUA, de tip francez in Quebec si Lousiana. La acestea se mai adauga asezarile negrilor din sud-estul agricol al SUA si cele de tip japonez si chinezesc din California.

Asezarile intemeiate de imigranti pot fi concentrate sau dispersate. Asezarile concentrate de tip compact sunt specifice atat SUA cat si Canadei. Ele sunt rezultatul colonizarii unor teritorii de catre populatii identice din punct de vedere etnic si religios (New Jersey, Noua Anglie, Vermont, Oregon, Louisiana etc.).

Fig 2.11 Sat din America de Nord

Sursa (https://carolnorrisphotography.com/product-tag/north-america-collection)

2.6 Asezarile rurale din America Latina

Procesul de colonizare a acestui continent a dus la disparitia aproape totala a tipurilor de asezari autohtone ale indienilor. Acestea se mai pastreaza in Peru, Bolivia si centrul Braziliei. Colonizarea a substituit formele traditionale de proprietate asupra pamantului cu cele feudale de tip latifundium. Proprietatile funciare de mii de ha (latifundiile) sunt organizate de proprietarul ce foloseste forta de munca (peoni) adapostita in sate mici la periferia latifundiilor.

Fig. 2.12 Sat din Peru

Sursa (https://robinperu.wordpress.com/about-pamparomas/)

Astfel in Argentina fermele mari specializate in cresterea bovinelor denumite estancios cu suprafete de 5-10.000 ha si sunt plasate spre interior urmat de tipul de ferme charra cu suprafete de 50-200 ha specializate in cultura cerealelor. Pe fasia litorala se desfasoara fermele specializate in productia de lapte, ce poarta numele de tambos. In aria fermelor apare un tip de asezare aparte ce are la baza comertul si poarta numele de balicke. In Mexic, ca forma veche de locuire intalnim asezarea tip pueblo cu structura etajata, pe panta se desfasoara pasunile si fanetele la baza locuintele iar pe suprafata plana terenul arabil.

2.7 Asezarile din Australia si Noua Zeelanda

Populatia rurala a Australiei este foarte redusa ca numar iar asezarile vechi, autohtone au disparut in urma colonizarii. Tipul dominant de asezare este cel de tip ferma dupa sistemul american. Dupa profilul lor se deosebesc trei mari tipuri de ferme:

• ferme specializate in cresterea bovinelor fara paza specifice zonei uscate din nord si nord-vest. Ele sunt controlate in perioadele de selectie ori in scopul vanzarii animalelor.

• ferme specializate in cresterea ovinelor mai raspandite in zona centrala si vestica.

• ferme specializate in cultura graului (peninsula Eyre si sud-vestul continentului). Fermele australiene sunt caracterizate printr-un grad mare de dispersie distanta medie dintre fermele specializate in cresterea animalelor fiind de 150 km [2].

Capitolul III. Tehnologii folosite in Smart Villages

Îmbunătățirea vieții comunităților rurale, in special din zonele sărace, se va realiza prin dezvoltarea conceptului de Smart Villages. În acest nou concept și prin utilizarea masivă a noilor tehnologii accesul la diferite surse de energie pot acționa ca un element cheie pentru dezvoltarea educației, vieții comunității, sănătate, produse alimentare, securitate, etc. Din punct de vedere al energiei, avantajul cheie în satele inteligente va fi disponibilitatea unor surse durabile de energie electrică prin resurse mai curate și mai eficiente.

Sursele tradiționale de energie, cum ar fi lemnul, cărbunele, motorina, benzina, petrolul, gazele naturale etc, sunt pe punctul de a se sfârși. Folosirea excesivă a acestor surse reprezintă un mediu poluant al pământului și este responsabil pentru efecte adverse remarcabile, cum ar fi schimbările climatice bruste, situația secetei și a inundațiilor, efectele ecologice, topirea ghețurilor pe stalpi, dezghețarea stratului de ozon în atmosferă, încălzire globală. Astfel, pentru a ne salva pământul de amenințarea încălzirii globale, trebuie inventate surse alternative de energie care ard mai puțin carbon și sursa de energie solară poate juca un rol vital pentru depășirea acestor efecte globale asupra mediului [3].

In Smart Village susele traditioanele sunt inlocuite de sursele regenerabile de producere a energiei electrice.

3.1 Tehnologii de producerea energiei electrice din surse regenerabile

3.1.1 Energia solara

Energia solară este sursa alternativă de energie utilizată pe scară largă pe tot globul. Aproximativ 70% din lumina soarelui se reflectă înapoi în spațiu și avem doar 30% din lumina soarelui pentru a ne satisface cerințele energetice.

Energia solară poate fi utilizată direct sau indirect, activă sau pasivă. Există doua moduri în care putem folosi energia soarelui:

1. Centrala termoelectrica solara: este cunoscuta si sub denumirea de incalzire solara a apei. În acest proces, energia solară este utilizată direct pentru a genera căldură. Panourile solare sunt utilizate pentru a capta căldura de la soare și sunt utilizate pentru încălzirea apei în panourile de sticlă. Panourile din sticlă sunt vopsite în negru pentru a absorbi energia maximă de la soare, apoi apa este pompată prin aceste conducte.

2. Celule fotoelectrice: Această metodă transformă energia soarelui în electricitate. Celulele fotovoltaice sunt cea mai populară formă de transformare a energiei solare în energie electrică. Aceste celule sunt bucăți de materiale pe bază de siliciu care absorb lumina soarelui. Atunci când lumina soarelui intră în celule, cauza electronilor să se miște. Acești electroni se mișcă într-o anumită direcție, cunoscută drept curentă. Această energie electrică este sub forma curentului direct. Ieșirea electrică dintr-o singură celulă este mică, prin urmare celule individuale solide sunt aranjate împreună într-un modul PV, iar modulele sunt grupate împreună pentru a forma o matrice. Această putere este apoi utilizată pentru a încărca celulele sau invertoarele și această electricitate poate fi utilizată pentru a furniza o putere suficientă pentru aparatele electrice comune.

In satele inteligente se folosesc panouri cu celule fotoelectrice pentru pentru a produce energie electrica necesara alimentarii aparatelor dintr-o locuinta sau pentru a incalzi apa ce poate fi utilizata la incalzirea locuintei.

Fig. 3.1 Sistem fotovoltaic de producere a energiei electrice

Sursa (http://cumsefaceunaalta.blogspot.com/2010/05/instalatia-electrica-fotovoltaica.html)

3.1.2 Energie eoliana

Energia eoliana este o sursa regenerabila de energie, nu provoaca poluarea aerului, si poate fi utilizata in zonele in care este prezent vant puternic. Puterea vantului este captata cu o centrala eoliana denumita si moară de vânt. O moară de vânt poate fi ideala in irigarea culturilor, pomparea apei si pentru a produce energie electrica.

Fig.3.2 Ferma ce foloseste mori de vant

Sursa(https://ro.wikipedia.org/wiki/Energie_eolian%C4%83)

3.2 Utilizarea telefoanelor inteligente și a tehnologiei fibrelor optice pentru furnizarea de Internet la sate

Pe lângă telefonul inteligent, există si alte metode alternative pentru accesarea internetului rapid în sate, cum ar fi tehnologia fibrei optice. Aceasta este una dintre tehnologiile avansate din zilele noastre și înlocuiește riguros rețeaua de cablu. Comunicarea cu fibre optice este mai avantajoasă decât rețeaua de cablu datorită costului său relativ scăzut, ușor de instalat, vitezei mari de transfer de date.

Astfel furnizarea internetului la sate este necesar, internetul fiind folosit la accesarea datelor si infomatiilor necesare fiecarui locuitor. Internetul este unul dintre modalitățile ușoare de a accesa datele și informațiile. Această tehnologie poate fi acum explorată într-o mai mare măsură prin furnizarea de educație online în școli și colegii. Conținutul digital global este disponibil pe internet, accesibil copiilor din sate pentru a le face compatibili cu restul lumii [3].

Cu ajutorul retelelor de internet construite in fiecare sat, satele vor fi conectate intre ele facand schimb de informatii. De exemplu: date despre debitul unui rau, starea vremii etc.

3.3 Utilizarea tehnologiei inteligente in agricultura

Agricultura poate reprezenta economia de viață pentru locuitorii satelor inteligente dacă este pusă în aplicare corect. Pot fi adoptate tehnici de implementare a unei agriculturi inteligente si anume:

1. Tehnologia meteo, pot fi deschise mici centre de prognoză meteorologice pentru un grup de sate bine dotate cu tehnologie avansată care vor putea monitoriza viitoarele schimbări meteorologice cu ajutorul sateliților, iar aceleași informații vor fi comunicate cu satele din apropiere, astfel fermierii să-și poată planifica activitățile agricole.

2. Aplicațiile inteligente pentru agricultura inteligentă pot fi introduse în sate pentru a oferi informatii actualizate privind disponibilitatea și costul semințelor, îngrășămintelor, pesticidelor și altor produse agricole. Astfel agricultorii pot comunica direct cu producatori privind disponibilitatile stocurilor in functie de nevoile fiecaruia. Rețeaua de piață se poate realiza pe aceste aplicații inteligente, care vor ajuta fermierii să-și vândă produsele cu preturi mai bune.

3. Realizarea unor centre in care îngrășămintele organice și pesticidele pot fi fabricate la nivel comunitar pentru a stimula o utilizare mai bună decât îngrășămintele și îngrășămintele chimice. Acest lucru va contribui la menținerea calității solului și la creșterea productivității.

4. Colectarea/Utilizarea apei este cea mai esențială nevoie de astăzi și face parte din agricultura inteligentă. Colectarea/utilizarea apei se poate realiza astfel:

Colectarea/utilizarea apei de ploaie in recipiente legate la sistemul de irigare;

Reciclarea apei industriale, colectata in recipiente legate la sistemul de irigare;

5. Din cauza lipsei de electricitate agricultorii nu pot instala irigații în câmpurile lor și rămân dependenți de surse naturale. Pentru evitarea crizei de apă și electricitate se pot instala direct in campuri panourile fotovoltaice alimentate cu energie solară. In acest caz, sistemele alimentate cu energie solară le pot ajuta să crească productivitatea agricolă prin aprovizionarea cu apă în timp util, împreună cu depășirea crizei energetice.

6. Construirea unei retele de irigare inteligenta folosind apa recoltata (de ploaie sau apa industriala reciclata) din recipiente, aceasta fiind extrasa din recipiente cu ajutorul unei pompe ce este alimentata de un generator electric alimentat de panouri fotovoltaice [3].

3.4 Realizarea unei infrastructuri inteligente

Lipsa mijloacelor de transport este principalul motiv pentru izolarea satelor de restul lumii. Dezvoltarea transportului inteligent în mediul rural are la baza folosirea combustibililor nepoluanți, cum ar fi biocombustibilii, etanolul și gazul natural comprimat, vehiculele ce utilizeaza energia electrica (care poate fi produsa prin folosirea surselor regenerabile) si vehiculele care rulează pe bază de hidrogen.

Pentru ca acest lucru sa se realizeze este nevoie sa se realizeze o infrastructura care sa lege satele inteligente precum si numeroase stații de alimentare și accesibilitate la combustibili nepoluantii.

3.5 Realizarea unui sistem inteligent de gestionare a apelor uzate și
salubritate

Este necesara realizarea unui sistem eficient de gestionare a apelor reziduale și a deseurilor menajere. Gestionarea cantității mari de deșeuri menajere și gunoi se realizeaza prin construirea unui sistem inteligent, eficient, de transportare a deseurilor. Se vor construi spati speciale pentru diferitele categorii de deșeuri, cum ar fi: deșeurile uscate și umede, descompunerea și degradările, etc. Pot fi alese recipiente diferite pentru colectarea de praf etc. Depozitarea acestora se va realiza intr-un centru special amenajat dodat cu sisteme de clasificare și reciclare a deșeurilor colectate.

Transportul apei reziduala se va realiza printr-un plan de actiune eficient, statiile de tratare a apei reziduale vor fi dodate cu sisteme de ultima generatie.

3.6 Utilizarea senzorilor

In satele inteligente sunt utilizati numerosi senzori sau sisteme de senzori care au rolul de a ajuta fermierii pentru a eficientiza timpul si productia si de a usura munca in agricultura.

Dezvoltarea tehnologiei, senzorilor si a programelor software aduce schimbari in domeniul agriculturii. Folosind tehnologia, un fermier poate primii informatii de la senzori despre: nivelul de apa din sol sau despre fertilizator, despre daunatori, fara a merge pe terenul agricol. Pentru a afla aceste informatii sunt necesari urmatorii senzori:

1.  Spectometri și dendrometri, acesti senzori pot detecta, analiza si masura diferiti factori, de exemplu: solul și tulpina interioară a unei plante, pot detecta nivelul de stres și cauza lui.

2. Senzor de umiditate a solului, este foarte important pentru ca irigarea sa fie realizata eficient.

3. Senzori si sisteme avansate pe baza de GPS, agricultori se pot asigura ca nu depasesc linia terenului agricol. Se mai pot folosi si ca sistem de protectie impotriva daunatorilor(folosindu-se senzori de miscare).

4. Senzori si camere de filmat, este folosit ca sistem de aparare si localizare a daunatorilor.

Capitolul IV. Conceptul de Smart Villages

Un procent mare din populația noastră trăiește în orașe. Prin urmare, atât cercetătorii, cât și guvernele își concentrează eforturile în direcția dezvoltării unor orașe inteligente care sunt durabile și avansate din punct de vedere tehnologic. Aceste orașe își pot folosi resursele într-un mod inteligent și restrâns.

Aceeași idee poate fi extinsă și la sate. Populația rurală cuprinde o bună parte din populația totală a unei economii bazate pe agricultură, cum ar fi India. Viața oamenilor din sate este de asemenea, mai puternică în comparație cu contra-piesele orașului.

Există o nevoie urgentă de a munci pentru progresul satelor, împreună cu îmbunătățirea vieții în orașe. Există anumite idei în orașe inteligente, care pot fi implementate direct în sate. De exemplu, utilizarea camerelor de filmat și a senzorilor în stradă pentru supraveghere, senzori pentru sănătate etc. Pe de altă parte, există anumite sectoare precum agricultura, creșterea bovinelor/ animalelor care necesită câteva idei improvizate pentru o muncă inteligentă

Mai jos se va putea observa diferitele aspecte ale satelor și modul în care calitatea vieții în sate poate fi îmbunătățită folosind modelul de sat IoT și Smart. Primul pas în proiectarea unui sat inteligent va fi identificarea tuturor obiectelor care vor comunica între ele. Apoi se va instala un număr mare de senzori, camere de supraveghere, butoane și comutatoare pentru dispozitive de urgență și alte dispozitive fixe. Acesti senzori și dispozitive vor fi conectate la Internet și vor produce cantități uriașe de date care pot fi apoi stocate și procesate pe serverele Cloud. Aceste date pot fi analizate în continuare pentru o utilizare mai bună folosind instrumente de analiză Big Data precum Hadoop. Scopul final este de a realiza, printre altele, case inteligente, sisteme meteo, educație, sisteme de supraveghere și agricultură inteligentă.

Casele și clădirile pot fi făcute inteligente prin utilizarea senzorilor și camerelor. Acestea vor produce date în timp real care pot fi analizate pentru a lua măsurile necesare. De exemplu, senzorii instalați într-o casă pot detecta fumul și, prin urmare, pornesc automat sprinklerele de apă pentru a combate focul. În mod similar, senzorii pot monitoriza utilizarea energiei electrice în casă sau clădire și pot opri luminile atunci când nu sunt utilizate.

Gestionarea eficientă a energiei este o necesitate esențială în satele în care electricitatea nu este disponibilă tot timpul. Securitatea clădirii poate fi monitorizată prin intermediul camerelor video și pot fi generate alerte corespunzătoare în cazul unor anomalii. Nivelul și presiunea apei pot fi măsurate în rezervoarele și conductele de apă și folosite pentru a umple rezervoarele atunci când este necesar, precum și pentru a detecta defecțiunile din conducte.

Informațiile exacte despre vreme pot fi de mare folos pentru oamenii din sat. După cum știm, majoritatea populației din sate se angajează în agricultură pentru a trăi. Utilizarea senzorilor de mediu pentru a prezice previziunile meteorologice poate ajuta agricultorii într-o mare măsură. Multe activități agricole cum ar fi însămânțarea, irigarea și recoltarea depind de vreme.

Sistemele inteligente de irigare pot utiliza senzori în câmpuri și date de la distanță prin satelit pentru a asigura utilizarea optimă a resurselor de apă disponibile. Dacă va ploua a doua zi, atunci udarea câmpurilor în acea zi nu are sens. Toate aceste informații pot fi puse la dispoziția agricultorilor prin intermediul alertelor de pe telefoanele mobile. Nivelul apei din baraje și canale poate fi, de asemenea, monitorizat cu ajutorul senzorilor și poate fi utilizat pentru a prezice necesitatea viitoare a apei.

Întrucât Agricultura este coloana vertebrală a tuturor satelor, agricultorii trebuie să beneficieze cel mai mult de sistemul IoT și de satele inteligente.

Trebuie să existe urmărirea produselor agricole de la fermă la masă. Întregul lanț de activități trebuie monitorizat și îmbunătățit utilizând date provenite de la senzori și alte surse. Persoanele implicate în proces sunt producătorii, procesatorii și ambalatorii, furnizorii de servicii de depozitare și de transport, distribuitorii, angrosiștii și comercianții cu amănuntul.

Senzorii folosiți în câmpuri pot ajuta fermierii să informeze cu privire la selectarea culturii de sămânță, să prezinte culturi pe baza tipului de sol sau a climei, cerințele de udare utilizând sisteme de irigare inteligente prin picurare, aplicarea îngrășămintelor în funcție de conținutul de nutrienți al a solului etc. Bolile de cultură și pesticidele pot fi, de asemenea, prezise folosind date provenite de la senzori și imagini cu frunze de cultură preluate de sateliți la distanță. Fermierii pot obține informații actualizate pe telefoanele mobile. În situații de urgență, sistemele de alertă pot fi activate și pot oferi acțiuni imediate. De exemplu, se ia în considerare cazul de recoltă de grâu care este gata de recoltare, o mică scânteie poate arde întregul câmp și provoca pierderi uriașe agricultorilor. Senzorii de mediu pot detecta fumul la declanșarea incendiului și pot declanșa imediat aprovizionarea cu apă pentru a controla incendiul și a evita pierderile extreme.

Ocuparea secundară a unui număr mare de agricultori este reprezentata de creșterea bovinelor pentru produsele lactate. Utilizarea senzorilor și a camerelor video în hambar sau în adăpost poate ajuta fermierii să gestioneze mai bine munca lor. Orice modificare poate fi raportată instantaneu prin intermediul mesajelor de alertă și pot fi luate măsurile necesare. Temperatura favorabilă pentru bovine poate fi menținută utilizând dispozitive inteligente. Necesitățile de alimentare, apă și sănătate ale bovinelor pot fi de asemenea, monitorizate într-o manieră similară. Localizarea bovinelor în câmpuri deschise este un lucru riscant dacă nu există nimeni care să o supravegheze. Utilizarea senzorilor în câmpuri poate elimina activitatea de supraveghere a unui om și se poate face de la distanță de către agricultori.

Sunt necesare servicii de sănătate inteligente pentru a îmbunătăți calitatea vieții în sate. Dispensariile satului și spitalele au nevoie de dispozitive avansate, care sunt conectate între ele și medici. Paturile din spital pot fi încorporate cu senzori care pot detecta diverse modificări ale pacientului, inclusiv mișcările sale, bătăile inimii, fluxul sanguin din răni și temperatura corpului etc. Aceste rapoarte împreună cu datele generate de diverse aparate cum ar fi raze X, scanări CT etc. pot fi trimise direct medicului. Astfel de servicii vor moderniza sectorul de sănătate al satelor.

Securitatea este o preocupare majoră în sate, deoarece există un număr mai mic de lămpi, posturile de poliție sunt departe și satele sunt situate departe de orașele principale. Datorită acestor factori, sistemele de supraveghere inteligente sunt necesare în sate. Acestea vor funcționa pe baza datelor generate de senzori și aparate foto, împreună cu butoanele de urgență situate în diferite părți ale satului. În cazul unui furt sau a unui jaf, cel mai apropiat buton de urgență poate fi apăsat și va trimite o alertă la cea mai apropiată secție de poliție. Datele generate de camere pot fi folosite pentru a localiza hoțul după aceea. Datele pot fi, de asemenea, analizate pentru a evita astfel de incidente în viitor.

Educația este mijlocul de bază pentru a implementa toate progresele în viață. Educarea oamenilor cu privire la utilizarea noilor tehnologii facilitează o mai bună implementare. Poate fi forța din spatele reducerii diviziunii digitale, care este mult mai răspândită în sate decât orașele. Întreaga idee a satelor inteligente se învârte în jurul poporului său și cât de eficient utilizează componentele unui sat inteligent. Ei pot fi educați să participe la fiecare activitate a satului, ducând la un stil de viață mai bun pentru oamenii săi. Lucrul cu copiii și adolescenții devine mai ușor atunci când le educăm într-un mod interesant. Jocurile video și lecturile fascineaza majoritatea copiilor și îi pot ajuta să învețe într-o manieră interactivă, mai degrabă decât să citească cărțile din sălile de clasă.

Internetul obiectelor (IoT) reunește diferite tehnologii cum ar fi dispozitivele Internet, mobile și inteligente și, prin urmare, asistă în procesul de învățare. Utilizarea ecranelor LCD și a videoclipurilor interactive poate stimula învățarea la copii și adolescenți, chiar și adulți. Acestea pot fi utilizate pentru a le educa să folosească facilitățile oferite în satele inteligente în cel mai bun mod. Școlile din sat pot fi echipate cu internet și alte dispozitive, iar învățarea poate fi făcută o activitate distractivă de transformare a școlilor în școli inteligente. Este clar că situațiile și provocările în dezvoltarea zonei urbane și rurale sunt diferite datorită constrângerilor și oportunităților.

Pe baza diverselor programe întreprinse de guvernele centrale și de stat împreună cu inițiative tehnologice avansate, Smart Village poate realiza infrastructură SMART, furnizarea de servicii SMART, tehnologie SMART și inovație, instituții SMART, utilizarea resurselor disponibile, ceea ce duce la o creștere mai rapidă și mai incluzivă. Componentele economice, de mediu, sociale vor încorpora o dezvoltare durabilă și favorabilă incluziunii tuturor secțiunilor comunității satelor, astfel încât acestea să se bucure de un nivel înalt de viață.

Furnizarea de energie curată și durabilă este esențială pentru aproape toate celelalte dimensiuni ale dezvoltării rurale. Securitatea energetică este mantra secretă, care permite dezvoltarea agriculturii, sănătății, educației și abilităților comunităților rurale. Cu o mare varietate de tehnologii solare, eoliene, biomasă și biogaz, disponibile acum la costuri competitive, suntem la vârsta de a asista la perturbări ale energiei și la crearea unei abundente economia energetică.

În ceea ce privește furnizarea și gestionarea energiei rurale, elementul "inteligent" se referă la crearea și gestionarea rețelelor mini, micro și nano în cadrul ecosistemului energetic al unui sat sau al unui grup de sate. Este deosebit de relevant pentru zonele rurale care nu au conectivitate la rețea sau nu sunt fiabile. Aceste micro / nano-rețele generează un element de auto-susținere a energiei pentru comunitatea rurală și creează posibilitatea de a redistribui surplusul rețelei. Dezvoltarea unui sat cu această abordare poate introduce un nou model de dezvoltare. Viziunea pentru un sat inteligent se învârte în jurul securității energetice.

Energia este firul de aur care conectează creșterea economică, creșterea echității sociale și un mediu care permite plantei să prospere. Un astfel de caz a fost împărțit în cele de mai jos pentru referință. Conectivitatea inteligentă are două conotații distincte pentru conceptul de sat inteligent. Unul este de a furniza comunicații de bandă largă și de voce fiabile și de înaltă calitate. Și al doilea, probabil mai important, printr-o gamă de soluții, aplicații și servicii în domeniul tehnologiilor informației și comunicațiilor, face parte integrantă din soluțiile tehnologiei inteligente pentru toate celelalte domenii, precum agricultura inteligentă, managementul inteligent al apei, îngrijire.
Comunitățile rurale tind să fie desființate din punct de vedere politic din cauza distanței relative. În consecință, aceștia nu dispun de informații despre problemele societale și au dificultăți să se implice activ în dezbaterile cu privire la modul de abordare a acestora. Satele inteligente pot permite comunităților rurale să devină mai conștiente de drepturile lor sociale, economice și politice, să se implice în procesele de guvernare la toate nivelurile, să beneficieze în mod colectiv și să împuternicească toate

Pentru orice sat, ecosistemul său agricol este una dintre identitățile cele mai intrinseci care se leagă direct de structura sa socială, de mediu și financiară. Eficiența și productivitatea în agricultură sunt direct legate de practicile agricole adoptate de comunități. Din fericire, intersecția dintre tehnologie și agricultură
a deschis o mulțime de oportunități pentru agricultor, consumatori și furnizori. Această intersecție este numită în prezent Agricultura de Precizie (PA).

Dezvoltarea PA este condusă de Internetul obiectelor (IoT), BDAA (date mari și avansate) și costul scăzut al senzorilor din industria semiconductorilor. Infuzarea tehnicilor și a practicilor PA poate conduce transformarea în fiecare etapă a agriculturii. Beneficiile imediate sunt autosuficiența satelor, generarea de afaceri și creșterea libertății financiare pentru săteni (atât fermieri, cât și furnizori).

Agricultura de precizie (PA) este o abordare bazată pe tehnologie în managementul agriculturii, care respectă, măsoară și analizează nevoile fiecărui domeniu și a culturilor. Permițând agricultorilor să aplice îngrijiri personalizate și să gestioneze mai eficient resursele de apa, aceasta stimulează producția, îmbunătățește eficiența economică și minimizează impactul asupra deșeurilor și asupra mediului. Dezvoltarea sa este condiționată de două tendințe tehnologice: capabilități mari de date și avansate de analiză, pe de o parte, și imagini robotice-aeriene, senzori, prognoze meteo locale sofisticate. Utilizează un sistem de senzori IoT, comunicații mobile, date mari și analize în cloud.

Toți vin împreună pentru a ajuta fermierii să utilizeze cantități mai precise de îngrășăminte, apă și alte resurse. Recomandările pot fi ajustate în timp real pentru a reflecta schimbările climatice. Senzorii de sol și imaginile aeriene ajută fermierii să gestioneze creșterea plantelor la nivel central, sistemele automate de detectare oferind avertizări timpurii de abateri de la ratele de creștere preconizate sau de calitate. De la genetica semințelor la condițiile de mediu, orice lucru care afectează producția agricolă poate fi măsurat și analizat. Tehnologia digitală poate împuternici fermierii să culeagă informații pe teren și este de așteptat să le permită să monitorizeze în viitor fiecare parcelă de teren pentru a determina cu precizie ce recoltă trebuie să producă pentru a prospera, cu utilizarea redusă a resurselor pentru cultivare. Recoltarea, livrarea produsului către destinația / piața potrivită, cu cel mai puțin risipă, este un aspect important. Acest lucru poate fi ajutat prin sisteme automatizate care urmăresc, în timp real, starea, performanța și blocajele potențiale ale echipamentelor critice pentru a optimiza gestionarea flotei. Cuplarea sistemelor de management al transportului cu senzori agricoli poate permite transportul unificat al transportului de intrare generând economii uriașe. Sistemele de plăți specifice sectorului agricol și serviciile financiare pot ajuta agricultorii să-și facă modelele economice mai rezistente.

Satele inteligente urmăresc creșterea timpului disponibil studenților pentru a studia și vor aborda factorii care influențează în mod negativ capacitatea elevilor de a dobândi cunoștințele și abilitățile necesare pentru atingerea obiectivelor economice și pentru a îmbunătăți productivitatea muncii. Școli echipate cu tehnologie informatică pot oferi o bună bunăstare în accesarea internetului și, în consecință, a bazei de cunoștințe a lumii, care pune capăt izolării informației cu care se confruntă multe comunități rurale.

Oportunități noi pot fi generate pentru învățarea la distanță și adaptivă, reducând necesitatea de a se muta în orașe pentru a atinge niveluri mai înalte de educație. În plus, TIC și accesul la internet au, de asemenea, un "factor de atracție", oferind stimulente pentru participarea la școală și pentru atragerea și reținerea unor profesori buni, abordând probleme precum abandonul școlar și dezvoltarea cognitivă. La nivelul cel mai de bază, gospodăriile din satele inteligente vor putea consuma apă potabilă și o dietă mai nutritivă, datorită costului scăzut al apei fierbinți și a alimentelor de gătit, precum și productivității agricole sporite care rezultă din inițiativele de dezvoltare asociate și pierderea redusă.

Inițiativele de sănătate bazate pe TIC pot permite soluții mobile de diagnosticare în domeniul sănătății, care necesită niveluri relativ scăzute de calificare medicală locală și care oferă acces la servicii de asistență medicală specializate din comunitățile urbane, acolo unde este necesar. Datele epidemiologice pot fi colectate, oferind posibilitatea unor intervenții mai eficiente și a capacității de avertizare timpurie pentru a aborda provocările legate de sănătate, cum ar fi malnutriția, nașterea copiilor subponderali, mama anemică. Satele inteligente pot fi administratorii mediului însoțit de tehnologii pentru a monitoriza indicatorii cheie de mediu, cum ar fi sănătatea pădurilor, calitatea apei, condițiile solului și schimbările peisajului. De asemenea, acestea pot reduce presiunea asupra defrișărilor folosind sobe eficiente de gătit pentru a reduce necesitatea surselor tradiționale de energie din biomasă, cum ar fi cărbunele și lemnul, un factor-cheie al utilizării pădurilor nesustenabile.

Satele inteligente pot găzdui instalații de reciclare în comunitate, de la cele echipate pentru reciclarea apei uzate și a deșeurilor organice de la procesarea agroalimentară până la instalațiile de generație următoare pentru reciclarea deșeurilor electronice, inclusiv tehnologii de stocare și generare a energiei, cum ar fi bateriile și panourile solare. În funcție de dotările geografice, unele sate inteligente vor putea funcționa ca centre regionale de ecoturism, o activitate care poate îmbunătăți bunăstarea și conectivitatea comunităților rurale și urbane.

Infrastructura include drumuri, clădiri de instituții, echipamente pentru stațiile meteorologice, echipament spitalicesc, turnuri telefonice etc. Majoritatea acestor infrastructuri pot fi înființate cu locuitori ai satului și instituții îndrumătoare. Elementul inteligent trebuie să fie inclus în fiecare etapă a dezvoltării infrastructuri [4].

Capitolul V. Aplicatie inteligenta intr-un Smart Villages

Sistemul de irigatie este un sistem teritorial de tip hidroameliorativ, cu rolul de a sustine activitatile din agricultura (sectorul de cultura a plantelor) din cadrul zonelor geografice cu deficit de umiditate sau afectate de seceta. Acesta are rolul de a completa deficitul de apa al terenurilor arabile, cultivate cu cereale, plante tehnice sau legume.

5.1 Implementarea unei instalatii de irigare

Pentru a implementa un sistem de irigare se realizeaza studii climatice, hidrice, hidrogeologice, pedologice. Aceste studii au rolul de a pune in evidenta teritoriile agricole in care este necesara completarea deficitului de apa si in calibrarea instalatiei de irigare, a indica sursele de apa care pot fi captate, clima, potentialul agricol etc.

Studiile climatice – asigura elementele necesare cunoasterii conditiilor climatice necesare culturilor agricole, compararii acestori cerinte cu cele existente in cadrul unei zone geografice, iar pe baza constatarii diverselor abateri (inclusiv cele cu privire la deficitul de apa) stabilirea regimului de irigatie.

Studiile climatice se elaboreaza pe baza datelor statistice colectate de la reteaua de statii meteorologice din zona si trebuie sa cuprinda urmatoarele elemente de analiza:

regimul temperaturii aerului, cu referire la mediile pe perioada secetii;

regimul precipitatiilor, cu referire la cantitatile medii lunare si anuale pe intreaga perioada;

regimul vanturilor din perioada de vegetatie, cu referire la viteza si frecventa lunara a vantului pe directiile cardinale;

regimul umiditatii aerului, din perioada de vegetatie, cu referire la umiditatea medie lunara pe intreaga perioada;

regimul lunar al radiatiei solare, cu referire la radiatia globala si durata efectiva de stralucire a Soarelui.

Studii hidrologice se efectueaza in vederea stabilirii posibilitatilor de alimentare cu apa a sistemelor de irigatie din surse naturale, calitatii apei din sursele de alimentare si a debitelor disponibile. Studiile hidrologice se elaboreaza pe baza datelor statistice colectate de la reteaua de statii hidrologice din zoa, acestea trebuie sa cuprinda urmatoarele elemente de analiza:

debitele caracteristice, cu referire la debitele maxime, medii si minime

nivelurile caracteristice, cu referire la nivelurile maxime, medii si minime

alte elemente hidrice, cu referire la posibilitatile de viitura si caracteristicile acestora,

calitatea apei de irigatie, cu referire la continutul in saruri (g/l) si variatia temporala a acesteia;

Studiile hidrogeologice se efectueaza in vederea stabilirii regimului apei subterane si evolutia acestora dupa introducerea irigatiilor. Acestea au ca scop si identificarea sursei de apa subterana pretabila pentru utilizarea in irigatii, stabilirea pierderilor de apa prin infiltratii din cadrul terenurilor agricole irigate, elaborarea prognozei hidrogeologice, definirea masurilor speciale ce se impun a fi luate in vederea prevenirii fenomenelor de saraturare si inmlastinire a solului.

Studiile pedologice se efectueaza in vederea stabilirii metodei de udare, tipul de amenajare si calculul regimului de irigatie. Studiile pedologice se realizeaza pe baza observatiilor directe, si trebuie sa cuprinda urmatoarele elemente de analiza:

tipurile de sol

gradul de fertilitate

indicii hidrofizici

bilantul apei din sol,

compozitia chimica

Necesarul de apa al culturilor este o variabila zonala, si depinde de deficitul de umiditate rezultat datorita climei si a caracteristicilor fizice ale solului si necesarul de apa al culturilor.

Necesarul de apa al culturilor irigate se afla prin intermediul unor indici, si reprezinta elementul de calcul aflarea debitului si volumului de apa necesar de a fi transportat si a duratei de irigare.

Norma de irigatie (∑m) – reprezinta cantitatea totala de apa aplicata unei culturi.

Marimea normei de irigatie depinde de tipul de bilant al apei, respectiv de tipul culturii irigate, si se exprima in m3/ha:

in cazul bilantului apei cu circuit inchis (fara aport freatic) norma de irigatie se determina prin relatia:

∑m = Ep + Rf – Ri – Pv       (5.1)

unde:

∑m – norma de irigatie;

Ep – evapotranspiratia potentiala (in m3/ha);

Rf – rezerva finala a apei din sol la sfarsitul perioadei de irigatie (in m3/ha);

Ri – rezerva initiala a apei din sol la inceputul perioadei de irigatie (in m3/ha);

Pv – suma precipitatiilor din perioada de vegetatie (1. IV – 30. XI) (in m3/ha).

In ariile in care se aplica irigatii inainte de insamantare, rezerva initiala de apa se ia egala cu plafonul maxim al apei din sol, unde Ri = C (valoarea capacitatii de camp).

In anii ploiosi, cand Pv ≥  Ep + Rf – Ri, nu este necesara irigarea, deoarece cantitatile de precipitatii cazute acopera integral nevoile de apa ale culturilor.

in cazul bilantului apei cu circuit deschis (cu aport freatic) norma de irigatie se determina prin relatia:

∑m = Ep + Rf – Ri – Pv – Af           (5.2)

unde:

∑m – norma de irigatie;

Ep – evapotranspiratia potentiala (in m3/ha);

Rf – rezerva finala a apei din sol la sfarsitul perioadei de irigatie (in m3/ha);

Ri – rezerva initiala a apei din sol la inceputul perioadei de irigatie (in m3/ha);

Pv – suma precipitatiilor din perioada de vegetatie (1. IV – 30. XI) (in m3/ha);

Norma de udare (m) – reprezinta volumul de apa necesar in efectuarea unei singure udari cu ajutorul sistemelor de irigatie.

Norma de udare neta se deduce pe baza relatiei Botzan, avand in vedere rezerva de apa din sol la un moment dat:

m = 100 H Gv (C-p)      (5.3)

unde:

m – norma de udare neta (in m3/ha);

H – grosimea stratului activ de sol ce se uda (in m);

Gv – greutatea volumetrica a stratului activ de sol (in t/m3);

C – capacitatea de camp (in % de greutate raportata la greutatea solului uscat);

p –  rezerva la un moment dat al apei din sol (in % de greutate sol raportata la greutatea solului uscat).

Intervalul de timp dintre udari (T) – reprezinta durata de timp dintre doua udari, si depinde de marimea normei de udare aplicata, respectiv de media consumului total zilnic de umiditate. Intervalul de timp dintre udari se calculeaza pe baza relatiei:

(5.4)

unde:

T – intervalul de timp (in zile);

m – norma de udare (in m3/ha);

P0 – cantitatea de precipitatii cazuta in perioada respectiva (in m3/ha);

(e + t) – evapotranspiratia medie zilnica (in m3/zi/ha).

Aplicarea corecta a normei de irgatie si udare, respectiv a momentului optim pentru aplicarea udarilor, reclama cunoasterea exacta si a necesarului total de apa (normei de irigatie) al culturilor de camp, pomilor fructiferi si a vitei de vie, precum si cel pentru diferite faze de vegetatie.

Din punct de vedere al necesarului de apa (norme de irigatie), culturile de camp se impart in trei categorii:

culturi cu consum redus de apa (cereale de toamna);

culturi cu consum mediu de apa (porumb, fasole, floarea soarelului, porumb-nutret, vita de vie, culturi pomicole);

culturi cu consum mare de apa (lucerna, sfecla de zahar, legume).

Dimensionarea sistemelor de irigatie

Dimensionarea sistemelor de irigatie se refera la determinarea debitului de apa ce se impune a fi captat, transportat si dispersat si extinderea spatiala a infrastructurii de irigatie.

Determinarea debitului specific real de apa ce se impune a fi captat, transportat si dispersat (hidromodulul – qu, in l/s/ha) se realizeaza in functie de hidromodulul de udare din luna cu consum maxim, pentru o asigurare de 80 %.

Acesta se deduce pentru fiecare cultura cu ajutorul relatiei:

(5.5)

unde:

qu – hidromodulul de udare, in functie de cultura (l/s/ha);

m – norma de udare (m3/ha);

T – timpul luat in calcul pentru luna cu un consum de varf (nr. zile);

t – durata udarii pe zi

In urma calcularii hidromodului pentru fiecare cultura in parte, rezulta:

hidromodulul de udare maxim (qu max) – corespunzator culturii cu nevoia cea mai mare de apa, din perioada (luna) cu consum maxim;

hidromodulul de udare ponderat (qu normal) – rezulta din calcularea hidromodului individual pentru fiecare cultura (planta) raportat la suprafata ocupata de aceasta, in cadrul planului de cultura.

Metode de irigatie si infrastructurile aferente acestora

Prin metoda de irigatie se intelege modul in care necesarul de apa al culturilor agricole este administrat. Metodele de irigatie, se clasifica in:

irigatie prin scurgere de suprafata – apa este distribuita prin intermediul unor brazde de pamant, iar umectarea solului se realizeaza prin infiltratie.

irigatie prin aspersiune – distribuirea apei este realizata prin intermediul unor instalatii (retele de conducte si statii de pompare a apei) care o disperseaza sub forma unei ploi naturale;

irigatie prin picurare – apa este distribuita prin intermediul unor conducte perforate, dispuse de-a lungul randului de plante;

irigatie prin udare subterana – apa este distribuita prin intermediul unor conducte si drenuri subterane;

irigatie prin inundare (submersiune) – apa este distribuita prin intermediul parcelelor de teren amenajate in acest sens [5].

5.2 Elementele componente ale instalatiei de irigare

Un sistem de irigatie se compune din urmatoarele parti componente(principale): sistem de producerea energiei electrice, sursa de apa, sistem de pompare a apei, senzori si unitate de control, sistem de irigare (conducte, canale de distributie a apei).

Mai jos este reprezentata schema unei instalatii de irigare folosind tehnologii moderne si resurse regenerabile.

Fig 5.1 Schema unei instalati de irigare folosita intr-un Smart Village

Elementele componente ale instalatiei de irigare prezentata mai sus, sunt:

sistem de producere a energiei electrice;

baterie;

sistem de comanda;

sistem de reciclare a apei;

colector de apa;

rezervor de apa;

senzor nivel apa;

pompa de apa;

pompa submersibila;

valva de deschidere/ inchidere;

controller;

senzor de umiditate si nivel;

conducte.

Instalatia de producere a energiei electrice este o componenta foarte importanta a sistemului de irigare. Acesta componenta are rolul de a produce energia electrica necesara pompei de apa. Pentru producerea energiei se va folosi sursele regenerabile de exemplu: puterea soarelui si puterea aerului.

Sistemul fotovoltaic transformă energia luminoasă din razele solare direct în energie electrică. O instalatie de producere a energiei electrice ce foloseste puterea soarelui este formata din: panou fotovoltaic, circuit de control, invertor si baterie.

Fig. 5.2 Exemplu de instalatie de producere a energiei electrice folosind puterea soarelui

Sursa (http://apollo.eed.usv.ro/~elev6/obt_en_el.html)

Sistemul eolian foloseste puterea maselor de aer pentru a producere energie electrica. Acest sistem se utilizeaza in mod special in zonele unde intensitatea vantului este prezenta pe toata durata zilei. O instalatie de producere a energiei electrice ce foloseste puterea vantului este formata din turbina, controler eolian, acumulatori, invertor etc.

Fig.5.2 Exemplu de instalatie de producere a energiei electrice folosind puterea vantului

Sursa (http://apollo.eed.usv.ro/~elev6/obt_en_el.html)

Bateria are rolul de a stoca energia electrica produsa de catre instalatia de producere a energiei electrice si de a transmite energie electrica catre pompele de apa.

Sistemul de comanda preia informatii de la senzori si sistemele de reciclare a apei, colectare a apei si producerea energiei electrice, aceste informatii sunt prelucrate iar in functie de rezultate trimite semnal de comanda catre controller.

Sistemul de colectare a apei are rolul de a colecta in apa de ploaie printr-un ansamblu de conducte construite pentru acest scop.

Fig. 5.3 Exemplu de sistem de colectare a apei de ploaie
Sursa (https://instal-pompe.ro/categorie/sisteme-de-recuperare-a-apei-de-ploaie/)

Rezervorul de apa rolul acestei componente este acela de a stoca apa provenita de la sistemul de colectare a apei sau de la sistemul de reciclare al apei. Rezervorul de apa este dotat cu senzor de nivel ce comunica cu controller-ul in scopul preverii lipsei de apa cand va fi nevoie de aceasta.

Fig 5.5 Exemplu rezervor de apa

Sursa (http://www.lpelectric.ro/ro/applications/applications_pump_ro.html)

Pompa de apa are rolul de a transporta apa din rezervorul de apa catre campul cultivat prin intermediul sistemului de conducte. Pompa submersibila are rolul de a extrage apa din put si de a o transmite catre rezervorul de apa atunci cand nivelul de apa este scazut si trebuie sa acopere necesarul de apa.

Fig.5.5 Exemplu pompa de apa

Sursa (http://www.lpelectric.ro/ro/applications/applications_pump_ro.html)

Fig 5.6 Exemplu pompa submersibila

Sursa (http://www.solar-depot.ro/Pompe-Submersibile-Solare)

Controller-ul primeste comenzi de la sistemul de comanda iar pe baza acestora comanda pompa de apa, rezervorul si pompa submersibila.

Sistemul de reciclare al apei are scopul de a recicla apa uzata care poate fi folosita la irigare. In acelasi timp se impiedica deversarea unor substante in mediul inconjurat.

Fig 5.7 Exemplu de sistem de reciclare a apei

Sursa (http://www.mbtrading.ro/tratare-ape-reziduale-industriale/)

5.3 Modul de functionare a instalatiei de irigare

O componentă principală a sistemului de irigare o reprezintă senzorul de umiditate, care poate fi montat în diferite locuri încât să acopere toate zonele terenului agricol.

Senzorii de umiditate culeg date despre nivelul de umiditate din sol pe care le transmite o altei componentă importantă și anume, sistemul de control. Informațiile culese de către senzorii sunt transmise sistemului de control, acesta la rândul lui transmite informațiile culese către fermier prin intermediul unei aplicații. Informațiile transmise de către sistemul de control sunt prelucrate, comparate cu date introduse în sistem (informații standard implementare pe bază unor calcule) iar în funcție de rezultatele obținute sunt calculate intervalele irigări terenului agricol cât și cantitatea de apă necesară. Datorită schimbăriilor climatice aceste estimări pot oscila, astfel că, senzorii de umiditate comunică cu sistemul de control non-stop, iar acesta actualizează scenariile/intervalele irigării și cantitatea de apă necesară în funcție de nivelul de apa din sol.

.

Fi0g. 5.8 Senzor de umiditate

Sursa(http://www.multilab.ro/umidometre/aparat_umiditate_agregate.html)

Când umiditatea solului scade, sistemul de irigare intră în funcțiune. Sistemul de control calculează cantitatea de apă necesară pe baza ultimelor informații primite de la senzorii de umiditate și transmite comenzi către controller care actioneaza valva rezervorului și porneste pompa de apă. Sistemul de control comunică cu senzorul de nivel al apei în rezervorul de apă, pentru ca apa din rezervor să acopere necesarul de apă, iar dacă nivelul de apă din rezervor nu este conform cu cantitatea de apă necesară irigări, sistemul de control trimite comanda catre controllerul care pornește pompa submersibilă pentru a ridica nivelul apei din rezervor. Când nivelul apei din rezervor ajunge la necesarul irigării, sistemul de control trimite comanda catre controller iar acesta opreste pompa submersibila apoi deschide valva rezervorului și pornește pompa de apă.

Fig 5.9 Exemplu sistem de irigare

Sursa (https://www.cugetliber.ro/stiri-economie-sute-de-milioane-de-euro-pentru-proiectele-de-irigatii-262076)

5.4 Implementarea unor aplicatii necesare intr-o ferma

Un alt sistem importat într-un Smart village îl reprezintă sistemul de alimentarea cu hrană și apă a fermei de animale.

5.4.1 Sistem de hranire inteligent

Operațiunile de hrănire în fermele sunt de importanță strategică pentru economia fermei.

Pe lângă faptul că este strict legată de productivitatea fermei, hrănirea reprezintă mai mult de 25% din timpul de lucru.

Principalul avantaj al unui sistem de hrănire automat îl reprezintă furnizarea unei rații mixte cu o frecvență înaltă, față de hrănirea cu un sistem de alimentare convenționale ce se furnizează doar o dată sau de două ori pe zi și necesită mai mult muncă.

Sistemul de hrănire automată permite creșterea frecvenței distribuției furajelor în funcție de nevoile animalelor din fermă, în plus, o frecvență mai mare reduce timpul de stat al furajului pe șanț cu posibilitate redusă de contaminare și fermentări anormale

Sistemul de alimentare automată este format din urmatoarele componente principale:

sistemul de producere a energiei electrice;

baterie;

ansamblurile transportoarelor;

motor electric;

rezervor furaje(Siloz);

senzor nivel furaje;

controler;

sistem de control;

Fig. 5.10 Schema unui sistem de hranire

Modul de functionare al sistemului de hranire

Sistemul de hrănire este dependent de energia electrică. Energia electrică este produsă de un sistem fotovoltaic. Sistemul fotovoltaic alimentează motorul electric care este principala componentă a sistemului.

Sistemul de hrănire distribuie furajele în funcție de intervalul ales. Acest interval este introdus în sistemul de control. Sistemul de control calculează cantitatea de furaje din siloz necesară unei zi în funcție de intervalul de distribuire. Acesta primește de la senzorul montat în siloz informații privind cantitatea de furaje. Dacă cantitatea de furaje necesară nu este suficientă, sistemul de control emite un avertizment către fermier prin intermediul unei aplicații instalate pe telefonul mobil.

Dacă cantitatea de furaje este suficientă, sistemul de control transmite comandă către controller. Controllerul, pornește motorul electric ce acționează ansamblul transportator (benzi de distribuție) și deschide valva silozului iar furajele cad pe bandă. Sistemul de comandă, transmite către controler viteză cu care ansamblul transportator trebuie să ruleze dar și cât să deschidă valva silozului, astfel cantitatea de furaje este controlată.

Senzorul de nivel al furajelor are rolul de a monitoriza umplerea recipientelor, astfel că, în cazul în care într-un recipient nu este nivelul furajelor nu este conform cu cantitatea necesară, senzorul trimite informația sistemului de control care acționează controlerul, acesta repornește sistemul și trimite catitatea lipsă de furaje către recipientul unde cantitatea furajelor este sub nivelul necesar.

5.4.2 Sistem inteligent de alimentare cu apa a fermei

Precum și operațiunile de hrănire, cele de alimentare cu apă sunt la fel de importante, astfel că implementarea unui sistem inteligent de distribuirea apei este la fel de important.

Un sistem de alimentare cu apă este format din următoarele componente:

sistem de producere a curentului electric;

sistem de colectare a apei de ploaie;

stație de tratare a apei;

sursă de apă;

pompă submersibile;

pompă de apă;

baterie;

rezervor apă;

controler;

sistem de control;

senzor nivel apă din recipient;

conducte.

Fig 5.11 Schema unui sistem de alimentare cu apa

Modul de functionare al sistemului de alimentare cu apa

Ca și sistemul de hrănire, sistemul de alimentare cu apă se bazează pe energia electrică produsă de sistemul fotovoltaic. Sistemul fotovoltaic alimentează pompa de apă, astfel că alimentarea cu apă a fermei este dependentă de energia electrică. Un alt lucru esențial îl reprezintă apa. Apa necesară alimentări fermei poate fi procurată printr-un sistem de colectare a apei de ploaie sau prin extragerea ei din pânză freatică. Apa de ploaie este folosită doar după ce trece printr-un sistem de filtrare.

Sistemul poate fi pornit prin apăsarea unui buton, prin intermediul unei aplicați instalate pe telefonul mobil sau poate fi programat la intervale de timp (mod automatizat). Dacă sistemul de alimentare este automatizat, sistemul de control va fi setat să pornească la un anumit interval de timp. Sistemul de control comunică cu senzorul de nivel din rezervor, având informații actualizate despre nivelul de apă din rezervor. Sistemul de control trimite comandă către controler, acesta pornește pompa și deschide valvă rezervorului. Apa este transportată către recipiente prin intermediul conductelor. Când nivelul din recipiente este maxim alimentarea cu apă se oprește, acest lucru se realizează datorită unui senzor de nivel montat în recipient.

5.4.3 Sistem inteligent de incalzire a fermei

Implementarea unui sistem de incalzire a fermei este necesar pentru a mentine o temperatura constanta, astfel animalele nu vor fi afectate de schimbariile temperaturi exterioare.

Acest sistem se bazeaza pe tehnologia fotovoltaica, si anume de transformarea energiei solare in energie termica. Un astfel de sistem este compus din urmatoarele componenete principale:

panou solar;

boiler;

pompa de apa;

panou comanda;

alimentare cu apa rece

Fig 5.12 Exemplu sistem fotovoltaic termic

Sursa(http://casasidesign.ro/incalzirea-cu-energie-solara.html)

Pe baza acestui sistem termic, se va construi un sistem de incalzire ca cel prezentat mai jos, in figura 5.13.

Fig 5.13 Sistem de incalzire inteligent

Modul de functionare al instalatiei de incalzire

Elementul inteligent din acest sistem de încălzire îl reprezintă senzorul de temperatură. Senzorul transmite către sistemul de control temperatură din interiorul fermei. Dacă temperatura scade sub o valoare minimă stabilită, sistemul de control pornește sistemul de încălzire, adică trimite comandă către controler. Controlerul pornește pompa de apă necesară pentru a transporta apă caldă către radiator și ventilatorul de aer. Ventilatorul de aer transportă căldura degajată de radiator prin intermediul conductelor de aer. Sistemul de încălzire funcționează până în momentul când senzorul de temperatură transmite către sistemul de control că temperatura a ajuns la normal.

Există și varianta când sistemul de încălzire nu este la parametri optimi, astfel pentru a încălzi ferma intervine soluția auxiliară (de rezervă). Sistemul de control comunică cu sistemul termic iar dacă temperatura sistemului termic este scăzută (se compară cu date standard), sistemul de control comandă controlerul, iar acesta pornește sistemul auxiliar de încălzire a apei.

Capitolul IV. Concluzii

Conceptul de Smart village este o abordare nouă, globală, pentru comunitățile ce trăiesc în mediul rural. Viziunea din spatele conceptului este electrificarea rurală din întreaga lume. Prin acest concept se încearcă găsirea unor metode off-grid pentru a oferii accesul curentului electric în comunitatea rurală, în special în țările în curs de dezvoltare. Prin accesul la energie electrică satul se poate dezvolta pe mai multe planuri, și anume: tehnologică, educaționala și financiară (prin vânzarea produselor provenite din agricultură, creșterea animalelor etc).

Se pune accent pe producerea energiei electrice este cheia esențială a conceptului. Energia electrică provenită din sursele conventionale (petrol, cărbune) va fi înlocuită cu energia electrică provenită din sursele regenerabilă, astfel așezările rurale nu vor deveni doar smart ci și curate, verzi.

În același timp se pune accent pe accesul populație la tehologiile de ultimă generație prin conceptul IoT (internetul obiectelor) ce presupune implementarea dispozitivelor inteligente în școlii, accesul la internet, astfel că procesul de învățare va fi îmbunătățit. Folosirea aplicațiilor pe telefoanele mobile sunt la fel de importante deoarece locuitori pot avea accesul la informații necesare convetuirii.

Siguranța locuitorilor este importantă și se va baza pe sisteme de supraveghere dotate cu camere video și senzorii, dispozitive de urgență și alte dispozitive. Aceste dispozitive vor comunica între ele și vor produce date care vor fi stocate într-un sistem de date. Fiecare locuință va fi prevăzută cu senzorii de fum iar în cazul în care acești senzori vor sesiza o anomalie vor trimite avertismente către proprietarul locuințe dar și unui centru special construit pentru a monitoriza astfel de lucruri și dacă va fi necesar vor intervenii în cel mai scurt timp.

Implementarea unei stații meteo este la fel de importantă. Acesta poate să ofere informații prețioase fermierilor în privința precipitațiilor, în efectuarea proceselor de cultivare. Stația meteo mai poate emite avertismente sau informații meteo către populație prin intermediul unei aplicații instalate pe telefoanele mobile.

Principala ocupație în zona rurală este agricultură. Aici se va implementa conceptul agricultura PA (agricultura de precizie), acesta tehnologie este nouă, modernă. Acest concept folosește o tehnologie bazată pe senzori și baze mari de date astfel agricultura vă devenii mai eficientă și nu va mai implica muncă fizică. Eficiența agriculturi va crește o dată cu implementarea unor planuri ce privesc irigarea eficientă, folosirea apei eficient se va baza pe constuirea unei rețele inteligente și unui sistem ce se folosește de informațiile provenite de la senzori dar și de la o bază de date ce conține numeroase informații despre plantele cultivate.

O a doua ocupație a zonei rurale este creșterea animalelor. Aici folosirea de senzori și camere video vă îmbunătății muncă și producția. Încălzirea hambarelor se va realiza prin implementarea unui sistem de încălzire fotovoltaic. Implementarea unei aplicații în care fermierii pot comunica cu producătorii de semințe, îngrășăminte etc, este necesară. Fermierii pot afla imediat informații actualizate privind stocul din acel moment.

Infrastructura este un impediment în cea ce privește zonele rurale. Astfel că implementarea unei infrastructuri este la fel de importantă. Prin intermediul unei infrastructuri inteligente, satele pot “comunica” între ele, iar fermierii își pot transporta și vinde produsele.

7. Bibliografie

[1]: https://www.researchgate.net/publication/280613118_SMART_VILLAGES_THROUGH_INFORMATION_TECHNOLOGY_-_NEED_OF_EMERGING_INDIA

[2]:

http://www.rasfoiesc.com/educatie/geografie/Repartitia-asezarilor-rurale-p39.php

[3]: https://www.researchgate.net/publication/318672321_Use_of_Advance_technology_in_developing _smart_villages

[3]:

https://www.conserve-energy-future.com/alternativeenergysources.php

[4]:

https://www.ijser.org/researchpaper/Study-and-development-of-village-as-a-smart-village.pdf

[5]:

http://www.creeaza.com/afaceri/agricultura/Sisteme-de-irigatie822.php