Как измерить влажность почвы для управления оросительной водой?

Как измерить влажность почвы для управления оросительной водой?

В управлении оросительной водой мониторинг влажности почвы в реальном времени является критически важным шагом в обеспечении точного орошения и оптимизации использования воды. Ниже приведены конкретные шаги и методы мониторинга в реальном времени с использованием датчиков влажности почвы :

 1. Выбор правильного датчика влажности почвы

Выбор правильного датчика влажности почвы — первый шаг к эффективному мониторингу. Обычно используемые типы датчиков включают:

- Датчики влажности почвы TDR (временная рефлектометрия):

  - Принцип: Определите диэлектрическую проницаемость почвы, измерив время распространения электромагнитной волны через почву, и таким образом рассчитайте содержание влаги.

  - Сильные стороны: Высокая точность, не зависит от типа почвы, может измерять как влажность, так и соленость, подходит для сложных почвенных сред.

  - Недостатки: высокая стоимость оборудования, сложность монтажа и обслуживания.

- Датчик влажности почвы FDR (частотная рефлектометрия) :

  - Принцип: использует частотную характеристику для измерения диэлектрической проницаемости почвы и косвенного расчета содержания влаги.

  - Преимущества: низкая стоимость, быстрое измерение, простота установки и обслуживания, применимость к широкому спектру типов почв.

  - Недостатки: точность может снижаться при определенных почвенных условиях (например, высокая соленость), требуется специальная калибровка.

 2. Установка датчиков влажности почвы

1. Выберите подходящее место измерения:

   - Выберите подходящий участок сельскохозяйственных угодий, избегая камней и твердых комков почвы, чтобы обеспечить беспрепятственное погружение зонда датчика в почву.

   - Принимая во внимание историю орошения и тип почвы сельскохозяйственного угодья, выберите репрезентативную точку измерения.

2. Установите датчик влажности почвы:

   - В зависимости от типа датчика (например, вертикального или плоского типа) установите датчик правильно, следуя инструкциям.

   - Вертикальный датчик: его следует вставлять вертикально под углом 90 градусов в почву для измерения. Не трясите датчик при вставке, чтобы не погнуть или не повредить зонд.

   - Датчик с плоским штекером: используется для многослойного определения влажности почвы, расстояние между головками датчика влажности должно быть правильно организовано, чтобы исключить взаимные помехи.

 3. Подключение системы сбора данных

1. Подключите датчик влажности почвы:

   - Подключите датчик к устройству сбора данных или портативному терминалу, чтобы обеспечить стабильную и надежную передачу данных.

   - Установите частоту и временной интервал сбора данных для удовлетворения потребностей мониторинга в реальном времени.

2. Настройте систему беспроводной передачи:

   - Используйте беспроводные технологии (например, 4G, ZigBee, LoRa или Wi-Fi) для передачи данных датчиков на центральный блок управления или облачную платформу.

   - Убедитесь, что покрытие беспроводной сети хорошее и нет задержек при передаче данных.

 4. анализ данных и принятие решений по орошению

1. мониторинг в реальном времени:

   - Просматривайте данные о влажности почвы в режиме реального времени с помощью программного обеспечения для мониторинга или мобильного приложения.

   - Настройте интерфейс визуализации данных, чтобы наглядно отобразить тенденцию влажности почвы.

2. анализ данных:

   - Составляйте планы орошения в соответствии с фактическими потребностями сельскохозяйственных культур, состоянием почвы, изменениями погодных условий и другими факторами.

   - Используйте инструменты анализа данных для выявления аномальных изменений влажности почвы и принятия своевременных мер. 

3. Автоматическое управление поливом:

   - Интеграция данных датчиков с системой управления орошением для реализации автоматического полива.

   - Когда влажность почвы опускается ниже установленного порогового значения, система орошения автоматически активируется или фермеры получают напоминание о необходимости полива.

   - Когда влажность почвы достигает или превышает установленное пороговое значение, система полива автоматически останавливается, чтобы избежать чрезмерного полива. 

 5. Анализ исторических данных и оптимизация

1. Долгосрочный мониторинг:

   - Соберите долгосрочные данные о влажности почвы и создайте историческую базу данных.

   - С помощью анализа данных определить схемы орошения и закономерности изменения влажности почвы.

2. Оптимизация стратегии орошения:

   - Оптимизация стратегий орошения путем объединения исторических данных и моделей роста сельскохозяйственных культур.

   - Сократить потери водных ресурсов и повысить урожайность и качество сельскохозяйственных культур.

Применение системы мониторинга сети датчиков влажности почвы в сельскохозяйственном орошении

Применение системы мониторинга сети датчиков влажности почвы в сельскохозяйственном орошении в основном осуществляется путем развертывания большого количества небольших сенсорных узлов, которые распределены в различных частях сельскохозяйственных угодий, мониторинга влажности почвы, температуры и других параметров окружающей среды в режиме реального времени. Возможности системы включают:

- Мониторинг в режиме реального времени: обеспечивает немедленную обратную связь о состоянии влажности сельскохозяйственных угодий.

- Дистанционное управление: с помощью беспроводной сети фермеры могут контролировать состояние сельскохозяйственных угодий и принимать решения на расстоянии.

- Автоматизированное орошение: интеграция с системой орошения для автоматического запуска или остановки орошения на основе данных мониторинга.

- Экономия и эффективность воды: сокращение потребления воды за счет точного орошения и одновременное повышение урожайности и качества сельскохозяйственных культур.

- Анализ данных и оптимизация: долгосрочный сбор данных помогает анализировать схемы орошения и оптимизировать управление водными ресурсами.

 Различия и преимущества методов измерения влажности почвы TDR и FDR

 TDR (временная рефлектометрия)

- Принцип: посылается электромагнитный импульс, и диэлектрическая проницаемость почвы определяется путем измерения времени прохождения импульса через почву и обратно, таким образом вычисляя содержание влаги.

- Преимущества:

  - Высокая точность: стабильные и надежные результаты измерений, независимо от типа почвы.

  - Быстрое время отклика: возможность отслеживать изменения влажности почвы в режиме реального времени.

  - Широкий спектр применения: применим для широкого спектра типов почв и условий орошения.

- Недостатки:

  - Высокая стоимость оборудования: схема более сложная и дорогая.

  - Сложная установка и обслуживание: требуются профессиональная калибровка и обслуживание.

 FDR (частотная рефлектометрия)

- Принцип: Измерение диэлектрической проницаемости почвы с использованием частотной характеристики для косвенного расчета содержания влаги.

- Преимущества:

  - Более низкая стоимость: относительно простое и недорогое оборудование.

  - Высокая скорость измерения: позволяет быстро получать данные о влажности почвы.

  - Гибкая форма зонда: может использоваться для измерений почвы на разных глубинах и уровнях.

  - Простота установки и обслуживания: простота эксплуатации, подходит для крупномасштабного мониторинга сельскохозяйственных угодий.

- Недостатки:

  - Немного более низкая точность измерений: точность может страдать при определенных условиях почвы (например, при высокой солености).

  - Требуется калибровка: для различных почвенных условий может потребоваться особая калибровка.

 В итоге

Оба метода измерения влажности почвы TDR и FDR эффективны и имеют свои преимущества для различных сценариев применения и бюджетных требований. Выбор должен основываться на сочетании условий сельскохозяйственных угодий, бюджетных потребностей и требований к системе орошения. Используя эти передовые сенсорные технологии и беспроводные сенсорные сети, можно добиться точного орошения для оптимизации использования воды и повышения урожайности и качества сельскохозяйственных культур.

Технический паспорт датчика влажности почвы:

1.Технические данные датчика температуры и влажности почвы NBL-S-THR

NBL-S-THR-Датчики-температуры-и-влажности-почвы-Руководство-по-эксплуатации-V4.0.pdf

2. Технический паспорт датчика температуры и влажности почвы NBL-S-TMC

NBL-S-TMC-Датчик-температуры-и-влагопроводимости-почвы.pdf

3.  Технический паспорт датчика температуры и влажности почвы NBL-S-TM

NBL-S-TM-Датчик-температуры-и-влажности-почвы-Руководство-по-эксплуатации-4.0.pdf

4. Интегрированный датчик температуры, влажности , проводимости и солености почвы NBL-S-TMCS 

NBL-S-TMCS-Датчик температуры, влажности, проводимости и солености почвы.pdf

5. Интегрированный датчик температуры, влажности , NPK, проводимости и pH почвы NBL-S-TMCS-7 

Руководство по эксплуатации датчика 7-в-1-композитного-почвы.pdf

4. Интегрированный датчик температуры, влажности ,  NPK,  pH,  проводимости и солености почвы NBL-S-TMCS-8 

Руководство по эксплуатации датчика 8-в-1-композитного-почвы.pdf