Как умные агрометеорологические станции повышают урожайность с помощью технологии Интернета вещей

Умная сельскохозяйственная метеостанция с использованием технологии Интернета вещей для повышения урожайности

 1. Определение интеллектуальной сельскохозяйственной метеостанции

Интеллектуальная сельскохозяйственная метеостанция — это устройство, которое объединяет современные информационные технологии (например, IoT, Big Data, Artificial Intelligence и т. д.) для мониторинга и анализа метеорологических параметров в реальном времени в среде сельскохозяйственных угодий. Оно собирает данные с помощью высокоточных датчиков и передает их в облако или на локальные серверы с помощью технологии беспроводной связи, чтобы предоставить фермерам научные рекомендации по посадке и стратегии управления.

 2. Основные компоненты интеллектуальной сельскохозяйственной метеостанции

Интеллектуальная сельскохозяйственная метеостанция обычно состоит из следующих частей:

2.1. Датчики: используются для мониторинга в режиме реального времени различных параметров окружающей среды сельскохозяйственных угодий, таких как температура, влажность, скорость ветра, направление ветра, количество осадков, интенсивность света, влажность почвы, температура почвы и т. д.

2.2. Модуль сбора и передачи данных: отвечает за сбор данных датчиков и передачу их в облако или локальный сервер с помощью технологий беспроводной связи (например, LoRa, NB-IoT, GPRS/3G/4G/5G и т. д.).

2.3. Облачный сервер: получает, хранит, обрабатывает и анализирует данные датчиков для разработки научных рекомендаций по посадке и стратегий управления.

2.4. Пользовательский терминал: фермеры могут удаленно получать доступ к данным о погоде и рекомендациям по управлению через приложение на мобильном телефоне или компьютерный терминал для осуществления мониторинга и управления сельскохозяйственными угодьями в режиме реального времени.

 3. Функциональные особенности интеллектуальной сельскохозяйственной метеостанции

3.1 Мониторинг в реальном времени и передача данных

   - Размещение датчиков: размещение различных высокоточных датчиков на сельскохозяйственных угодьях для сбора метеорологических данных в режиме реального времени.

   - Подключение к Интернету вещей: датчики подключаются к центральной системе обработки данных с помощью технологии Интернета вещей для обеспечения передачи данных в режиме реального времени.

3.2 Анализ данных и поддержка принятия решений

   - Обработка данных: Собранные данные передаются на облачную платформу или локальный сервер для хранения, обработки и анализа.

   - Моделирование данных: с помощью анализа данных и алгоритмов машинного обучения создаются модели роста сельскохозяйственных культур для прогнозирования спроса на сельскохозяйственные культуры и воздействия на окружающую среду.

   - Интеллектуальная поддержка принятия решений: на основе результатов анализа данных фермерам предоставляются рекомендации по времени посадки, типам культур, графикам орошения и программам внесения удобрений.

3.3 Точное управление

   - Персонализированное управление: персонализированное управление сельским хозяйством в соответствии с потребностями различных культур и условиями окружающей среды.

   - Оптимизация ресурсов: сокращение потерь ресурсов и повышение эффективности их использования за счет точного орошения и внесения удобрений.

3.4 Автоматизация управления

   - Связующее оборудование: связь с автоматизированным оборудованием, таким как система орошения и оборудование для внесения удобрений, автоматическая регулировка в соответствии с метеорологическими данными. Например, когда влажность почвы ниже установленного порога, система орошения автоматически включается; когда температура и влажность достигают определенных условий, автоматически вносятся удобрения. Такое автоматизированное управление снижает вмешательство человека и повышает эффективность управления.

3.5 Моделирование и оптимизация окружающей среды

   - Моделирование среды: использование данных, собранных IoT, для моделирования наиболее подходящей среды выращивания и реализация оптимизации условий выращивания сельскохозяйственных культур путем регулирования объектов, таких как интеллектуальная теплица. Например, путем регулирования таких параметров, как температура и влажность, интенсивность света и т. д., создается оптимальная среда роста для содействия здоровому росту сельскохозяйственных культур.

  4. Ключевые данные от интеллектуальных агрометеостанций помогают фермерам разрабатывать планы посадки

Ключевые данные, предоставляемые интеллектуальными агрометеостанциями, очень полезны фермерам при составлении планов посадки, которые включают в себя:

4.1 Температура и влажность

   - Температура воздуха и почвы: влияют на скорость роста и стадию развития сельскохозяйственных культур, помогают выбрать подходящие типы сельскохозяйственных культур и определить сроки посева.

   - Влажность воздуха и почвы: влияет на поглощение воды и транспирацию, направляет орошение и управление почвой, а также повышает эффективность поглощения питательных веществ.

4.2 Интенсивность света

   - Влияет на эффективность фотосинтеза сельскохозяйственных культур, определяет схему размещения сельскохозяйственных культур и управление затенением, а также обеспечивает адекватный фотосинтез сельскохозяйственных культур.

4.3 Количество осадков

   - Определяет потребности в орошении, предотвращает избыточное или недостаточное орошение, экономит воду и обеспечивает водный баланс сельскохозяйственных культур.

4.4 Скорость и направление ветра

   - Это влияет на опыление сельскохозяйственных культур и распространение болезней, а также помогает фермерам принимать меры по минимизации ущерба урожаю, например, корректируя планировку посевов и увеличивая количество ветрозащитных сооружений.

4.5 Влажность и температура почвы

   - Напрямую связан с развитием корневой системы сельскохозяйственных культур, регулирует точное орошение и управление почвой для повышения эффективности усвоения питательных веществ.

4.6 pH почвы

   - Влияет на усвоение питательных веществ и рост сельскохозяйственных культур, а также определяет стратегии улучшения почвы и удобрения.

 5. Интеллектуальная сельскохозяйственная метеостанция реализует раннее предупреждение о сельскохозяйственных катастрофах в режиме реального времени

Интеллектуальная агрометеостанция реализует раннее оповещение в режиме реального времени о сельскохозяйственных катастрофах следующими способами:

5.1 Анализ данных и построение модели

   - Используя исторические метеорологические данные и данные текущего мониторинга, модели прогнозирования катастроф строятся для анализа потенциальных рисков катастроф. Эти модели могут распознавать сложные взаимосвязи между метеорологическими элементами и предсказывать будущие погодные тенденции.

5.2 Установка порогового значения и срабатывание оповещения

   - Для ключевых метеорологических параметров устанавливаются пороговые значения предупреждений, и оповещения срабатывают, как только данные мониторинга превышают эти пороговые значения. Например, когда количество осадков превышает определенный порог, система выдает предупреждение о наводнении; когда температура опускается ниже определенного порога, система выдает предупреждение о заморозках.

5.3 Интегрированная сеть мониторинга

   - Сеть из нескольких метеостанций, охватывающая обширную территорию, обеспечивает комплексную информацию о погоде и повышает точность и своевременность прогнозирования катастроф. Этот сетевой мониторинг помогает своевременно обнаруживать и реагировать на региональные катастрофы.

5.4 Мгновенная связь и обратная связь

   - Информация раннего оповещения мгновенно отправляется фермерам через мобильные приложения, SMS и электронные письма, чтобы гарантировать быструю передачу информации. Фермеры могут принимать соответствующие контрмеры на основе информации раннего оповещения, например, заранее сливать воду и усиливать опоры для сельскохозяйственных культур.

5.5 Совместное реагирование на чрезвычайные ситуации

   - Связь с системой управления стихийными бедствиями местного правительства и департамента сельского хозяйства обеспечивает поддержку данных и быструю активацию плана реагирования на чрезвычайные ситуации. Этот механизм связи помогает координировать ресурсы всех сторон и повышать эффективность реагирования на стихийные бедствия.

 Подвести итог

Благодаря технологии IoT, анализу больших данных и технологии искусственного интеллекта интеллектуальная сельскохозяйственная метеостанция предоставляет фермерам научные и обоснованные предложения по посадке и стратегии управления, помогая им получать стабильные и высокие урожаи и экономические выгоды. В то же время интеллектуальная сельскохозяйственная метеостанция также способна предупреждать в режиме реального времени о сельскохозяйственных катастрофах, предоставляя фермерам важную поддержку для предотвращения и смягчения последствий катастроф. Благодаря этим мерам интеллектуальная сельскохозяйственная метеостанция не только повышает урожайность, но и повышает устойчивость сельскохозяйственного производства к рискам и способствует разумному и устойчивому развитию сельского хозяйства.