Что такое датчики в точном земледелии?

Подробное введение в датчики в точном земледелии.

Точное земледелие — это метод управления сельским хозяйством, который объединяет передовые технологии сбора и анализа данных для повышения производительности сельского хозяйства и урожайности культур при одновременном снижении воздействия на окружающую среду. Датчики играют ключевую роль в точном земледелии, они представляют собой сенсорные устройства, специализирующиеся на мониторинге сельскохозяйственной среды, которые могут получать данные о почве, воде, атмосфере и других параметрах окружающей среды в режиме реального времени. для принятия более научных и разумных решений. Эти данные являются важными справочными данными для выращивания сельскохозяйственных культур, борьбы с вредителями и их профилактики, а также для эффективного использования сельскохозяйственных ресурсов. Ниже приводится подробное введение в датчики, обычно используемые в точном земледелии, их функции, сценарии применения и виды использования:

Анемометр Датчик скорости ветра	Датчик направления ветра	Датчик дождя с опрокидывающимся ковшом	Датчик дождя с опрокидывающимся ковшом	Пьезоэлектрический дождемер
Датчик атмосферной температуры, влажности и давления воздуха	Ультразвуковой датчик метеостанции 5 в 1	Датчик солнечного излучения	датчик освещенности	Ультразвуковой датчик метеостанции 7 в 1
Датчик углекислого газа	Датчик фотосинтетически активной радиации	Датчик NPK в почве	Датчик pH почвы	Датчик влажности и температуры почвы

Датчики, используемые в точном земледелии, и их функции

Существует множество типов датчиков, обычно используемых в точном земледелии, и каждый из них выполняет различные задачи мониторинга. Ниже приведено введение в некоторые основные датчики и их функции:

1. датчик почвы :

   - Датчик влажности почвы : измеряет содержание влаги в почве для точного орошения и управления почвой.

   - Датчик температуры почвы: контролирует температуру почвы, что важно для прорастания семян и роста урожая.

   - Датчик pH почвы : контролирует кислотность и щелочность почвы, помогая фермерам регулировать pH почвы для достижения оптимальных условий для роста сельскохозяйственных культур.

   - Датчик электропроводности почвы: измеряет содержание соли в почве, помогая корректировать стратегии внесения удобрений.

- Датчик NPL в почве: измеряет количество азота, фосфора, калия и других питательных веществ в почве, чтобы гарантировать, что урожай получает достаточно питательных веществ, и свести к минимуму проблемы с качеством, вызванные недостатком или избытком питательных веществ.

2. Датчики погоды:

   - Датчик температуры воздуха : измеряет температуру воздуха, которая влияет на рост сельскохозяйственных культур и появление вредителей и болезней.

   - Датчик влажности: контролирует влажность воздуха, которая имеет значение для орошения и транспирации растений.

   - Датчики скорости и направления ветра : предоставляют информацию о ветре, который влияет на рост сельскохозяйственных культур и сельскохозяйственные работы по опрыскиванию.

   - Датчики света: отслеживают интенсивность и продолжительность света, чтобы помочь фермерам контролировать фотосинтез растений и повышать эффективность использования ими световой энергии. Это особенно важно в тепличном хозяйстве, где источники света можно точно регулировать для эффективного производства урожая.

- Датчик концентрации углекислого газа : контролирует концентрацию углекислого газа в сельскохозяйственной среде, поскольку углекислый газ является важным сырьем для фотосинтеза, а его концентрация оказывает существенное влияние на рост растений.

- Датчик кислорода: контролирует концентрацию кислорода в воздушной среде теплицы, чтобы обеспечить достаточное количество кислорода для жизнедеятельности растений.

- Газовый датчик: определяет концентрацию вредных газов в сельскохозяйственной среде, таких как аммиак, сероводород и т. д., для обеспечения безопасности сельскохозяйственной производственной среды.

3. Датчики растений:

   - Датчик влажности поверхности листьев: контролирует степень влажности листьев растений для управления поливом.

   - Датчик роста растений: измеряет высоту, диаметр и другие параметры роста растений.

4. Датчики качества воды:

   - Датчик растворенного кислорода: контролирует содержание растворенного кислорода в воде, что очень важно для аквакультуры.

   - Датчик мутности: измеряет чистоту воды, которая влияет на качество поливной воды.

5. загрязнители окружающей среды:

   - Контролировать концентрацию вредных газов, таких как аммиак и диоксид серы, в определенных областях применения, например, в теплицах или животноводстве.

Новые датчики в точном земледелии:

В точном сельском хозяйстве продолжают появляться новые датчики, предназначенные для повышения эффективности и точности сбора данных для лучшей поддержки принятия сельскохозяйственных решений. Ниже приведены некоторые из новых датчиков и их потенциальные применения:

1. Датчики дронов:

   - Мультиспектральные и тепловизионные датчики: устанавливаются на беспилотниках и позволяют осуществлять быстрый мониторинг больших площадей сельскохозяйственных угодий, определяя состояние урожая, распределение воды, наличие вредителей и болезней.

   - Лазерный радар (LiDAR): используется для создания высокоточных топографических карт, помогающих оптимизировать орошение и внесение удобрений.

2. Автоматизированные роботизированные датчики:

   - Автономные навигационные датчики: для навигации и обхода препятствий в беспилотных сельскохозяйственных роботах.

   - Датчики 3D-визуализации: помогают роботам точно измерять расстояние между культурами и междурядья для оптимизации размещения культур.

4. Датчики качества воздуха:

   - Датчики парниковых газов: используются для мониторинга выбросов парниковых газов с целью оптимизации условий в теплице и повышения урожайности.

   - Датчики загрязнения воздуха: используются для мониторинга загрязняющих веществ в атмосфере, таких как остатки пестицидов, для защиты окружающей среды и здоровья человека.

5. Технологии объединения и обработки данных:

   - Датчики машинного обучения: используйте алгоритмы машинного обучения для анализа данных с нескольких датчиков, чтобы обеспечить более точную оценку и прогнозирование состояния урожая.

Используя данные, собранные с таких датчиков, как датчики влажности почвы , температуры, pH почвы, проводимости почвы , интенсивности света , скорости ветра и направления ветра, фермеры могут вносить переменные вещества (например, удобрения, воду и пестициды) в нужном месте, в нужное время и в нужном количестве, чтобы повысить эффективность использования ресурсов и снизить воздействие на окружающую среду, одновременно увеличивая урожайность и экономические выгоды.

Датчики в точном земледелии: сценарии и области применения

Эти датчики широко используются на сельскохозяйственных полях, в теплицах, садах и других сельскохозяйственных угодьях. К конкретным сценариям применения и вариантам использования относятся:

1. Управление орошением: используя данные датчиков влажности почвы и датчиков погоды, мы можем осуществлять точное орошение и сокращать потери водных ресурсов.

2. Профилактика и борьба с вредителями: 

Объединяйте данные метеорологических датчиков и газовых датчиков для прогнозирования и предотвращения появления вредителей, а также сокращения использования пестицидов.

3. Управление удобрениями: 

На основе данных почвенных датчиков можно оценить состояние плодородия почвы, осуществить точное внесение удобрений и повысить коэффициент использования удобрений.

4. Мониторинг роста сельскохозяйственных культур: 

Использование датчиков освещенности, датчиков концентрации углекислого газа и т. д. для мониторинга среды роста сельскохозяйственных культур, оптимизации условий роста, повышения урожайности и качества сельскохозяйственных культур.

5. тепличные посадки: 

В теплице все виды датчиков работают сообща, обеспечивая наилучшие условия роста сельскохозяйственных культур и позволяя им достигать эффективного производства.

Датчики в точном земледелии применяются в широком спектре сценариев и видов использования, в дополнение к ранее упомянутому управлению орошением, профилактике и борьбе с вредителями, управлению удобрениями, мониторингу роста сельскохозяйственных культур и посадке растений в теплицах, включая, помимо прочего, следующие пункты:

6. Мониторинг питательных веществ в почве

Области применения: сельскохозяйственные угодья, сады и другие места, где требуется точное управление питательными веществами почвы.

Использование: Мониторинг содержания основных питательных веществ, таких как азот, фосфор и калий в почве, с помощью датчиков питательных веществ в почве, чтобы помочь фермерам понять состояние плодородия почвы и добиться точного удобрения. Это не только позволяет избежать пустой траты ресурсов и загрязнения окружающей среды, вызванного чрезмерным удобрением, но и повышает коэффициент использования удобрений и способствует здоровому росту урожая.

7. Мониторинг здоровья сельскохозяйственных культур

Сценарий применения: площади возделывания различных сельскохозяйственных культур.

Применение: Дистанционный мониторинг посевов с использованием мультиспектральных или гиперспектральных датчиков. Анализируя спектральные характеристики отражений листьев, можно определить, страдают ли посевы от вредителей, болезней, дефицита питательных веществ или других факторов, влияющих на рост. Этот бесконтактный мониторинг обеспечивает быстрый доступ к информации о здоровье посевов в режиме реального времени и предоставляет фермерам своевременные рекомендации по борьбе с вредителями и болезнями, а также управлению питанием.

8. Применение дронов

Области применения: большие площади сельскохозяйственных угодий, сады и т. д.

Применение: БПЛА, несущие различные датчики (например, многоспектральные камеры, тепловизоры, газовые датчики и т. д.) для мониторинга дистанционного зондирования на большой высоте, могут эффективно собирать данные с сельскохозяйственных угодий, включая условия роста культур, распространение вредителей и болезней, влажность почвы и содержание питательных веществ. После обработки и анализа эти данные могут предоставить фермерам точные указания по управлению полями, такие как точное распыление пестицидов и удобрений.

9. Интеллектуальная сельскохозяйственная техника

Сценарий применения: сценарий эксплуатации механизации сельского хозяйства.

Применение: Современные сельскохозяйственные орудия, такие как интеллектуальные сеялки и комбайны, начинают интегрировать сенсорные технологии, такие как датчики GPS-навигации и датчики влажности почвы . Эти датчики могут определять рабочую среду в режиме реального времени и направлять сельскохозяйственное оборудование для выполнения точного посева, сбора урожая и других операций для повышения эффективности работы и урожайности.

10. Управление водными ресурсами

Сценарий применения: ирригационная система, аквакультура и т. д.

Использование: Мониторинг ключевых показателей, таких как растворенный кислород, pH, аммиак и азот в водоемах с помощью датчиков качества воды для предоставления точной информации о качестве воды для орошения и аквакультуры. Это помогает фермерам своевременно вносить коррективы в стратегии управления водными ресурсами, такие как увеличение кислорода и регулировка pH, для обеспечения здорового роста урожая и высококачественного производства водных продуктов.

11. Экологический контроль в теплицах

Сфера применения: теплицы, парники и другие сооружения для сельского хозяйства.

Использование: Среда в теплице сложная и изменчивая, требующая точного контроля температуры, влажности, освещенности и других параметров окружающей среды. Датчик обеспечивает поддержку данных для системы управления средой в теплице, отслеживая эти параметры в режиме реального времени. Система управления автоматически регулирует параметры окружающей среды в теплице в соответствии с данными датчика, такими как открытие или закрытие вентиляционных отверстий, затеняющих сеток и т. д., чтобы создать наиболее подходящие условия окружающей среды для роста урожая.

Зачем нужны эти датчики:

Точное земледелие нуждается в использовании этих датчиков, в основном по следующим причинам:

1. Повышение эффективности сельскохозяйственного производства: датчики могут в режиме реального времени осуществлять мониторинг и получать обратную связь по параметрам сельскохозяйственной среды, чтобы помочь фермерам своевременно вносить коррективы для оптимизации программы посева с целью повышения эффективности производства.

2. Гарантия качества сельскохозяйственной продукции: благодаря точному контролю среды роста растений датчик помогает улучшить качество и вкус сельскохозяйственной продукции.

3. Экономия ресурсов: точное орошение, внесение удобрений и другие меры управления могут сократить потери воды, удобрений и других ресурсов для достижения устойчивого развития сельского хозяйства.

4. Сокращение загрязнения окружающей среды: за счет сокращения чрезмерного использования пестицидов и удобрений датчик помогает снизить загрязнение окружающей среды сельскохозяйственным производством.

5. Содействие модернизации сельского хозяйства: применение датчиков является одним из важных символов модернизации сельского хозяйства, они сочетаются с Интернетом вещей, большими данными и другими технологиями для содействия развитию сельского хозяйства в направлении интеллекта и информатизации.

6. Реагирование на изменение климата: данные датчиков помогают фермерам лучше реагировать на проблемы, возникающие в связи с изменением климата, такие как засухи и наводнения.

7. Анализ данных и поддержка принятия решений: данные, собранные датчиками, можно обрабатывать с помощью инструментов и моделей анализа данных, чтобы помочь производителям прогнозировать тенденции роста урожая, принимать своевременные меры по предотвращению появления вредителей и болезней, а также улучшать качество урожая.

Подводя итог, можно сказать, что датчики жизненно важны в точном земледелии, они отслеживают ключевые данные, помогают научному управлению, повышают урожайность и качество, сокращают отходы ресурсов и защищают окружающую среду. Благодаря мониторингу и анализу данных в реальном времени они предоставляют фермерам основу для принятия точных решений, способствуют развитию сельскохозяйственного интеллекта и уточнения и являются основной движущей силой модернизации сельского хозяйства и устойчивого развития. Сенсорная технология делает сельскохозяйственное производство более эффективным и экологически чистым, а также способствует сельскохозяйственной трансформации и модернизации.