Какой датчик влажности почвы используется в системе автоматического полива?

Что такое автоматическая система полива?

Автоматическая система орошения — это система, которая использует передовые технологии управления и датчики для управления и распределения воды таким образом, чтобы обеспечить автоматическое орошение без вмешательства человека. Этот тип системы обычно используется в сельском хозяйстве, ландшафтном дизайне, на полях для гольфа, стадионах и в других ситуациях, где требуется регулярное орошение. Ниже приведены основные компоненты и характеристики автоматической системы орошения:

 Основные компоненты системы автоматического полива

1. Датчик:

- Датчик влажности почвы : используется для контроля содержания влаги в почве.

- Датчик осадков: используется для контроля количества осадков.

- Датчик температуры: для контроля температуры воздуха.

- Датчик скорости и направления ветра : для контроля скорости и направления ветра.

- Датчик освещенности: для контроля интенсивности освещения.

- Датчик электропроводности EC: для контроля электропроводности почвенного раствора, отражающего содержание солей в почве.

- Датчики уровня жидкости: для контроля уровня в бассейне или резервуаре.

- Датчик давления: для контроля давления воды в системе орошения.

- Датчик pH почвы : датчик для измерения кислотности и щелочности почвы

Датчики автоматической системы полива

Анемометр Датчик скорости ветра	Датчик направления ветра	Датчик дождя с опрокидывающимся ковшом	Датчик испарения	Датчик продолжительности солнечного сияния
Датчик атмосферной температуры, влажности и давления воздуха	ультразвуковой датчик скорости и направления ветра	Ультразвуковой датчик метеостанции 5 в 1	Ультразвуковой датчик метеостанции 7 в 1	Датчик уровня воды
Датчик углекислого газа (датчик CO2)	Датчик pH почвы	Датчик температуры и влажности почвы 3 в 1	датчик освещенности	Датчик влажности и температуры почвы

2. блок управления:

   - Является «мозгом» системы, отвечающим за получение данных от датчиков, согласно заданной программе и логике для управления процессом орошения.

   - Обычно включает в себя центральный процессор, память и интерфейсы ввода/вывода. 

3. Механизм исполнения:

   - Клапан: используется для управления переключением потока воды.

   - Водяной насос: используется для транспортировки воды.

   - Разбрызгиватель: для распыления воды.

   - Труба для капельного орошения: используется для капельного орошения.

4. сеть связи:

   - Подключение датчиков, блоков управления и исполнительных механизмов, которые могут быть проводными или беспроводными.

   - Распространенные беспроводные технологии включают 4G, 5G, ZigBee, LoRa, Wi-Fi и т. д.

5. программное обеспечение/пользовательский интерфейс:

   - Позволяет пользователям настраивать графики полива, просматривать состояние системы, настраивать параметры и т. д.

   - Это может быть локальный интерфейс сенсорного экрана или удаленное приложение для мобильного телефона.

 Особенности автоматической системы полива

1. Автоматизация: система может автоматически запускать или останавливать орошение в зависимости от состояния почвы и окружающей среды. 

2. Точность: Точный мониторинг с помощью датчиков гарантирует, что посевы получат необходимое количество воды, и позволяет избежать избыточного или недостаточного полива.

3. Ресурсосбережение: сокращение потерь воды и повышение эффективности ее использования.

4. Гибкость: для разных культур и типов почв можно настроить разные графики полива.

5. Удобство: пользователи могут управлять поливом с помощью дистанционного управления или предустановленных программ, что сокращает ручной труд.

6. Масштабируемость: систему обычно можно легко расширить для удовлетворения потребностей в орошении больших площадей.

 Принцип работы автоматической системы полива

1. Фаза мониторинга:

   - Датчик непрерывно отслеживает такие факторы окружающей среды, как влажность почвы, количество осадков, температура воздуха, скорость ветра и освещенность.

   - Когда влажность почвы падает ниже установленного порога, датчик отправляет информацию на блок управления.

2. Фаза принятия решения:

   - Блок управления анализирует данные датчиков и объединяет их с другими факторами (например, прогнозом погоды, потребностью растений в воде и т. д.), чтобы принять решение о необходимости полива.

   - Если требуется орошение, система рассчитывает объем необходимого орошения.

3. Фаза исполнения:

   - Блок управления подает сигнал на запуск оросительного оборудования.

   - Ирригационное оборудование (например, дождевальные головки, трубы капельного орошения, насосы и т. д.) начинает работать и осуществляет полив в соответствии с заданным графиком полива. 

4. Фаза корректировки обратной связи:

   - Во время процесса полива датчик продолжает контролировать влажность почвы и передает данные на блок управления в режиме реального времени.

   - Блок управления регулирует рабочее состояние оросительного оборудования в соответствии с обратной связью, гарантируя равномерность и отсутствие чрезмерного полива. 

5. Фаза записи и оптимизации:

   - После завершения полива система записывает соответствующие данные по этому поливу.

   - Анализируя эти данные, можно оптимизировать стратегию орошения для достижения большей эффективности и экономии воды.

Датчики влажности почвы ,  обычно используемые в автоматических системах полива

1. Емкостный датчик влажности почвы :

   - Принцип: Влажность почвы определяется путем измерения изменения диэлектрической проницаемости почвы. Диэлектрическая проницаемость воды намного больше, чем у сухой почвы, поэтому значение емкости датчика увеличивается по мере увеличения содержания воды в почве.

   - Характеристики: высокая чувствительность, быстрая скорость отклика, широкий диапазон измерений и высокая адаптивность.

   - Сценарий: Широко используется в различных системах автоматического полива, особенно подходит для случаев, когда требуется экономия средств.

2. Резистивный датчик влажности почвы :

   - Принцип: использует изменение проводимости почвы для измерения содержания влаги. Когда влажность почвы увеличивается, значение сопротивления почвы уменьшается.

   - Характеристики: Простая конструкция, низкая цена, простота обслуживания, но большая чувствительность к типу почвы и содержанию солей.

   - Сценарий: Подходит для небольших садовых проектов с ограниченным бюджетом.

3. Датчик влажности почвы с временным отражением (TDR):

   - Принцип: Содержание влаги определяется путем измерения времени распространения электромагнитных волн через почву. Скорость распространения электромагнитной волны зависит от влажности почвы.

   - Характеристики: Высокая точность измерений, нечувствительность к текстуре и типу почвы, но более дорогой и требует специальной калибровки и обслуживания.

   - Применимые сценарии: подходит для сценариев сельскохозяйственного производства со строгими требованиями к точности измерений или высокой адаптивностью к текстуре и типу почвы.

4. Датчик влажности почвы с частотным отражением (FDR):

   - Принцип: использует частотную характеристику электромагнитных волн в почве для измерения диэлектрической проницаемости и, таким образом, расчета содержания влаги в почве.

   - Характеристики: Относительно низкая стоимость, высокая скорость измерения, гибкая форма зонда, подходит для одновременного измерения на нескольких глубинах.

   - Сценарии: Подходит для большинства систем автоматического полива, особенно для приложений, требующих быстрых измерений и многоглубинного мониторинга.

 Соображения по выбору датчиков для систем автоматического полива

1. точность: разные датчики имеют разную точность измерения, выбор следует основывать на конкретных потребностях.

2. Стабильность и долговечность: условия сельскохозяйственного производства сложны и изменчивы, поэтому датчик должен обладать хорошей стабильностью и долговечностью.

3. расходы на техническое обслуживание: некоторые датчики могут требовать периодической калибровки или замены деталей, что может увеличить эксплуатационные расходы. 4. системная интеграция: выбор датчика должен основываться на конкретных потребностях.

4. Системная интеграция: при выборе датчика необходимо также учитывать его совместимость с другими компонентами системы орошения и простоту его интеграции.

5. Бюджет: цены на датчики сильно различаются, и при выборе датчика следует учитывать общий бюджет системы.

 Пример применения автоматической системы полива

Предположим, что в современном сельскохозяйственном парке необходимо установить автоматическую систему орошения для управления потребностями в орошении нескольких теплиц и полей. Конкретные шаги следующие:

1. Установите датчики:

   - Выберите репрезентативные места в каждой теплице и на каждом поле для установки емкостных датчиков влажности почвы и датчиков температуры.

   - На входах в парк установлены датчики осадков и датчики погоды.

2. Сбор данных:

   - Датчики передают данные на центральный блок управления по беспроводной сети (например, 4G/5G).

3. обработка данных:

   - Центральный блок управления обрабатывает полученные данные и устанавливает пороговые значения влажности почвы (например, полив начинается при влажности почвы ниже 30%).

4. принятие решения:

   - Блок управления объединяет данные датчиков и прогнозы погоды, чтобы принять решение о необходимости орошения и его интенсивности.

5. начало орошения:

   - Когда влажность почвы опускается ниже установленного порогового значения, блок управления подает сигнал на пусковое оборудование для открытия клапана и запуска насоса.

6. контроль орошения:

   - Система регулирует время полива и скорость потока на основе данных от датчиков в режиме реального времени, чтобы гарантировать подачу нужного количества воды в почву.

7. Окончание полива:

   - Как только влажность почвы достигнет заданного верхнего порогового значения или время полива достигнет заданного значения, система автоматически отключит оросительное оборудование.

8. Регистрация данных и обратная связь:

   - Система регистрирует дату, время, продолжительность и расход воды каждого полива.

   - Анализируя эти данные, можно оптимизировать стратегию орошения для достижения большей эффективности и экономии воды.

 Краткое содержание

Благодаря интеграции нескольких датчиков и передовых технологий управления автоматизированная система орошения может реализовать точный мониторинг и автоматическое управление процессом орошения. Такие системы не только повышают эффективность орошения и сокращают потери воды, но и повышают урожайность и качество урожая. Эффективное и интеллектуальное управление орошением может быть реализовано путем выбора правильных датчиков и компонентов системы и их объединения с конкретными потребностями сельскохозяйственного производства.

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