Հողի խոնավության մոնիտորինգի կայան

Երբ լսում եք «հողի խոնավության մոնիտորինգի կայան», առաջին բանը, որ գալիս է ձեր մտքին, պարզապես սենսոր է գետնին և որոշ թվեր էկրանին: Բայց իրականում սա մի ամբողջ համակարգ է, որտեղ խոնավության մի քանի տոկոսի սխալը կարող է նշանակել կա՛մ հեկտարներով ջրի ավելորդ սպառում, կա՛մ բերքի կորուստ: Շատերը դեռ կարծում են, որ գլխավորը «ամենա ճշգրիտ» սենսորը գնելն է, իսկ մնացածը տեխնոլոգիայի հարց է։ Բայց ես կվիճարկեի. նույնիսկ թանկարժեք սարքավորումների դեպքում, առանց գյուղատնտեսական գործընթացներին պատշաճ ինտեգրվելու, քիչ օգուտ կլինի:

Ինչպես հասանք մոնիտորինգի անհրաժեշտությանը

Ես հիշում եմ, որ Shandong Linyao Intelligent Agriculture Technology ՍՊԸ-ում մեր առաջին նախագծերից մեկը Վորոնեժի մոտ գտնվող ջերմոցում կաթիլային ոռոգման համակարգի տեղադրումն էր: Այնուհետև հաճախորդը խնայեց սենսորների վրա՝ որոշելով, որ գյուղատնտեսը «աչքով» կորոշի, թե երբ պետք է ջրել: Մեկ ամիս անց տեսանք, որ որոշ հատվածներում ջրառատություն է եղել, արմատները սկսել են փտել, որոշ հատվածներում բույսերի աճը դանդաղել է։ Հենց այդ ժամանակ էլ պարզ դարձավ՝ առանց հողի խոնավության օբյեկտիվ տվյալների, կուրորեն աշխատում է անգամ ամենազարգացած ոռոգման համակարգը։

Սկսեցինք փորձարկել տարբեր սենսորներ՝ տենզիոմետրեր, կոնդենսիվ, դիմադրողական։ Պարզվել է, որ կավե հողերի համար, օրինակ, տենզիոմետրերը ցույց են տալիս մեկ օրվա ուշացում, իսկ կոնդենսիվները պահանջում են հաճախակի տրամաչափում։ Պետք էր դրանք համատեղել՝ կոնդենսիվ սենսորները տեղադրվել են մինչև 30 սմ խորության վրա, իսկ ներքևում՝ տենզիոմետրեր։ Դա ըստ դասագրքերի չէ, բայց գործնականում կայուն տվյալներ է տվել։

Այժմ, երբ մենք նախագծում ենք համակարգերխելացի գյուղատնտեսական պարկեր, մենք անմիջապես սահմանեցինք բազմամակարդակ մոնիտորինգ։ Ոչ միայն խոնավությունը, այլև հողի ջերմաստիճանը և էլեկտրական հաղորդունակությունը: Հակառակ դեպքում, դուք կարող եք բաց թողնել այն պահը, երբ արմատային համակարգը դադարում է կլանել խոնավությունը, նույնիսկ եթե դրա քանակը բավարար է:

Տեխնիկական նրբերանգներ, որոնց մասին հազվադեպ է գրվում տեխնիկական բնութագրերում

Ընդհանուր խնդիրներից մեկը այսպես կոչված «աղի կամրջի էֆեկտն է»: Չորային շրջաններում, որտեղ մենք աշխատել ենք, օրինակ՝ Ստավրոպոլի երկրամասում, պարարտանյութերի աղերը ի վերջո հաղորդիչ շերտ են կազմում սենսորի շուրջ: Արդյունքումհողի խոնավության մոնիտորինգի կայանսկսում է թերագնահատել ընթերցումները. Դուք պետք է կամ ավելի հաճախ սպասարկեք սենսորները, կամ դրանք տեղադրեք մի փոքր անկյան տակ, որպեսզի անձրևաջրերը հոսեն և մասամբ լվացվեն աղերը:

Մեկ այլ նրբություն է ոռոգման համակարգի համեմատ սենսորների գտնվելու վայրը: Եթե ​​այն շատ մոտ դնենք կաթիլիչին, կստանանք գերագնահատված արժեքներ. եթե շատ հեռու լինենք, կստանանք թերագնահատված արժեքներ։ Մենք սովորաբար տեղադրում ենք մի քանի սենսորներ այն հատվածում, որտեղ խոնավությունը տարածվում է արտանետիչից և արտադրում միջին կշռված: Սա պահանջում է ավելի շատ սարքավորումներ, բայց տվյալները ներկայացուցչական են:

Մեկ այլ կետ է տրամաչափումը տարբեր տեսակի հողերի համար: Արտադրողները սովորաբար տալիս են ունիվերսալ կորեր, բայց նրանք տարբեր կերպ են աշխատում ավազոտ և կավային հողերի վրա: Յուրաքանչյուր խոշոր նախագծի համար մենք կատարում ենք դաշտային չափորոշում. մենք հողի նմուշներ ենք վերցնում, չորացնում դրանք լաբորատորիայում և համեմատում դրանք սենսորային ընթերցումների հետ: Այն աշխատատար է, բայց առանց դրա սխալը կարող է հասնել 10-15%-ի։

Ինտեգրում այլ համակարգերի հետ, որտեղ առկա են դժվարությունները

Երբ մենք նախագիծ էինք մշակումբարձրորակ գյուղատնտեսական դաշտերՌոստովի մարզում բախվել է արձանագրությունների համատեղելիության խնդրին։Դիտարկման կայանմի արտադրողից, ոռոգման կարգավորիչները՝ մյուսից, վերլուծության ծրագրակազմը՝ երրորդից: Ես ստիպված էի գրել միջանկյալ դարպաս, որը տվյալները փոխակերպում էր մեկ ձևաչափի: Այժմ Shandong Linyao Intelligent Agriculture Technology Co., Ltd-ում մենք փորձում ենք օգտագործել բաց API սարքավորում, նույնիսկ եթե այն մի փոքր ավելի թանկ է:

Կարևոր ասպեկտը հեռավոր կայանների էլեկտրամատակարարումն է: Արևային մարտկոցները միշտ չէ, որ հուսալի լուծում են, հատկապես ամպամած ժամանակահատվածում: Ֆերմաներից մեկում ստիպված էինք միավորել՝ արևային մարտկոցներ + ցածր էներգիայի քամու գեներատոր + պահեստային մարտկոցներ։ Սա բարձրացրեց համակարգի արժեքը, սակայն ապահովեց շարունակական մոնիտորինգ ողջ սեզոնի ընթացքում:

Տվյալների փոխանցումը նույնպես հեշտ չէ։ Դաշտային պայմաններում GSM կապն անկայուն է, արբանյակային ալիքները՝ թանկ։ Մենք հաճախ օգտագործում ենք ռադիոմոդեմներ 868 ՄՀց տիրույթում, սակայն դա պահանջում է տեղանքի մանրակրկիտ դիտարկում: Լեռնոտ տարածքներում դուք պետք է տեղադրեք կրկնիչներ, ինչը բարդացնում է ենթակառուցվածքը:

Դեպքերի ուսումնասիրություն՝ ինչն աշխատեց և ինչը՝ ոչ

Անցյալ տարի մենք մոնիտորինգի համակարգ ենք ներդրել Կրասնոդարի երկրամասի այգեգործության ոլորտում։ Այնտեղ խնդիր էր դրված ոչ միայն վերահսկել խոնավությունը, այլ նաև կանխատեսել ջրումը՝ հաշվի առնելով եղանակային պայմանները։ Մենք կապվել ենքհողի խոնավության մոնիտորինգի կայաններեղանակային սենսորներին և մշակել ալգորիթմ, որը հաշվի է առնում գոլորշիացումը: Արդյունքում գյուղացիական տնտեսությունը 22%-ով նվազեցրեց ջրի սպառումը` առանց բերքատվության կորստի:

Բայց Թաթարստանում մի նախագծի հետ կապված վատ փորձ կար: Այնտեղ մենք սենսորներ տեղադրեցինք միայն հողի վերին շերտում (0-50 սմ); մենք հաշվի չենք առել, որ պտղատու ծառերն ունեն 1,5 մետրի հասնող արմատային համակարգ։ Չոր ժամանակահատվածում ծառերը սկսել են խոնավության պակաս զգալ, չնայած կայանի ցուցմունքների համաձայն՝ ամեն ինչ նորմալ է։ Մենք ստիպված էինք նորից տեղադրել սենսորները տարբեր խորություններում. հնարավոր էր խուսափել լրացուցիչ ծախսերից:

Այժմ https://www.lyzhihuinongye.ru կայքում մենք տեղադրում ենք առաջարկություններ տարբեր մշակաբույսերի համար սենսորների տեղադրման խորության վերաբերյալ: Սա հենց այդ վատ փորձի արդյունքն է. ավելի լավ է կիսվել սխալներով, քան կրկնել դրանք:

Տեխնոլոգիաների զարգացման հեռանկարները

Այժմ մենք փորձարկում ենք մի համակարգ, որտեղից ստացվում են տվյալներըմոնիտորինգի կայաններսնվում են նեյրոնային ցանցի մեջ, որը վերլուծում է ոչ միայն ընթացիկ խոնավությունը, այլև դրա փոփոխությունների դինամիկան և կանխատեսում ոռոգման օպտիմալ ժամանակը։ Առայժմ ալգորիթմը բարելավում է պահանջում. երբեմն այն տարօրինակ առաջարկություններ է տալիս, երբ եղանակը կտրուկ փոխվում է: Բայց ուղղությունը խոստումնալից է։

Մեկ այլ հետաքրքիր ուղղություն է բազմասպեկտրային տեսախցիկները՝ համակցված հողի խոնավության տվյալների հետ: Թույլ է տալիս բացահայտել բույսերի ջրային սթրեսով տարածքները նույնիսկ նախքան այն տեսանելի դառնա անզեն աչքով: Խելացի գյուղատնտեսական պարկի նախագծերից մեկում այս համակցությունը օգնեց ժամանակին հայտնաբերել ջրահեռացման խնդիրները որոշակի տարածքներում:

Կարծում եմ՝ առաջիկա տարիներինհողի խոնավության մոնիտորինգի կայաններկդառնա ոչ միայն խոշոր տնտեսությունների, այլեւ միջին գյուղացիական տնտեսությունների անբաժանելի մասը։ Գլխավորն այն է, որ տեխնոլոգիաները մնան գործնական և շահավետ, և ոչ միայն «խելացի խաղալիքները»։ Shandong Linyao Intelligent Agriculture Technology ՍՊԸ-ում մենք աշխատում ենք հենց դրա վրա՝ կապելով առաջադեմ զարգացումները գյուղատնտեսական արտադրողների իրական կարիքների հետ: