Toprak Nemi İzleme İstasyonu

'Toprak nemi izleme istasyonu' denilince akla ilk gelen yerdeki bir sensör ve ekrandaki bazı rakamlardır. Ancak gerçekte bu, yüzde birkaç nem hatasının hektarda aşırı su tüketimi veya verim kaybı anlamına gelebileceği bütün bir sistemdir. Pek çok kişi hâlâ asıl meselenin "en doğru" sensörü satın almak olduğunu, gerisinin teknoloji meselesi olduğunu düşünüyor. Ancak şunu iddia ediyorum: Tarımsal süreçlere uygun şekilde entegre edilmeyen pahalı ekipmanlarla bile çok az fayda olacaktır.

İzleme ihtiyacına nasıl ulaştık?

Shandong Linyao Akıllı Tarım Teknolojileri LLC'deki ilk projelerimizden birinin Voronezh yakınlarındaki bir seraya damla sulama sistemi kurulumu olduğunu hatırlıyorum. Müşteri daha sonra sensörlerden tasarruf ederek tarım uzmanının ne zaman sulanacağını "gözle" belirleyeceğine karar verdi. Bir ay sonra bazı bölgelerde su bastığını, köklerin çürümeye başladığını, diğerlerinde ise bitkilerin büyümelerinin yavaşladığını gördük. O zaman netleşti: Toprak nemi hakkında objektif veriler olmadan, en gelişmiş sulama sistemi bile körü körüne çalışıyor.

Tansiyometreler, kapasitif, dirençli farklı sensörleri test etmeye başladık. Örneğin killi topraklar için tansiyometrelerin bir günlük gecikme gösterdiği, kapasitif olanların ise sık kalibrasyon gerektirdiği ortaya çıktı. Bunları birleştirmemiz gerekiyordu: 30 cm derinliğe kapasitif sensörler ve altına gerilim ölçerler yerleştirildi. Bu ders kitaplarına göre olmasa da pratikte istikrarlı veriler veriyordu.

Artık sistemler tasarladığımıza göreakıllı tarım parkları, hemen çok seviyeli izlemeyi başlattık. Sadece nem değil, aynı zamanda toprak sıcaklığı ve elektrik iletkenliği de önemlidir. Aksi takdirde yeterli miktarda olsa bile kök sisteminin nemi emmeyi bıraktığı anı kaçırabilirsiniz.

Spesifikasyonlarda nadiren yazılan teknik nüanslar

Yaygın sorunlardan biri 'tuz köprüsü etkisi' olarak adlandırılan durumdur. Stavropol Bölgesi gibi çalıştığımız kurak bölgelerde, gübrelerden gelen tuzlar sonunda sensörün çevresinde iletken bir katman oluşturuyor. Sonuç olaraktoprak nemi izleme istasyonuokumaları küçümsemeye başlar. Sensörlere ya daha sık bakım yapmanız ya da yağmur suyunun tahliye olması ve tuzların kısmen yıkanması için sensörleri hafif bir açıyla yerleştirmeniz gerekir.

Bir diğer incelik ise sensörlerin sulama sistemine göre konumudur. Damlalığa çok yakın yerleştirirsek abartılmış değerler elde ederiz; çok uzak olursa hafife alınan değerler elde ederiz. Genellikle nemin emitörden yayıldığı alana birkaç sensör yerleştiririz ve ağırlıklı bir ortalama çıkarırız. Bu daha fazla ekipman gerektirir ancak veriler temsilidir.

Bir diğer nokta ise farklı toprak türleri için kalibrasyondur. Üreticiler genellikle evrensel eğriler verirler ancak kumlu ve tınlı topraklarda farklı çalışırlar. Her büyük proje için saha kalibrasyonu yapıyoruz: toprak örnekleri alıyoruz, bunları laboratuvarda kurutuyoruz ve bunları sensör okumalarıyla karşılaştırıyoruz. Emek yoğundur, ancak bu olmadan hata% 10-15'e ulaşabilir.

Diğer sistemlerle entegrasyon – zorlukların yattığı yer

Biz bir proje geliştirirkenkaliteli tarım alanlarıRostov bölgesinde protokol uyumluluğu sorunuyla karşı karşıya kaldı.İzleme istasyonubir üreticiden, sulama kontrolörleri diğerinden, analiz yazılımı üçüncüsünden. Verileri tek bir formata dönüştüren bir ara ağ geçidi yazmam gerekiyordu. Şimdi Shandong Linyao Akıllı Tarım Technology Co.,Ltd olarak biraz daha pahalı olsa da açık API ekipmanlarını kullanmaya çalışıyoruz.

Önemli bir husus, uzak istasyonlara güç sağlanmasıdır. Güneş panelleri, özellikle bulutlu dönemlerde her zaman güvenilir bir çözüm değildir. Çiftliklerden birinde birleştirmek zorunda kaldık: güneş panelleri + düşük güçlü rüzgar jeneratörü + yedek piller. Bu durum sistemin maliyetini artırdı ancak sezon boyunca sürekli izlemeyi sağladı.

Veri aktarımı da kolay değil. Saha koşullarında GSM iletişimi dengesizdir, uydu kanalları pahalıdır. Çoğunlukla 868 MHz bandındaki radyo modemlerini kullanırız ancak bu, arazinin dikkatli bir şekilde değerlendirilmesini gerektirir. Dağlık alanlarda tekrarlayıcılar kurmanız gerekir, bu da altyapıyı zorlaştırır.

Vaka çalışmaları - neyin işe yaradığı ve neyin yaramadığı

Geçen yıl Krasnodar Bölgesi'nin bahçecilik sektöründe bir izleme sistemi uyguladık. Buradaki görev sadece nemi kontrol etmek değil, aynı zamanda hava koşullarını dikkate alarak sulamayı tahmin etmekti. Bağlandıktoprak nemi izleme istasyonlarıhava durumu sensörlerine bağlandı ve buharlaşmayı hesaba katan bir algoritma geliştirdi. Sonuç olarak çiftlik, verim kaybı olmadan su tüketimini %22 oranında azalttı.

Ancak Tataristan'daki bir projeyle ilgili kötü bir deneyim yaşandı. Orada sadece toprağın en üst katmanına (0-50 cm) sensörler yerleştirdik; meyve ağaçlarının 1,5 metreye ulaşan kök sistemine sahip olduğunu hesaba katmadık. Kurak dönemde ağaçlarda nem eksikliği yaşanmaya başladı ancak istasyonun okumalarına göre her şey normaldi. Sensörleri farklı derinliklere yeniden kurmak zorunda kaldık; ek maliyetlerden kaçınılabilirdi.

Artık https://www.lyzhihuinongye.ru web sitesinde, farklı mahsuller için sensörlerin kurulum derinliğine ilişkin öneriler yayınlıyoruz. Bu tam da o kötü deneyimin sonucudur; hataları tekrarlamaktansa paylaşmak daha iyidir.

Teknoloji geliştirme beklentileri

Şimdi verilerin alındığı bir sistemi test ediyoruz.izleme istasyonlarıSadece mevcut nemi değil aynı zamanda değişikliklerin dinamiklerini de analiz eden ve en uygun sulama süresini tahmin eden bir sinir ağına beslenir. Şimdilik algoritmanın iyileştirilmesi gerekiyor; bazen hava durumu aniden değiştiğinde garip öneriler üretiyor. Ancak gidişat umut verici.

Bir başka ilginç yön ise toprak nemi verileriyle birleştirilen multispektral kameralardır. Bitkilerde su stresi olan alanları, çıplak gözle görülmeyecek şekilde tespit etmenize olanak sağlar. Akıllı tarım parkı projelerinden birinde bu kombinasyon zamanla belirli alanlardaki drenaj sorunlarının tespit edilmesine yardımcı oldu.

Önümüzdeki yıllarda sanırımtoprak nemi izleme istasyonlarısadece büyük çiftliklerin değil, orta ölçekli çiftlik işletmelerinin de ayrılmaz bir parçası haline gelecek. Önemli olan teknolojilerin sadece 'akıllı oyuncaklar' değil, pratik ve karlı kalmasıdır. Shandong Linyao Akıllı Tarım Teknolojileri LLC'de biz tam olarak bunun üzerinde çalışıyoruz; ileri gelişmeleri tarımsal üreticilerin gerçek ihtiyaçlarıyla birleştiriyoruz.