Milliseid andureid täppispõllumajanduses kasutatakse?

Rahvastiku kasvu, kliimamuutuste, vähenenud sademete hulga ja kasvava toidunõudluse tõttu on põllumajandusele negatiivne mõju, mis toob kaasa muutusi harimismeetodites. Seetõttu on saagikuse parandamiseks ja täpsete andmete kogumiseks oluline võtta kasutusele kaasaegsed ja täppispõllumajandustavad ning paigaldada mitmesuguseid andureid.

Arvestades viimast olukorda ja selle negatiivset mõju tavapärastele põllumajandustavadele, tuleb põllumajandusega tegeleda arukamalt, kasutades uut ja tipptasemel tehnoloogiat. See on ainus viis pakkuda lahendust ja rahuldada maailma rahvastiku lõputuid ja kasvavaid vajadusi.

Täppispõllumajanduse andurid on põllumajanduses väga tõhusad, kuna need edastavad andmeid, mis aitavad põllumeestel mitte ainult jälgida, vaid ka täiustada oma tooteid ning olla kursis muutustega põllul ja ökosüsteemis.

Nutikad põllumajanduslikud andurid aitavad loomi hõlpsalt tuvastada, innaaega avastada ja nende tervist jälgida, hõlbustades seeläbi haigete lehmade isoleerimist ja tervenemist karjade tuvastamise, avastamise ja jälgimise kaudu.

Kasutades põllumajanduses nutikaid andureid, saavad põllumehed nüüd oma saaki registreerida ja selle tõhusust eemalt jälgida, tegeleda kahjuritega ja võtta kiireid meetmeid, et kaitsta oma saaki keskkonnariskide eest.

Mis on andurid?

Andur on seade, mis tajub ja reageerib teatud sisenditele, näiteks valgustusele, liikumisele, rõhule, soojusele või niiskusele, ning teisendab need kujutiseks või signaalideks, mida inimesed saavad edasiseks lugemiseks ja töötlemiseks lugeda.

Neid kasutatakse tavaliselt erinevates rakendustes, alates liikumise tuvastamisest turvasüsteemides kuni temperatuuri mõõtmiseni HVAC-süsteemides. Neid kasutatakse ka igapäevastes esemetes, nagu nutitelefonid, autod ja kodumasinad.

Andurid töötavad nii, et tuvastavad keskkonnas toimuvaid füüsikalisi või keemilisi muutusi ja teisendavad need elektrilisteks signaalideks. Kasutatava anduri tüüp sõltub tuvastatava muutuse tüübist.

Näiteks temperatuuriandur tuvastab temperatuurimuutusi ja teisendab need elektrilisteks signaalideks, mida seade, millega see on ühendatud, saab tõlgendada.

Milliseid andureid põllumajanduses kasutatakse?

Põllumajanduses kasutatakse mitmesuguseid andureid, mis võimaldavad nutikat põllumajanduslikku kaasamist.

1. Optilised andurid põllumajanduses

See on valguse kasutamine mullamaterjalide hindamiseks ja lugematute valguse levimuse jälgimiseks. Neid andureid saab paigutada autodele, satelliitidele, droonidele või robotitele, võimaldades seeläbi mulla peegeldumist ning taimede värviandmete kogumist ja töötlemist.

Optilistel anduritel on ka võime ja suutlikkus töödelda savi, looduslikku ainet ja niiskust mulla omadused.

2. Elektrokeemilised andurid mulla toitainete tuvastamiseks

Elektrokeemilised andurid aitavad mulla keemilisi andmeid koguda, töödelda ja kaardistada. Need on tavaliselt paigaldatud spetsiaalselt selleks loodud kelkudele.

Nad pakuvad põllumajanduses vajalikku täpset teavet. See hõlmab mulla toitainesisaldust ja pH-d. Seejärel saadetakse mullaproovid ... pinnase testimine Tehakse nii laboratoorseid kui ka standardseid protseduure.

Ioonselektiivse elektroodi abil saab eriti pH määramisel teha veatuid mõõtmisi. Need elektroodid registreerivad teatud ioone, näiteks vesinikku, nitraati ja kaaliumi.

3. Mehaanilised mullaandurid põllumajandusele

Seda tüüpi andureid kasutatakse pinnase kokkusurumise või mehaanilise vastupanu mõõtmiseks. See andur kasutab rakendust, mis läbib pinnast. Seejärel salvestab andur rõhukaalude või koormusandurite abil arvutatud jõu.

Kui andur läbib pinnast, dokumenteerib see pinnase lõikamise, purustamise ja nihutamise tagajärjel tekkivaid hoidejõude. Pinnase mehaaniline takistus registreeritakse rõhuühikus ja see näitab pinnasekanalisse sisenemiseks vajaliku jõu ja pinnasega kokkupuutuva tööriista esiosa suhet.

4. Dielektrilised mulla niiskuseandurid

See andur arvutab mulla niiskustaset dielektrilise konstandi abil. See on elektriline omadus, mis asendab andmeid olenevalt mulla niiskusesisaldusest.

Niiskusandureid kasutatakse koos sademete kontrollimise kohtadega kogu talus. See võimaldab kontrollida mulla niiskusesisaldust madala taimestiku korral.

5. Asukohaandurid põllumajanduses

Neid tuntakse ka põllumajanduslike ilmajaamadena. Need paiknevad põldudel erinevates kohtades. Neid täppispõllumajanduse andureid kasutatakse mis tahes asukoha sordi, kauguse ja kõrguse määramiseks nõutavas piirkonnas. Selleks kasutavad nad GPS-satelliitide abi.

6. Elektroonilised andurid

Need paigaldatakse traktoritele ja muudele põllutehnika seadmetele seadmete töö kontrollimiseks. Andmeid edastatakse mobiilside- ja satelliitsidesüsteemide kaudu arvutitesse või saadetakse otse üksikisikutele posti teel. Vastutaval juhendajal on nüüd teabele juurdepääs kas oma kontoriarvutist või isiklikust mobiiltelefonist.

7. Õhuvooluandurid

Mõõtmisi saab teha kindlates kohtades liikvel olles. Seda tüüpi andurid mõõdavad õhu läbitungimist pinnasesse. Oodatav tulemus on rõhk, mis on vajalik kindlaksmääratud õhuhulga maasse surumiseks etteantud sügavusele. Pinnases on mitmesuguseid omadusi, sealhulgas niiskustase, mullatüüp, tihendus ja struktuur, mis tekitavad erineva identifitseerimistunnuse.

8. Põllumajandussensorid IoT

Asjade interneti (IoT) kasutuselevõtu kasvuga on erinevate seadmete ühendamise võimalus levinud praktiliselt igas meie elu aspektis. On täiesti loogiline, et automatiseerimine leiab oma rakenduse ka põllumajanduses, kuna sellel on sellele suur mõju.

See andur annab reaalajas teavet põllul toimuva kohta, sealhulgas õhutemperatuur, mulla temperatuur erinevatel sügavustel, sademete hulk, lehtede niiskus, klorofüll, tuule kiirus, kastepunkti temperatuur, tuule suund, suhteline õhuniiskus, päikesekiirgus ja atmosfäärirõhk.

See näitab, et põllumehed teavad, millal on nende saagi koristustähtaeg, kui palju vett kasutatakse, milline on mulla seisund ja kas on vaja täiendavat sisendit. Seda mõõdetakse ja registreeritakse plaanipäraste ajavahemike järel.

Põllumajanduses kasutatakse mitmesuguseid andureid, näiteks asjade interneti andureid, mis tähendab nutika põllumajanduse lahendusi (Solutions for Smart Farming). Täppispõllumajanduse andurite kasutamine muudab kindlasti põllumajandustööstust, suurendades saagikust, võttes kasutusele kahjurivabad ja suure saagikusega põllukultuuride sordid ning rahuldades kasvavat toidunõudlust.

Kõige populaarsemad täppispõllumajanduse andurite tüübid

Maailma rahvastiku kiire kasvu tagajärjel on põllumajandustegevus muutunud üha keerukamaks, konkurentsivõimelisemaks, ulatuslikumaks ja optimeeritumaks.

Tehnoloogia kasutamine on muutnud põllumajandustegevuse varasemast tootlikumaks, suurendades seeläbi põllumeeste saagi hulka ja toodete kvaliteeti.

Anduritel on selles tehnoloogilises arengus olnud oluline roll. Allpool uurime nutika põllumajandustehnoloogia peamisi andureid.

1. GPS-andurid

Seda andurit seostatakse üldiselt autotööstuse ja mobiilside tööstusega. Need on nutika põllumajanduse jaoks väga kasulikud. Üks suur väljakutse, millega muistsed asunikud on silmitsi seisnud, on lammaste karjatamine, kus nad peavad oma karja ajamiseks kasutama puidust keppe.

Seda seetõttu, et karjade jälgimine on põllumeeste jaoks ülioluline. Tänapäevase GPS-i abil pole kariloomade jälgimine enam probleem, kuna see GPS on täiustatud võimalusega jälgida loomi vaid ühe nupuvajutusega.

Põllumajanduse mehaanilise poole osas, mis hõlmab taimede koristamist ja sellega seotud põllumajandustehnikaid, on GPS-andurite kasutamine ülitäpsete sõidukijuhtimissüsteemide puhul omaks võetud.

Paljudes põllumajanduslikes rakendustes, näiteks põllu harimisel, võib automaatselt juhitavate süsteemide kasutamine parandada põllu marsruutimist, vähendada kattuvaid protsesse ja lõpuks lühendada ülesande täitmiseks kuluvat aega.

2. Põllumajanduslikud temperatuuriandurid

Nutika põllumajanduse puhul on temperatuuriandurid olulised kahes põhikategoorias. Need kategooriad on ümbritseva keskkonna seisundi jälgimine ja mehaaniliste varade jälgimine.

Näiteks jääveini koristamine toimub tavaliselt kitsa temperatuurivahemiku piires, kui temperatuur langeb koristushooajal esmakordselt vahemikku -10 °C kuni -12 °C. Jääveinitööstus vajab temperatuuriprognoosi täpseks ennustamiseks ülitäpset temperatuuri- ja niiskusandurit.

Sellised andurid ei mängi olulist rolli mitte ainult füüsilise ruumi ümbritsevate tingimuste jälgimisel, vaid mängivad olulist rolli praktiliselt kõigis nutikate põllumajandusvarade jälgimise rakendustes.

3. Varade jälgimine

See on veel üks nutika põllumajanduse rakendus, mis kasutab temperatuuriandureid hindamise eesmärgil. Lisaks koristatavate taimede jälgimisele jälgivad temperatuuriandurid ka seadmeid, mis neid taimi koguvad.

Kui seadmesüsteem vajab väiksemat hooldust, töötab ebapiisavalt või on kriitilises rikkes, annab temperatuuriandur hoiatuse. Need on väga tõhusad praktiliselt kõiges, mis on seotud ennustava ja reaktiivse hooldussüsteemiga. See omakorda kaitseb seadmeid ülekuumenemise ja kahjulike rikete eest.

4. Kiirendusmõõturi andur

See on üsna sarnane temperatuuriandurite kasutamisele hoolduse prognoosimisel. Kiirendusmõõtureid kasutatakse laialdaselt nutika põllumajanduse valdkonnas vajaliku hoolduse ennustamiseks ja abistamiseks. Neid kasutatakse enamasti liikuvate komponentide ja mootorite puhul.

Nende peamine eesmärk on tuvastada liikumise ja vibratsiooni väiksemaid erinevusi ning ennustada, millal on vaja standardhooldust või millal tuleb mõni kahjustatud komponent välja vahetada.

Kuigi see andur on tavaliselt seotud põllumajanduse ja muu põllumajandusega, mängivad kiirendusmõõturid asendamatut rolli oluliste nutikate põllumajandusseadmete hooldamisel. Kiirendusmõõtureid saab kasutada ka erinevates automatiseeritud süsteemides ja jälgimismeetodites.

Näiteks väikese võimsusega kiirendusmõõtur muudab väetamiskiire otsas oleva reguleeritava pihusti oleku jälgimise lihtsamaks ja kiiremaks. Ebasoodsa tehnoloogia tõttu sõltub autonoomsete droonide kasutamine nutikas põllumajanduses kriitiliselt kiirendusmõõturitest ja inertsiaalmõõteseadmetest (IMU), et jälgida liikumist, kiirust, kokkupõrkeid ja isegi asukohta ruumis.

Nutikate kaamerate kasutamine põllumajanduses

Nutika kaameratehnoloogia puhul on see kaugel vanast analoogsensorist. Nutikaid kaameraid on üha enam kasutusele võetud mitmesuguste nutika põllumajanduse rakenduste jaoks.

Mitmed ettevõtted, näiteks John Deere'i allüksus Blue River Technology, on umbrohtude ja muude taimede asukohtade tuvastamiseks kasutusele võtnud nutika kaameratehnoloogia.

Selle tulemusel toimub herbitsiidide ja väetise automaatne ja täpne väljastamine. See kasutab kemikaale maksimaalselt ära ja suurendab üldist tootlikkust, vähendades samal ajal kemikaalide kasutamist.

Üks olulisemaid väljakutseid põllumajanduses on kahjuritõrje. Nutikate kaamerate abil saavad põllumehed nüüd kahjureid reaalajas tuvastada ja tõhusalt jälgida kahjurite vastaseid meetmeid, ilma et see kahjustaks tingimata kasulikke põllumajandusputukaid.

Nutikad kaamerad võivad asendada ka pooltraditsioonilisi andureid, näiteks ümbritseva valguse jälgimist, võimaldades seeläbi lihtsustatud süsteemi ja komponentide arvu vähendamist.

Täppispõllumajandus on konkreetsete sisendite kasutamine erinevates kogustes, et optimeerida majanduslikku efektiivsust ja vähendada raiskamist. Täppispõllumajanduse andurite kasutamine aitab põllumeestel sujuvalt loobuda vanadest põllumajandusmeetoditest.

GeoPard Põllumajandus on pilvepõhine jõujaam täpseks andmete analüüsiks, loomiseks ja nutikaks skautimiseks. Need on usaldusväärne tööriist põllumajandustoiminguteks alates planeerimisest kuni elluviimise ja esitatud andmete põhjal tavade kohandamiseni.

GeoPard on aidanud kaasa mitmete täppispõllumajanduse tarkvaraettevõtete käivitamisele ja pakub teile suurepärast lahendust. Kokkuvõtteks võib öelda, et nutika põllumajanduse sektor kasvab pidevalt, eriti uute lahendustega, mis turule iga päev tulevad.

Seadmed ja instrumendid, mis koondavad andurite andmeid, edastavad põllumajandustootjatele olulist teavet ja optimeerivad arvukalt põllumajandusprotsesse, on äärmiselt olulised.

Erinevat tüüpi andurite olulisust ei saa üle tähtsustada, kuna need aitavad rahuldada toidunõudlust, suurendada saagikust ja minimeerida ressursse.

Need erinevat tüüpi täppispõllumajanduse andurid on hõlpsasti kasutatavad ja pikas perspektiivis odavamad. Need teevad põllumeeste elu lihtsamaks ning suurendavad tarnitavate toodete üldist kogust ja kvaliteeti. Igal põllumehel on soovitatav kaaluda nutikat põllumajandust.

Korduma kippuvad küsimused

1. Miks me vajame nutikat põllumajandust?

Nutikas põllumajandus on mitmel põhjusel ülioluline. See suurendab tootlikkust ja tõhusust, kasutades tehnoloogiat ja andmepõhiseid lahendusi ressursside, näiteks vee ja väetiste, kasutamise optimeerimiseks, mis omakorda suurendab saagikust ja vähendab jäätmeid. See võimaldab põllukultuuride, mullatingimuste ja ilmastikumustrite täpset jälgimist, mis võimaldab põllumeestel teha reaalajas teadlikke otsuseid ja maandada riske. 

2. Millised andurid on põllumajandusrobotitel?

Põllumajandusrobotid on oma ülesannete tõhusaks täitmiseks varustatud mitmesuguste anduritega. Nende andurite hulka kuuluvad nägemisandurid saagi ja objektide tuvastamiseks, GPS- ja navigatsiooniandurid täpseks positsioneerimiseks, keskkonnaandurid temperatuuri, niiskuse ja mullatingimuste mõõtmiseks ning lähedusandurid takistuste tuvastamiseks.

Neid andureid kasutades saavad põllumajandusrobotid autonoomselt põldudel navigeerida, põllukultuure jälgida ning täpselt ja täpselt täita selliseid ülesandeid nagu külvamine, pritsimine ja koristamine. 

3. Millised on põllumajanduslike andurite piirangud?

Põllumajandussensoritel on teatud piirangud, mida tuleks arvesse võtta. Esiteks võivad sensorite täpsus ja töökindlus varieeruda, mis võib põhjustada mõõtmisvigu või ebajärjekindlust. Teiseks võivad mõned sensorid optimaalse jõudluse tagamiseks vajada sagedast kalibreerimist või hooldust.

Kolmandaks, andurid ei pruugi teatud keskkonnategureid või -variatsioone täpselt tabada, mis piirab nende võimet anda põhjalikku teavet.