Didelio tikslumo žemės ūkyje naudojami šie jutiklių tipai:

Dėl gyventojų skaičiaus augimo, klimato kaitos, sumažėjusio kritulių kiekio ir didėjančios maisto paklausos neigiamai veikiamas žemės ūkis, todėl keičiasi auginimo metodai. Todėl norint padidinti derlių ir surinkti tikslius duomenis, labai svarbu taikyti modernias ir tikslias žemės ūkio praktikas bei diegti įvairių tipų jutiklius.

Atsižvelgiant į dabartinę situaciją ir neigiamą poveikį įprastai ūkininkavimo praktikai, žemės ūkis turi būti vykdomas sumaniau, naudojant naujas ir pažangiausias technologijas. Tai vienintelis būdas rasti sprendimą ir patenkinti nesibaigiančius ir augančius pasaulio gyventojų poreikius.

Tiksliosios žemdirbystės jutikliai yra labai efektyvūs žemės ūkyje, nes jie perduoda duomenis, kurie padeda ūkininkams ne tik stebėti, bet ir tobulinti savo produktus bei neatsilikti nuo pokyčių lauke ir ekosistemoje.

Išmanieji žemės ūkio jutikliai padeda lengvai identifikuoti gyvūnus, aptikti rują ir stebėti jų sveikatą, taip palengvindami sergančių karvių izoliaciją ir gydymą, identifikuodami, aptikdami ir sekant bandas.

Naudodami išmaniuosius jutiklius žemės ūkyje, ūkininkai dabar gali registruoti savo pasėlius ir nuotoliniu būdu stebėti jų efektyvumą, kovoti su pasėlių kenkėjais ir imtis greitų veiksmų, kad apsaugotų savo pasėlius nuo bet kokios rizikos aplinkai.

Kas yra jutikliai?

Jutiklis yra įtaisas, kuris suvokia ir reaguoja į tam tikrus įvesties signalus, tokius kaip apšvietimas, judėjimas, slėgis, šiluma ar drėgmė, ir paverčia juos vaizdais arba signalais, kuriuos žmonės gali nuskaityti tolesniam skaitymui ir apdorojimui.

Jie dažniausiai naudojami įvairiose srityse – nuo judesio aptikimo apsaugos sistemose iki temperatūros matavimo ŠVOK sistemose. Jie taip pat naudojami kasdieniuose daiktuose, tokiuose kaip išmanieji telefonai, automobiliai ir buitiniai prietaisai.

Jutikliai veikia aptikdami fizinius arba cheminius aplinkos pokyčius ir paversdami juos elektriniais signalais. Naudojamo jutiklio tipas priklauso nuo aptinkamo pokyčio tipo.

Pavyzdžiui, temperatūros jutiklis aptinka temperatūros pokyčius ir paverčia juos elektriniais signalais, kuriuos gali interpretuoti įrenginys, prie kurio jis prijungtas.

Kokie jutiklių tipai naudojami žemės ūkyje?

Žemės ūkyje naudojami įvairūs jutikliai, kurie leidžia įgyvendinti išmaniosios žemės ūkio integracijos poreikį.

1. Optiniai jutikliai žemės ūkyje

Tai šviesos panaudojimas dirvožemio medžiagoms įvertinti ir daugybei šviesos paplitimo stebėti. Šie jutikliai gali būti montuojami automobiliuose, palydovuose, dronuose ar robotuose, taip įgalinant dirvožemį atspindėti šviesą ir renkant bei apdorojant augalų spalvų duomenis.

Optiniai jutikliai taip pat gali ir gali kondicionuoti molį, natūralias medžiagas ir drėgmę dirvožemio savybės.

2. Elektrocheminiai jutikliai dirvožemio maistinių medžiagų aptikimui

Elektrocheminiai jutikliai padeda rinkti, apdoroti ir kartografuoti dirvožemio cheminius duomenis. Jie paprastai montuojami ant specialiai sukurtų rogių.

Jie pateikia tikslią informaciją, reikalingą žemės ūkiui. Tai apima dirvožemio maistinių medžiagų lygį ir pH. Tada dirvožemio mėginiai siunčiami į... dirvožemio tyrimai Atliekami laboratoriniai ir standartiniai tyrimai.

Matavimai be klaidų, ypač pH nustatymo srityje, atliekami naudojant jonų selektyvų elektrodą. Šie elektrodai pastebi tam tikrų jonų, tokių kaip vandenilis, nitratas ir kalis, paiešką.

3. Mechaniniai dirvožemio jutikliai žemės ūkiui

Šio tipo jutikliai naudojami grunto suspaudimui arba mechaniniam pasipriešinimui matuoti. Šis jutiklis naudoja įtaisą, kuris praeina per gruntą. Tada šis jutiklis užfiksuoja jėgą, apskaičiuotą slėgio svarstyklėmis arba apkrovos elementais.

Kai jutiklis praeina per dirvožemį, jis dokumentuoja laikymo jėgas, atsirandančias dėl dirvožemio pjovimo, trupinimo ir išstūmimo. Dirvožemio mechaninis pasipriešinimas registruojamas slėgio vienetu ir rodo jėgos, reikalingos norint patekti į dirvožemio kanalą, ir įrankio priekinės dalies, kuria jis liečiasi su dirvožemiu, santykį.

4. Dielektriniai dirvožemio drėgmės jutikliai

Šis jutiklis apskaičiuoja dirvožemio drėgmės lygį naudodamas dielektrinę konstantą. Tai elektrinė savybė, kuri keičiasi priklausomai nuo dirvožemio drėgmės kiekio.

Drėgmės jutikliai naudojami kartu su kritulių tikrinimo vietomis visame ūkyje. Tai leidžia patikrinti dirvožemio drėgmės padėtį, kai augmenijos lygis yra žemas.

5. Vietos jutikliai žemės ūkyje

Jie taip pat žinomi kaip žemės ūkio meteorologijos stotys. Jie yra išdėstyti skirtingose laukų vietose. Šie tikslūs žemės ūkio jutikliai naudojami bet kurios reikiamos srities padėties įvairovei, atstumui ir aukščiui nustatyti. Šiuo tikslu jie naudoja GPS palydovų pagalbą.

6. Elektroniniai jutikliai

Jie montuojami traktoriuose ir kitoje lauko įrangoje, siekiant patikrinti įrangos veikimą. Duomenys perduodami korinio ir palydovinio ryšio sistemomis į kompiuterius arba siunčiami tiesiogiai asmenims paštu. Atsakingas vadovas dabar gali turėti prieigą prie informacijos savo biuro kompiuteryje arba asmeniniuose mobiliuosiuose telefonuose.

7. Oro srauto jutikliai

Matavimus galima atlikti konkrečiose vietose judant. Šio tipo jutikliai matuoja oro įsiskverbimą į dirvožemį. Laukiamas rezultatas yra slėgis, reikalingas tam tikram oro kiekiui įstumti į žemę nustatytame gylyje. Yra įvairių dirvožemio savybių, įskaitant drėgmės lygį, dirvožemio tipą, sutankinimą ir struktūrą, kurios sukuria skirtingą identifikavimo parašą.

8. Žemės ūkio jutikliai, daiktų internetas

Didėjant daiktų interneto (IoT) naudojimui, galimybė prijungti įvairius įrenginius tapo įmanoma praktiškai visuose mūsų gyvenimo aspektuose. Visiškai logiška, kad automatizavimas taip pat taikomas žemės ūkyje, nes jis turės jam didelį poveikį.

Šis jutiklis teikia realiuoju laiku informaciją apie tai, kas vyksta lauke, pavyzdžiui, oro temperatūrą, dirvožemio temperatūrą įvairiuose gyliuose, kritulių kiekį, lapų drėgmę, chlorofilą, vėjo greitį, rasos taško temperatūrą, vėjo kryptį, santykinę drėgmę, saulės spinduliuotę ir atmosferos slėgį.

Tai rodo, kad ūkininkai žino, kada jų derlius nuimamas, kiek vandens sunaudojama, kokia dirvožemio būklė ir ar reikia papildomų priemonių. Tai matuojama ir registruojama reguliariais intervalais.

Žemės ūkyje naudojamų jutiklių sąrašas yra ilgas – daiktų interneto jutikliai, tai yra, išmaniojo ūkininkavimo sprendimai. Tiksliojo ūkininkavimo jutiklių naudojimas neabejotinai pakeis žemės ūkio pramonę, padidindamas pasėlių gamybą, pasirinkdamas kenkėjų neturinčias, didelio derlingumo veisles ir patenkindamas didėjančią maisto paklausą.

Populiariausi tiksliosios žemdirbystės jutiklių tipai

Dėl spartaus pasaulio gyventojų skaičiaus augimo ūkininkavimo veikla tapo vis sudėtingesnė, konkurencingesnė, platesnė ir optimizuota.

Technologijų naudojimas lėmė didesnį ūkininkavimo produktyvumą nei anksčiau, todėl padidėjo ūkininkų derlius ir produktų kokybė.

Jutikliai atliko itin svarbų vaidmenį šioje technologinėje pažangoje. Toliau nagrinėjame pagrindinius jutiklius išmaniosiose žemės ūkio technologijose.

1. GPS jutikliai

Šis jutiklis paprastai siejamas su automobilių ir mobiliojo ryšio pramone. Jie yra labai naudingi išmaniajai žemdirbystei. Vienas iš pagrindinių iššūkių, su kuriuo susidūrė senovės gyventojai, buvo avių ganymas, kai galvijams varyti reikėjo naudoti medines lazdas.

Taip yra todėl, kad ūkininkams nepaprastai svarbu sekti savo bandas. Naudojant šiuolaikines GPS sistemas, gyvulių sekimas nebėra iššūkis, nes šis GPS įrenginys turi galimybę stebėti gyvūnus vienu mygtuko paspaudimu.

Kalbant apie mechaninę žemės ūkio pusę, kuri apima augalų derliaus nuėmimą ir susijusius ūkininkavimo metodus, GPS jutikliai buvo pradėti naudoti kartu su mumis, naudojant labai tikslias transporto priemonių valdymo sistemas.

Daugelyje ūkininkavimo sričių, pavyzdžiui, dirbant lauką, automatinio vairavimo sistemų naudojimas gali pagerinti lauko maršrutų sudarymą, sumažinti procesų dubliavimą ir galiausiai sutrumpinti užduočiai atlikti reikalingą laiką.

2. Žemės ūkio temperatūros jutikliai

Kalbant apie išmanųjį žemės ūkį, temperatūros jutikliai yra labai svarbūs dviejose pagrindinėse kategorijose. Šios kategorijos yra aplinkos būklės stebėjimas ir mechaninio turto stebėjimas.

Pavyzdžiui, ledo vyno derliaus nuėmimas paprastai vyksta siaurame temperatūros lange, kai temperatūra derliaus nuėmimo sezono metu pirmą kartą pasiekia nuo -10 °C iki -12 °C. Ledo vyno pramonei reikalingas labai tikslus temperatūros ir drėgmės jutiklis, kad būtų galima tiksliai prognozuoti temperatūros prognozę.

Šio tipo jutikliai atlieka svarbų vaidmenį ne tik stebint fizinės erdvės aplinkos sąlygas, bet ir praktiškai visose išmaniosios žemės ūkio turto stebėjimo programose.

3. Turto stebėsena

Tai dar vienas išmaniojo žemės ūkio taikymas, kuriame temperatūros jutikliai naudojami kaip vertinimo priemonė. Temperatūros jutikliai ne tik stebi nuimamus augalus, bet ir registruoja įrangą, kuria šie augalai renkami.

Kai įrangos sistemai reikia nedidelės priežiūros, ji veikia prastai arba kritiškai sugenda, temperatūros jutiklis siunčia įspėjimą. Jie yra labai veiksmingi praktiškai visose srityse, susijusiose su nuspėjamąja ir reaktyvia priežiūros sistema. Tai savo ruožtu apsaugo nuo perkaitimo ir žalingo įrangos gedimo.

4. Akselerometro jutiklis

Tai gana panašu į temperatūros jutiklių naudojimą prognozuojant techninę priežiūrą. Akselerometrai yra plačiai naudojami išmaniosios žemės ūkio pramonėje, siekiant numatyti ir padėti atlikti reikiamą techninę priežiūrą. Jie dažniausiai naudojami judantiems komponentams ir varikliams.

Jų pagrindinis tikslas – aptikti nedidelius judėjimo ir vibracijos neatitikimų skirtumus ir numatyti, kada reikalinga standartinė priežiūra arba reikia pakeisti pažeistą komponentą.

Vis dėlto šis jutiklis dažniausiai siejamas su žemės ūkiu ir kita žemės ūkio veikla, o akselerometrai atlieka nepakeičiamą vaidmenį prižiūrint gyvybiškai svarbią išmaniąją žemės ūkio įrangą. Akselerometrai taip pat gali būti naudojami įvairiose automatizuotose sistemose ir sekimo metoduose.

Pavyzdžiui, mažos galios akselerometras leidžia lengviau ir greičiau stebėti reguliuojamo purškimo antgalio, esančio tręšimo sijos gale, būseną. Tobulėjant technologijoms, autonominių dronų naudojimas išmaniojoje žemės ūkyje labai priklauso nuo akselerometrų ir inercinių matavimo vienetų (IMU), skirtų judėjimui, greičiui, susidūrimų įvykiams ir net padėčiai erdvėje sekti.

Išmaniųjų kamerų naudojimas žemės ūkyje

Kalbant apie išmaniųjų kamerų technologiją, ji toli gražu nėra senasis analoginis jutiklis. Išmaniosios kameros vis dažniau naudojamos įvairiose išmaniosios žemės ūkio programose.

Įvairios įmonės, tokios kaip „Blue River Technology“, „John Deere“ padalinys, pradėjo naudoti išmaniųjų kamerų technologiją piktžolėms ir kitoms augalų vietoms aptikti.

Dėl to atliekamas automatinis ir tikslus herbicidų ir trąšų dozavimas. Tai leidžia efektyviai panaudoti chemines medžiagas ir padidinti bendrą produktyvumą, tuo pačiu sumažinant cheminių medžiagų naudojimą.

Vienas didžiausių iššūkių žemės ūkyje yra kenkėjų kontrolė. Naudodami išmaniąsias kameras, ūkininkai dabar gali aptikti kenkėjus realiuoju laiku ir efektyviai stebėti veiksmus prieš kenkėjus, nebūtinai pakenkdami naudingiems žemės ūkio vabzdžiams.

Išmaniosios kameros taip pat gali pakeisti pusiau senus jutiklius, tokius kaip aplinkos šviesos stebėjimas, taip supaprastinant sistemą ir sumažinant komponentų skaičių.

Tikslusis ūkininkavimas – tai konkrečių sąnaudų naudojimas įvairiais kiekiais, siekiant optimizuoti ekonominį efektyvumą ir sumažinti nuostolius. Tiksliojo ūkininkavimo jutiklių naudojimas padeda ūkininkams sklandžiai pereiti nuo senų ūkininkavimo veiklos būdų.

GeoPard Žemės ūkis yra debesijos pagrindu veikianti galinga priemonė tiksliam duomenų analizei, kūrimui ir išmaniajai žvalgybai. Tai patikimas įrankis žemės ūkio operacijoms – nuo planavimo iki įgyvendinimo ir praktikos koregavimo remiantis pateiktais duomenimis.

„GeoPard“ padėjo įkurti įvairias tiksliosios žemdirbystės programinės įrangos įmones ir gali pasiūlyti jums puikų sprendimą. Apibendrinant galima teigti, kad išmaniosios žemdirbystės pramonė nuolat auga, ypač dėl naujų sprendimų, kurie kasdien pasirodo rinkoje.

Įranga ir prietaisai, kurie kaupia jutiklių duomenis, perduoda svarbią informaciją ūkininkams ir optimizuoja daugybę žemės ūkio procesų, yra nepaprastai svarbūs.

Įvairių tipų jutiklių svarbos negalima pervertinti, nes jie padeda patenkinti maisto paklausą, padidinti derlių ir sumažinti išteklių sąnaudas.

Šie skirtingi tiksliosios žemdirbystės jutiklių tipai yra lengvai valdomi ir ilgainiui pigesni. Jie palengvina ūkininkų gyvenimą ir padidina bendrą pristatomų produktų kiekį bei kokybę. Kiekvienam ūkio savininkui patartina apsvarstyti išmanųjį ūkininkavimą.

Dažnai užduodami klausimai

1. Kodėl mums reikia išmaniojo žemės ūkio?

Išmanusis žemės ūkis yra labai svarbus dėl kelių priežasčių. Jis didina produktyvumą ir efektyvumą, pasitelkdamas technologijas ir duomenimis pagrįstus sprendimus, siekdamas optimizuoti išteklių, tokių kaip vanduo ir trąšos, naudojimą, o tai lemia didesnį derlių ir mažesnį atliekų kiekį. Jis leidžia tiksliai stebėti pasėlius, dirvožemio sąlygas ir oro sąlygas, todėl ūkininkai gali priimti pagrįstus sprendimus realiuoju laiku ir mažinti riziką. 

2. Kokius jutiklius turi žemės ūkio robotai?

Žemės ūkio robotai aprūpinti įvairiais jutikliais, kad galėtų efektyviai atlikti savo užduotis. Šie jutikliai apima regos jutiklius pasėliams ir objektams aptikti, GPS ir navigacijos jutiklius tiksliam padėties nustatymui, aplinkos jutiklius temperatūrai, drėgmei ir dirvožemio sąlygoms matuoti bei artumo jutiklius kliūtims aptikti.

Naudodami šiuos jutiklius, žemės ūkio robotai gali savarankiškai naršyti laukuose, stebėti pasėlius ir tiksliai bei kruopščiai atlikti tokias užduotis kaip sėjimas, purškimas ir derliaus nuėmimas. 

3. Kokie yra žemės ūkio jutiklių apribojimai?

Žemės ūkio jutikliai turi tam tikrų apribojimų, į kuriuos reikėtų atsižvelgti. Pirma, jutiklių tikslumas ir patikimumas gali skirtis, todėl gali atsirasti matavimo klaidų ar neatitikimų. Antra, kai kuriems jutikliams gali reikėti dažno kalibravimo ar priežiūros, kad būtų užtikrintas optimalus veikimas.

Trečia, jutikliai gali netiksliai užfiksuoti tam tikrus aplinkos veiksnius ar jų pokyčius, todėl jų gebėjimas pateikti išsamią informaciją yra ribotas.