Kādi sensori tiek izmantoti precīzajā lauksaimniecībā?

Iedzīvotāju skaita pieauguma, klimata pārmaiņu, samazināta nokrišņu daudzuma un pieaugošā pārtikas pieprasījuma dēļ lauksaimniecība tiek negatīvi ietekmēta, kā rezultātā mainās audzēšanas metodes. Tāpēc, lai uzlabotu ražu un apkopotu precīzus datus, ir svarīgi ieviest modernas un precīzas lauksaimniecības prakses un uzstādīt dažāda veida sensorus.

Ņemot vērā jaunāko situāciju un tās negatīvo ietekmi uz ierasto lauksaimniecības praksi, lauksaimniecība ir jāveic saprātīgāk, izmantojot jaunas un modernākās tehnoloģijas. Tas ir vienīgais veids, kā rast risinājumu un apmierināt pasaules iedzīvotāju nebeidzamās un pieaugošās vajadzības.

Precīzās lauksaimniecības sensori ir ļoti efektīvi lauksaimniecībā, jo tie pārraida datus, kas palīdz lauksaimniekiem ne tikai uzraudzīt, bet arī uzlabot savus produktus un sekot līdzi izmaiņām laukā un ekosistēmā.

Viedie lauksaimniecības sensori palīdz viegli identificēt dzīvniekus, noteikt meklēšanos un uzraudzīt to veselību, tādējādi atvieglojot slimu govju izolāciju un dziedināšanu, identificējot, atklājot un sekojot ganāmpulkiem.

Izmantojot viedos sensorus lauksaimniecībā, lauksaimnieki tagad var reģistrēt savu kultūraugu ražu un attālināti uzraudzīt tās efektivitāti, cīnīties pret kultūraugu kaitēkļiem un ātri rīkoties, lai aizsargātu savu kultūraugu no jebkāda riska videi.

Kas ir sensori?

Sensors ir ierīce, kas uztver un reaģē uz noteiktām ieejām, piemēram, apgaismojumu, kustību, spiedienu, siltumu vai mitrumu, un pārveido tās attēlojumā vai signālos, ko cilvēki var nolasīt tālākai lasīšanai un apstrādei.

Tos parasti izmanto dažādos pielietojumos, sākot no kustības noteikšanas drošības sistēmās līdz temperatūras mērīšanai HVAC sistēmās. Tos izmanto arī ikdienas priekšmetos, piemēram, viedtālruņos, automašīnās un ierīcēs.

Sensori darbojas, nosakot fiziskas vai ķīmiskas izmaiņas vidē un pārveidojot tās elektriskos signālos. Izmantotā sensora veids ir atkarīgs no konstatējamo izmaiņu veida.

Piemēram, temperatūras sensors uztver temperatūras izmaiņas un pārveido tās elektriskos signālos, ko var interpretēt ierīce, kurai tas ir pievienots.

Kādi sensoru veidi tiek izmantoti lauksaimniecībā?

Lauksaimniecībā tiek izmantoti dažādi sensoru veidi, kas nodrošina viedas lauksaimniecības iekļaušanas nepieciešamību.

1. Optiskie sensori lauksaimniecībā

Šī ir gaismas izmantošana, lai novērtētu augsnes materiālus un izsekotu neskaitāmas gaismas izplatības. Šos sensorus var novietot uz automašīnām, satelītiem, droniem vai robotiem, tādējādi ļaujot augsnei atstarot gaismu un apkopot un apstrādāt augu krāsu datus.

Optiskajiem sensoriem ir arī spēja un kapacitāte kondicionēt mālu, dabisko vielu un mitrumu. augsnes īpašības.

2. Elektroķīmiskie sensori augsnes barības vielu noteikšanai

Elektroķīmiskie sensori palīdz apkopot, apstrādāt un kartēt augsnes ķīmiskos datus. Tie parasti ir uzstādīti uz speciāli izstrādātām ragavām.

Tie sniedz precīzu informāciju, kas nepieciešama lauksaimniecībai. Tas ietver augsnes barības vielu līmeni un pH līmeni. Pēc tam augsnes paraugi tiek nosūtīti uz augsnes pārbaude Tiek veiktas laboratorijas un standarta procedūras.

Izmantojot jonu selektīvo elektrodu, tiek veikti mērījumi bez kļūdām, īpaši pH noteikšanas jomā. Šie elektrodi uztver noteiktu jonu, piemēram, ūdeņraža, nitrāta un kālija, meklēšanu.

3. Mehāniskie augsnes sensori lauksaimniecībai

Šāda veida sensorus izmanto augsnes saspiešanas vai mehāniskās pretestības mērīšanai. Šis sensors izmanto lietojumprogrammu, kas iet caur augsni. Pēc tam šis sensors reģistrē spēku, ko aprēķina ar spiediena svariem vai slodzes sensoriem.

Kad sensors iet cauri augsnei, tas dokumentē noturēšanas spēkus, kas rodas augsnes griešanas, saspiešanas un pārvietošanas laikā. Augsnes mehāniskā pretestība tiek reģistrēta spiediena vienībā un norāda attiecību starp spēku, kas nepieciešams, lai ieietu augsnes kanālā, un instrumenta frontālo laukumu, kas saskaras ar augsni.

4. Dielektriskie augsnes mitruma sensori

Šis sensors aprēķina mitruma līmeni augsnē, izmantojot dielektrisko konstanti. Tā ir elektriska īpašība, kas mainās atkarībā no mitruma satura augsnē.

Mitruma sensori tiek izmantoti kopā ar nokrišņu pārbaudes vietām visā saimniecībā. Tas ļauj pārbaudīt augsnes mitruma atrašanās vietu, kad veģetācijas līmenis ir zems.

5. Atrašanās vietas sensori lauksaimniecībā

Tās ir pazīstamas arī kā lauksaimniecības meteoroloģiskās stacijas. Tās ir novietotas dažādās vietās laukos. Šie precīzās lauksaimniecības sensori tiek izmantoti, lai noteiktu jebkuras pozīcijas šķirni, attālumu un augstumu vajadzīgajā apgabalā. Šim nolūkam tie izmanto GPS satelītu palīdzību.

6. Elektroniskie sensori

Tie tiek uzstādīti uz traktoriem un cita lauka aprīkojuma, lai pārbaudītu iekārtu darbību. Dati tiek pārraidīti, izmantojot mobilo un satelītu sakaru sistēmas, uz datoriem vai nosūtīti pa pastu tieši personām. Atbildīgais vadītājs tagad var piekļūt informācijai vai nu savā biroja datorā, vai personīgajā mobilajā tālrunī.

7. Gaisa plūsmas sensori

Tās mērījumus var veikt noteiktās vietās kustības laikā. Šāda veida sensori mēra gaisa iekļūšanu augsnē. Paredzamais rezultāts ir spiediens, kas nepieciešams, lai noteiktā dziļumā iesūknētu noteiktu gaisa daudzumu zemē. Ir dažādas augsnes īpašības, tostarp mitruma līmenis, augsnes tips, sablīvēšanās un struktūra, kas rada atšķirīgu identifikācijas zīmi.

8. Lauksaimniecības sensori lietu internetam (IoT)

Līdz ar lietu interneta (IoT) pieaugošo ieviešanu, iespēja savienot dažādas ierīces ir ieviesta praktiski visos mūsu dzīves aspektos. Ir tikai loģiski, ka automatizācija atrod savu pielietojumu arī lauksaimniecībā, jo tai būs liela ietekme uz to.

Šis sensors sniedz reāllaika informāciju par notiekošo uz lauka, tostarp gaisa temperatūru, augsnes temperatūru dažādos dziļumos, nokrišņus, lapu mitrumu, hlorofilu, vēja ātrumu, rasas punkta temperatūru, vēja virzienu, relatīvo mitrumu, saules starojumu un atmosfēras spiedienu.

Tas norāda, ka lauksaimnieki zina, kad ir pienācis ražas novākšanas laiks, cik daudz ūdens tiek izmantots, kāda ir augsnes veselība un vai ir nepieciešama papildu palīdzība. Tas tiek mērīts un reģistrēts plānotos intervālos.

Lauksaimniecībā tiek izmantots plašs sensoru saraksts — lietu interneta (IoT) sensori, kas nozīmē viedās lauksaimniecības risinājumi. Precīzās lauksaimniecības sensoru izmantošana noteikti pārveidos lauksaimniecības nozari, palielinot kultūraugu ražošanu, ieviešot kaitēkļiem nekaitīgas augstražīgas kultūraugu šķirnes un apmierinot pieaugošo pārtikas pieprasījumu.

Populārākie precīzās lauksaimniecības sensoru veidi

Strauji pieaugot pasaules iedzīvotāju skaitam, lauksaimniecības darbības ir kļuvušas arvien sarežģītākas, konkurētspējīgākas, plašākas un optimizētākas.

Tehnoloģiju izmantošana ir novedusi pie tā, ka lauksaimniecības darbības ir kļuvušas produktīvākas nekā iepriekš, tādējādi palielinot lauksaimnieku ražas apjomu un produktu kvalitāti.

Sensoriem ir bijusi izšķiroša loma šajā tehnoloģiskajā attīstībā. Tālāk mēs izpētīsim galvenos sensorus viedās lauksaimniecības tehnoloģijās.

1. GPS sensori

Šis sensors parasti tiek saistīts ar autobūves un mobilo sakaru nozarēm. Tie ir ļoti izdevīgi viedajā lauksaimniecībā. Viena no lielākajām grūtībām, ar ko nācās saskarties senajiem kolonistiem, ir aitu ganīšana, jo lopu dzīšanai jāizmanto koka spieķi.

Tas ir tāpēc, ka lauksaimniekiem ir ārkārtīgi svarīgi sekot līdzi saviem ganāmpulkiem. Izmantojot mūsdienu GPS, mājlopu izsekošana vairs nav izaicinājums, jo šis GPS ir papildināts ar iespēju uzraudzīt dzīvniekus, vienkārši nospiežot pogu.

Attiecībā uz lauksaimniecības mehānisko pusi, kas ietver augu novākšanu un saistītās lauksaimniecības metodes, GPS sensoru izmantošana ir ieviesta ļoti precīzās transportlīdzekļu vadības sistēmās.

Daudzos lauksaimniecības darbos, piemēram, lauka apstrādē, automātiski vadāmu sistēmu izmantošana var uzlabot lauka maršrutēšanu, samazināt procesu pārklāšanos un galu galā samazināt uzdevuma veikšanai nepieciešamo laiku.

2. Lauksaimniecības temperatūras sensori

Runājot par viedo lauksaimniecību, temperatūras sensoriem ir izšķiroša nozīme divās galvenajās kategorijās. Šīs kategorijas ir apkārtējās vides stāvokļa uzraudzība un mehānisko aktīvu uzraudzība.

Piemēram, ledus vīna novākšana parasti notiek šaurā temperatūras diapazonā, kad temperatūra ražas novākšanas sezonā pirmo reizi sasniedz no -10°C līdz -12°C. Ledus vīna nozarei ir nepieciešams ļoti precīzs temperatūras un mitruma sensors, lai sniegtu precīzu temperatūras prognozes prognozi.

Šāda veida sensoriem ir svarīga loma ne tikai fiziskās telpas apkārtējās vides apstākļu uzraudzībā, bet arī praktiski visās viedās lauksaimniecības aktīvu uzraudzības lietojumprogrammās.

3. Aktīvu uzraudzība

Šis ir vēl viens viedās lauksaimniecības pielietojums, kas izmanto temperatūras noteikšanu kā novērtēšanas funkciju. Papildus novākto augu novērošanai temperatūras sensori ņem vērā aprīkojumu, kas šos augus savāc.

Ikreiz, kad iekārtu sistēmai nepieciešama neliela apkope, tā darbojas nepietiekami labi vai kritiski sabojājas, temperatūras sensors sūta brīdinājumu. Tie ir ļoti efektīvi praktiski visā, kas saistīts ar paredzamo un reaģējošo apkopes sistēmu. Tas savukārt aizsargā pret pārkaršanu un iekārtas bojājumiem.

4. Akselerometra sensors

Tas ir diezgan līdzīgi temperatūras sensoru izmantošanai apkopes prognozēšanā. Akselerometri tiek plaši izmantoti viedās lauksaimniecības nozarē, lai prognozētu un palīdzētu veikt nepieciešamo apkopi. Tos galvenokārt izmanto kustīgām detaļām un motoriem.

To galvenais mērķis ir noteikt nelielas kustības un vibrācijas neatbilstības un paredzēt, kad nepieciešama standarta apkope vai jānomaina bojāta sastāvdaļa.

Lai gan šis sensors parasti tiek saistīts ar lauksaimniecību un citām lauksaimniecības nozarēm, akselerometriem ir neaizstājama loma svarīgu viedās lauksaimniecības iekārtu uzturēšanā. Akselerometrus var izmantot arī dažādās automatizētās sistēmās un izsekošanas metodēs.

Piemēram, mazjaudas akselerometrs atvieglo un paātrina regulējamas smidzināšanas sprauslas stāvokļa uzraudzību mēslošanas sijas galā. Ņemot vērā nelabvēlīgās tehnoloģijas, autonomo dronu izmantošana viedajā lauksaimniecībā ir kritiski atkarīga no akselerometriem un inerciālajām mērvienībām (IMU), lai izsekotu kustību, ātrumu, avāriju notikumus un pat pozīciju telpā.

Viedkameru izmantošana lauksaimniecībā

Runājot par viedkameru tehnoloģiju, tā ir tālu no vecajiem analogajiem sensoriem. Viedkameras arvien vairāk tiek izmantotas dažādiem viedās lauksaimniecības lietojumiem.

Dažādi uzņēmumi, piemēram, Blue River Technology, kas ir John Deere nodaļa, ir ieviesuši viedkameru tehnoloģiju izmantošanu nezāļu un citu augu atrašanās vietu noteikšanai.

Rezultātā tiek veikta automātiska un precīza herbicīdu un mēslojuma dozēšana. Tas maksimāli izmanto ķīmiskās vielas un palielina kopējo produktivitāti, vienlaikus samazinot ķīmisko vielu patēriņu.

Viens no būtiskākajiem izaicinājumiem lauksaimniecībā ir kaitēkļu apkarošanas jautājums. Izmantojot viedās kameras, lauksaimnieki tagad var reāllaikā atklāt kaitēkļus un efektīvi uzraudzīt darbības pret kaitēkļiem, ne vienmēr kaitējot labvēlīgajiem lauksaimniecības kukaiņiem.

Viedās kameras var aizstāt arī daļēji novecojušas sensorierīces, piemēram, apkārtējās gaismas monitoringu, tādējādi nodrošinot vienkāršotu sistēmu un samazinot komponentu skaitu.

Precīzā lauksaimniecība ir noteiktu resursu izmantošana dažādās devās, lai optimizētu ekonomisko efektivitāti un samazinātu atkritumus. Precīzās lauksaimniecības sensoru izmantošana palīdz lauksaimniekiem vienmērīgi atteikties no vecajiem lauksaimniecības darbību veikšanas veidiem.

GeoPard Lauksaimniecība ir mākonī balstīta jaudīga ierīce precīzai datu analīzei, izveidei un viedai izlūkošanai. Tie ir uzticams rīks lauksaimniecības darbībām, sākot no plānošanas līdz izpildei un prakses pielāgošanai, pamatojoties uz sniegtajiem datiem.

GeoPard ir veicinājis dažādu precīzās lauksaimniecības programmatūras uzņēmumu darbības uzsākšanu un var piedāvāt jums izcilu risinājumu. Noslēgumā jāsaka, ka viedās lauksaimniecības nozare nepārtraukti attīstās, īpaši ar jauniem risinājumiem, kas tirgū parādās katru dienu.

Iekārtas un ierīces, kas apkopo sensoru datus, nodod svarīgu informāciju lauksaimniekiem un optimizē daudzos lauksaimniecības procesus, ir ārkārtīgi svarīgas.

Dažādu veidu sensoru nozīmi nevar pārvērtēt, jo tie palīdz apmierināt pārtikas pieprasījumu, palielināt ražu un samazināt resursu patēriņu.

Šie dažādie precīzās lauksaimniecības sensoru veidi ir viegli lietojami un ilgtermiņā lētāki. Tie atvieglo lauksaimnieku dzīvi un palielina piegādātās produkcijas kopējo daudzumu un kvalitāti. Katram saimniecības īpašniekam ieteicams apsvērt viedās lauksaimniecības metodes.

Biežāk uzdotie jautājumi

1. Kāpēc mums ir nepieciešama viedā lauksaimniecība?

Viedā lauksaimniecība ir ļoti svarīga vairāku iemeslu dēļ. Tā uzlabo produktivitāti un efektivitāti, izmantojot tehnoloģijas un uz datiem balstītus risinājumus, lai optimizētu resursu, piemēram, ūdens un mēslošanas līdzekļu, izmantošanu, tādējādi uzlabojot ražu un samazinot atkritumus. Tā ļauj precīzi uzraudzīt kultūraugus, augsnes apstākļus un laika apstākļus, ļaujot lauksaimniekiem reāllaikā pieņemt pamatotus lēmumus un mazināt riskus. 

2. Kādi sensori ir lauksaimniecības robotiem?

Lauksaimniecības roboti ir aprīkoti ar dažādiem sensoriem, lai efektīvi veiktu savus uzdevumus. Šie sensori ietver redzes sensorus kultūraugu un objektu noteikšanai, GPS un navigācijas sensorus precīzai pozicionēšanai, vides sensorus temperatūras, mitruma un augsnes apstākļu mērīšanai, kā arī tuvuma sensorus šķēršļu noteikšanai.

Izmantojot šos sensorus, lauksaimniecības roboti var autonomi pārvietoties pa laukiem, uzraudzīt kultūraugus un veikt tādus uzdevumus kā sēšana, miglošana un ražas novākšana ar precizitāti un pareizību. 

3. Kādi ir lauksaimniecības sensoru ierobežojumi?

Lauksaimniecības sensoriem ir daži ierobežojumi, kas jāņem vērā. Pirmkārt, sensoru precizitāte un uzticamība var atšķirties, kā rezultātā var rasties mērījumu kļūdas vai neatbilstības. Otrkārt, dažiem sensoriem var būt nepieciešama bieža kalibrēšana vai apkope, lai nodrošinātu optimālu veiktspēju.

Treškārt, sensori var neprecīzi uztvert noteiktus vides faktorus vai variācijas, ierobežojot to spēju sniegt visaptverošu ieskatu.