Aké typy senzorov sa používajú v presnom poľnohospodárstve?

V dôsledku rastu populácie, klimatických zmien, znížených zrážok a rastúceho dopytu po potravinách, poľnohospodárstvo negatívne ovplyvňuje meniacimi sa metódami pestovania. Preto, aby sa zlepšili výnosy a zbierali presné údaje, je nevyhnutné prijať moderné a presné poľnohospodárske postupy a nainštalovať rôzne typy senzorov.

Vzhľadom na najnovšiu situáciu a negatívny dopad na bežné poľnohospodárske postupy je potrebné poľnohospodárstvo vykonávať inteligentnejšie, s využitím nových a moderných technológií. Len tak sa dá nájsť riešenie a uspokojiť nekonečné a rastúce potreby svetovej populácie.

Precízne poľnohospodárske senzory sú v poľnohospodárstve veľmi efektívne, pretože prenášajú dáta, ktoré pomáhajú farmárom nielen monitorovať, ale aj zlepšovať svoje produkty a držať krok so zmenami na poli a v ekosystéme.

Inteligentné poľnohospodárske senzory pomáhajú ľahko identifikovať zvieratá, detegovať ruje a monitorovať ich zdravie, čím uľahčujú izoláciu a liečbu chorých kráv identifikáciou, detekciou a sledovaním stád.

Pomocou inteligentných senzorov v poľnohospodárstve môžu farmári teraz zaznamenávať svoje plodiny a na diaľku sledovať ich účinnosť, riešiť škodcov plodín a rýchlo konať, aby ochránili svoje plodiny pred akýmkoľvek rizikom pre životné prostredie.

Senzory sú zariadenia, ktoré detegujú a reagujú na zmeny v ich prostredí.

Senzor je zariadenie, ktoré vníma určité vstupy, ako napríklad osvetlenie, pohyb, tlak, teplo alebo vlhkosť, a reaguje na ne, pričom ich transformuje do reprezentácie alebo signálov, ktoré môžu byť čítané ľuďmi na ďalšie čítanie a spracovanie.

Bežne sa používajú v rôznych aplikáciách, od detekcie pohybu v bezpečnostných systémoch po meranie teploty v systémoch HVAC. Používajú sa aj v bežných predmetoch, ako sú smartfóny, autá a spotrebiče.

Senzory fungujú na princípe detekcie fyzikálnych alebo chemických zmien v prostredí a ich prevodu na elektrické signály. Typ použitého senzora závisí od typu detekovanej zmeny.

Napríklad snímač teploty deteguje zmeny teploty a premieňa ich na elektrické signály, ktoré môže interpretovať zariadenie, ku ktorému je pripojený.

Aké typy senzorov sa používajú v poľnohospodárstve?

Existujú rôzne typy senzorov používaných v poľnohospodárstve, ktoré umožňujú potrebu implementácie inteligentného poľnohospodárstva.

1. Optické senzory v poľnohospodárstve

Toto je využitie svetla na hodnotenie pôdnych materiálov a sledovanie nepočítaného výskytu svetla. Tieto senzory môžu byť umiestnené na automobiloch, satelitoch, dronoch alebo robotoch, čím umožňujú pôde odrážať sa a zhromažďovať a spracovávať údaje o farbe rastlín.

Optické senzory majú tiež schopnosť a kapacitu na kondicionovanie ílu, prírodného materiálu a vlhkosti vlastnosti pôdy.

2. Elektrochemické senzory na detekciu živín v pôde

Elektrochemické senzory pomáhajú pri zbere, spracovaní a mapovaní chemických údajov pôdy. Zvyčajne sú namontované na špeciálne navrhnutých saniach.

Dodávajú presné údaje potrebné pre poľnohospodárstvo. To zahŕňa hladinu živín v pôde a pH. Vzorky pôdy sa potom posielajú do Testovanie pôdy vykonávajú sa laboratórne a štandardné postupy.

Bezchybné merania najmä v oblasti určovania pH sa vykonávajú pomocou iónovo-selektívnej elektródy. Tieto elektródy zaznamenávajú výskyt špecifických iónov, ako sú vodíkové, dusičnanové a draselné.

3. Mechanické senzory pôdy pre poľnohospodárstvo

Tieto typy senzorov sa používajú na meranie stlačenia pôdy alebo mechanického odporu. Tento senzor využíva aplikáciu, ktorá prechádza pôdou. Tento senzor potom zaznamenáva silu vypočítanú tlakovými váhami alebo snímačmi zaťaženia.

Keď senzor prechádza pôdou, zaznamenáva sily, ktoré vznikajú pri rezných, drviacich a posúvacích účinkoch na pôdu. Pôdny mechanický odpor sa zaznamenáva v jednotkách tlaku a poukazuje na pomer sily potrebnej na prienik do pôdy k ploche čelnej časti nástroja, ktorý je v kontakte s pôdou.

4. Dielektrické senzory vlhkosti pôdy

Tento snímač vypočítava hladinu vlhkosti v pôde pomocou dielektrickej konštanty. Toto je elektrická vlastnosť, ktorá sa mení v závislosti od obsahu vlhkosti v pôde.

Vlhkomery sa používajú v spojení s miestami kontroly zrážok po celom hospodárstve. To umožňuje sledovanie polohy vlhkosti pôdy, keď je úroveň vegetácie nízka.

5. Senzory polohy v poľnohospodárstve

Sú známe aj ako poľnohospodárske meteorologické stanice. Nachádzajú sa na rôznych miestach na poliach. Tieto senzory presného poľnohospodárstva sa používajú na určenie odrody, vzdialenosti a výšky akejkoľvek polohy v požadovanej oblasti. Na tento účel využívajú satelity GPS.

6. Elektronické senzory

Sú nainštalované na traktoroch a inej poľnohospodárskej technike na kontrolu prevádzky zariadení. Dáta sa prenášajú prostredníctvom mobilných a satelitných komunikačných systémov do počítačov alebo sa priamo posielajú poštou jednotlivcom. Vedúci pracovník zodpovedný za dohľad má teraz prístup k informáciám buď na svojom kancelárskom počítači, alebo na svojom osobnom mobilnom telefóne.

7. Snímače prietoku vzduchu

Jeho merania sa dajú vykonávať na konkrétnych miestach počas pohybu. Tieto typy senzorov merajú prenikanie pôdneho vzduchu. Očakávaným výsledkom je tlak potrebný na pretlačenie určitého množstva vzduchu do pôdy v predpísanej hĺbke. Rôzne vlastnosti pôdy, vrátane úrovne vlhkosti, typu pôdy, jej zhutnenia a štruktúry, vytvárajú odlišný identifikačný podpis.

8. IoT senzory v poľnohospodárstve

S rastúcim rozšírením internetu vecí (IoT) sa možnosť pripojenia rôznych zariadení implementuje prakticky do každej oblasti nášho života. Má teda zmysel, že automatizácia si nájde svoje uplatnenie aj v poľnohospodárstve, pretože bude mať naň veľký vplyv.

Tento senzor poskytuje informácie v reálnom čase o tom, čo sa deje na poli, vrátane informácií o teplote vzduchu, teplote pôdy v rôznych hĺbkach, zrážkach, vlhkosti listov, chlorofyle, rýchlosti vetra, teplote rosného bodu, smere vetra, relatívnej vlhkosti, slnečnom žiarení a atmosférickom tlaku.

Toto naznačuje, že farmári vedia, kedy je čas na zber úrody, aké množstvo vody sa používa, aký je stav pôdy a či sú potrebné nejaké dodatočné vstupy. Toto sa meria a zaznamenáva v stanovených intervaloch.

Existuje rozsiahly zoznam senzorov používaných v poľnohospodárstve, IoT senzory, čo znamená (Riešenia pre inteligentné poľnohospodárstvo). Využívanie senzorov presného poľnohospodárstva určite transformuje poľnohospodársky priemysel zvýšením produkcie plodín, zavádzaním odrôd plodín s vysokým výnosom bez škodcov a udržaním kroku s rastúcim dopytom po potravinách.

Najpopulárnejšie typy senzorov pre precízne poľnohospodárstvo

V dôsledku rýchleho rastu svetovej populácie sa poľnohospodárske činnosti stali čoraz zložitejšími, konkurencieschopnejšími, rozsiahlejšími a optimalizovanejšími.

Používanie technológií viedlo k tomu, že poľnohospodárske operácie sú produktívnejšie ako predtým, čím sa zvýšila úroda a kvalita produktov, ktoré farmári zberajú.

Senzory zohrali kľúčovú úlohu v tomto technologickom pokroku. Nižšie preskúmame kľúčové senzory v technológii inteligentného poľnohospodárstva.

1. GPS senzory

Tento senzor sa vo všeobecnosti spája s automobilovým priemyslom a priemyslom mobilnej komunikácie. Sú veľmi prospešné pre inteligentné poľnohospodárstvo. Jednou z hlavných výziev, ktorým museli starovekí osadníci čeliť, je ovčiarstvo, kde museli na pohon svojho dobytka používať drevené palice.

Je to preto, že sledovanie svojho stáda je pre farmárov nanajvýš dôležité. S využitím moderného GPS už sledovanie hospodárskych zvierat nie je výzvou, pretože toto GPS je vylepšené schopnosťou monitorovať zvieratá jednoduchým stlačením tlačidla.

Pokiaľ ide o mechanickú stránku poľnohospodárstva, ktorá zahŕňa zber plodín a súvisiace poľnohospodárske techniky, s nami sa používa presné navádzacie systémy vozidiel prijmú GPS senzory.

V mnohých poľnohospodárskych aplikáciách, ako je obrábanie pôdy, využívanie samoriadiacich systémov môže zlepšiť trasu poľa, znížiť duplicitné procesy a v konečnom dôsledku znížiť čas potrebný na dokončenie úlohy.

2. Poľnohospodárske teplotné senzory

Pokiaľ ide o inteligentné poľnohospodárstvo, teplotné senzory sú kľúčové v dvoch hlavných kategóriách. Tieto kategórie sú monitorovanie podmienok okolia a monitorovanie mechanických zariadení.

Napríklad, zber ľadového vína sa zvyčajne koná v úzkom teplotnom rozmedzí, keď teploty počas zbernej sezóny prvýkrát dosiahnu medzi -10 °C a -12 °C. Priemysel výroby ľadového vína vyžaduje vysoko presný senzor teploty a vlhkosti na presnú predpoveď teploty.

Tieto typy senzorov nehradia len dôležitú úlohu pri monitorovaní okolitých podmienok fyzického priestoru, ale zohrávajú kľúčovú úlohu v takmer všetkých aplikáciách monitorovania majetku v inteligentnom poľnohospodárstve.

3. Monitorovanie aktív

Toto je ďalšia aplikácia v inteligentnom poľnohospodárstve, ktorá využíva snímanie teploty v evaluačnej úlohe. Okrem sledovania zberaných rastlín snímače teploty zaznamenávajú aj vybavenie, ktoré tieto rastliny zbiera.

Kedykoľvek si systém zariadenia vyžaduje menšiu údržbu, má znížený výkon alebo kriticky zlyháva, snímač teploty vydá upozornenie. Sú vysoko efektívne prakticky vo všetkom, čo sa týka systému prediktívnej a reaktívnej údržby. To následne chráni pred prehriatím a škodlivým zlyhaním zariadenia.

4. Akcelerometer senzor

Toto je dosť podobné použitiu snímačov teploty pri prediktívnej údržbe. Akcelerometre sa vo veľkej miere využívajú v celom priemysle inteligentného poľnohospodárstva na predpovedanie a asistenciu pri potrebnej údržbe. Väčšinou sa používajú na pohyblivých častiach a motoroch.

Ich hlavným cieľom je detegovať drobné variácie v pohybe a nekonzistencie vibrácií a predpovedať, kedy je potrebná štandardná údržba alebo keď je potrebné vymeniť poškodenú súčiastku.

Avšak, tento senzor sa zvyčajne spája s poľnohospodárstvom a inými poľnohospodárskymi činnosťami, akcelerometre zohrávajú nenahraditeľnú úlohu pri údržbe životne dôležitých zariadení inteligentného poľnohospodárstva. Akcelerometre sa môžu používať aj v rôznych automatizovaných systémoch a metódach sledovania.

Napríklad nízkopríkonový akcelerometer uľahčuje a urýchľuje monitorovanie stavu nastaviteľnej rozprašovacej trysky na konci rozstrekovacieho ramena. Pri nepriaznivých technológiách závisí používanie autonómnych dronov v inteligentnom poľnohospodárstve kriticky od akcelerometrov a IMU (inercial measurement units) na sledovanie pohybu, rýchlosti, udalostí nárazov a dokonca aj polohy v priestore.

Inteligentné kamery v poľnohospodárstve

Pokiaľ ide o technológiu inteligentných kamier, je to ďaleko od starého analógového senzora. Inteligentné kamery sa čoraz častejšie využívajú v rôznych aplikáciách inteligentného poľnohospodárstva.

Rôzne spoločnosti, ako napríklad Blue River Technology, divízia spoločnosti John Deere, prijali použitie inteligentnej kamerovej technológie na detekciu buriny a iných rastlinných lokalít.

V dôsledku toho sa vykonáva automatické a presné dávkovanie herbicídov a hnojív. To využíva chemické využitie a zvyšuje celkovú produktivitu pri súčasnom znížení spotreby chemikálií.

Jednou z najvýznamnejších výziev v poľnohospodárstve je problém ochrany pred škodcami. S využitím inteligentných kamier môžu farmári teraz v reálnom čase detegovať škodcov a efektívne monitorovať opatrenia proti škodcom bez toho, aby nevyhnutne poškodzovali užitočný poľnohospodársky hmyz.

Chytré kamery môžu tiež nahradiť staršie senzorové zariadenia, ako je monitorovanie okolitého svetla, čím umožnia zjednodušený systém a redukciu počtu komponentov.

Precízne poľnohospodárstvo je aplikácia špecifických vstupov v rôznych množstvách na optimalizáciu ekonomickej efektívnosti a zníženie odpadu. Použitie senzorov pre precízne poľnohospodárstvo pomáha farmárom plynule prejsť od starých spôsobov vykonávania poľnohospodárskych činností.

GeoPard poľnohospodárstvo je cloudové centrum pre precíznu analýzu, tvorbu a inteligentný scouting dát. Sú spoľahlivým nástrojom pre poľnohospodárske operácie, od plánovania až po implementáciu a prispôsobenie postupov na základe poskytnutých údajov.

GeoPard uľahčil spustenie rôznych spoločností zaoberajúcich sa presným poľnohospodárstvom a môže vám ponúknuť vynikajúce riešenie. Na záver, priemysel inteligentného poľnohospodárstva neustále rastie, najmä s novými riešeniami, ktoré sa objavujú na trhu denne.

Zariadenia a prístroje, ktoré agregujú údaje zo senzorov, komunikujú dôležité informácie poľnohospodárom a optimalizujú početné poľnohospodárske procesy, sú kriticky dôležité.

Význam rôznych typov senzorov nemožno preceňovať, pretože pomáhajú uspokojiť dopyt po potravinách, zvyšovať výnosy a minimalizovať zdroje.

Tieto rôzne typy senzorov precízneho poľnohospodárstva sa ľahko ovládajú a v dlhodobom horizonte sú lacnejšie. Uľahčujú farmárom život a zvyšujú celkové množstvo a kvalitu dodávaných produktov. Odporúča sa, aby každý farmár zvážil inteligentné poľnohospodárstvo.

Často kladené otázky

1. Prečo potrebujeme inteligentné poľnohospodárstvo?

Inteligentné poľnohospodárstvo je kľúčové z niekoľkých dôvodov. Zvyšuje produktivitu a efektivitu využívaním technológií a dátovo orientovaných riešení na optimalizáciu využitia zdrojov, ako sú voda a hnojivá, čo vedie k zlepšeniu úrody plodín a zníženiu odpadu. Umožňuje presné monitorovanie plodín, pôdnych podmienok a poveternostných podmienok, čo farmárom umožňuje robiť informované rozhodnutia v reálnom čase a zmierňovať riziká. 

2. Aké senzory majú poľnohospodárske roboty?

Poľnohospodárske roboty sú vybavené širokou škálou senzorov na efektívne plnenie svojich úloh. Tieto senzory zahŕňajú vizuálne senzory na detekciu plodín a objektov, GPS a navigačné senzory na presné polohovanie, environmentálne senzory na meranie teploty, vlhkosti a pôdnych podmienok, ako aj senzory priblíženia na detekciu prekážok.

Využitím týchto senzorov dokážu poľnohospodárske roboty autonómne navigovať po poliach, monitorovať plodiny a vykonávať úlohy ako je výsadba, postrekovanie a zber s presnosťou a precíznosťou. 

3. Aké sú obmedzenia poľnohospodárskych senzorov?

Poľnohospodárske senzory majú určité obmedzenia, ktoré by sa mali zohľadniť. Po prvé, presnosť a spoľahlivosť senzorov sa môže líšiť, čo vedie k možným chybám merania alebo nekonzistenciám. Po druhé, niektoré senzory môžu vyžadovať časté kalibrácie alebo údržbu, aby sa zabezpečil optimálny výkon.

Zatretie je, že senzory nemusia zachytiť určité faktory prostredia alebo variácie presne, čím sa obmedzí ich schopnosť poskytovať komplexné poznatky.