Katere vrste senzorjev se uporabljajo v preciznem kmetijstvu?

Zaradi rasti prebivalstva, podnebnih sprememb, zmanjšane količine padavin in naraščajočega povpraševanja po hrani je kmetijstvo negativno prizadeto, kar vodi do sprememb v načinih gojenja. Zato je za izboljšanje pridelkov in zbiranje natančnih podatkov ključnega pomena sprejetje sodobnih in preciznih kmetijskih praks ter namestitev različnih vrst senzorjev.

Glede na najnovejše razmere in negativen vpliv na običajne kmetijske prakse je treba kmetijstvo izvajati bolj inteligentno, z uporabo nove in najsodobnejše tehnologije. To je edini način za rešitev in zadovoljevanje neskončnih in naraščajočih potreb svetovnega prebivalstva.

Senzorji za precizno kmetijstvo so v kmetijstvu zelo učinkoviti, saj prenašajo podatke, ki kmetom pomagajo ne le spremljati, temveč tudi izboljševati svoje pridelke in biti na tekočem s spremembami na polju in v ekosistemu.

Inteligentni kmetijski senzorji pomagajo pri enostavni identifikaciji živali, zaznavanju gonitve in spremljanju njihovega zdravja, s čimer olajšajo izolacijo in zdravljenje bolnih krav z identifikacijo, odkrivanjem in sledenjem čred.

Z uporabo pametnih senzorjev v kmetijstvu lahko kmetje zdaj beležijo svoje pridelke in na daljavo spremljajo njihovo učinkovitost, se spopadajo s škodljivci na pridelkih in hitro ukrepajo za zaščito svojih pridelkov pred kakršnim koli tveganjem za okolje.

Kaj so senzorji?

Senzor je naprava, ki zaznava in se odziva na določene vhodne podatke, kot so osvetlitev, gibanje, tlak, toplota ali vlaga, in jih pretvori v predstavitev ali signale, ki jih lahko ljudje preberejo za nadaljnje branje in obdelavo.

Pogosto se uporabljajo v različnih aplikacijah, od zaznavanja gibanja v varnostnih sistemih do merjenja temperature v sistemih HVAC. Uporabljajo se tudi v vsakdanjih predmetih, kot so pametni telefoni, avtomobili in gospodinjski aparati.

Senzorji delujejo tako, da zaznavajo fizikalne ali kemične spremembe v okolju in jih pretvarjajo v električne signale. Vrsta uporabljenega senzorja je odvisna od vrste zaznane spremembe.

Na primer, temperaturni senzor zazna spremembe temperature in jih pretvori v električne signale, ki jih lahko interpretira naprava, na katero je priključen.

Katere vrste senzorjev se uporabljajo v kmetijstvu?

V kmetijstvu se uporabljajo različne vrste senzorjev, ki omogočajo potrebo po pametnem vključevanju v kmetijstvo.

1. Optični senzorji v kmetijstvu

To je uporaba svetlobe za ocenjevanje talnih materialov in sledenje neštetim količinam svetlobe. Te senzorje je mogoče namestiti na avtomobile, satelite, drone ali robote, kar omogoča odboj svetlobe v tleh ter zbiranje in obdelavo podatkov o barvi rastlin.

Optični senzorji imajo tudi sposobnost in zmogljivost obdelave gline, naravnih snovi in vlažnosti. lastnosti tal.

2. Elektrokemični senzorji za zaznavanje hranil v tleh

Elektrokemični senzorji pomagajo pri zbiranju, obdelavi in kartiranju kemijskih podatkov o tleh. Običajno so nameščeni na posebej zasnovanih saneh.

Zagotavljajo natančne podatke, potrebne za kmetijstvo. To vključuje raven hranil v tleh in pH. Vzorci tal se nato pošljejo v ... testiranje tal Izvajajo se laboratorijski in standardni postopki.

Meritve brez napak, zlasti na področju določanja pH, se izvajajo z uporabo ionsko-selektivne elektrode. Te elektrode zaznavajo zasledovanje določenih ionov, kot so vodik, nitrat in kalij.

3. Mehanski senzorji tal za kmetijstvo

Te vrste senzorjev se uporabljajo za merjenje stiskanja tal ali mehanskega odpora. Ta senzor uporablja aplikacijo, ki prehaja skozi tla. Senzor nato zabeleži silo, izračunano s tlačnimi tehtnicami ali tehtalnimi celicami.

Ko senzor prehaja skozi zemljo, dokumentira zadrževalne sile, ki nastanejo zaradi rezanja, drobljenja in premikanja zemlje. Mehanski upor tal se beleži v enoti tlaka in kaže razmerje med silo, potrebno za vstop v zemeljski kanal, in čelno površino orodja, ki se dotika zemlje.

4. Dielektrični senzorji vlažnosti tal

Ta senzor izračuna raven vlage v tleh s pomočjo dielektrične konstante. To je električna lastnost, ki se spreminja glede na vsebnost vlage v tleh.

Senzorji vlage se uporabljajo skupaj z mesti za preverjanje padavin po vsej kmetiji. To omogoča nadzor nad položajem vlage v tleh, ko je raven vegetacije nizka.

5. Senzorji lokacije v kmetijstvu

Znane so tudi kot kmetijske vremenske postaje. Nameščene so na različnih mestih po poljih. Ti senzorji za precizno kmetijstvo se uporabljajo za določanje sorte, razdalje in višine katerega koli položaja znotraj želenega območja. V ta namen si pomagajo s sateliti GPS.

6. Elektronski senzorji

Nameščeni so na traktorjih in drugi terenski opremi za preverjanje delovanja opreme. Podatki se prek mobilnih in satelitskih komunikacijskih sistemov prenašajo v računalnike ali pa se pošiljajo neposredno posameznikom po pošti. Odgovorni nadzornik ima zdaj dostop do informacij bodisi na svojem pisarniškem računalniku bodisi na svojih osebnih mobilnih telefonih.

7. Senzorji pretoka zraka

Meritve se lahko izvajajo na določenih lokacijah med premikanjem. Te vrste senzorjev merijo prodiranje zraka v tla. Pričakovani rezultat je tlak, potreben za potiskanje določene količine zraka v tla na predpisani globini. Obstajajo različne lastnosti tal, vključno z ravnijo vlage, zbitostjo vrste tal in strukturo, ki ustvarjajo različne identifikacijske značilnosti.

8. Kmetijski senzorji IoT

Z naraščajočo uporabo interneta stvari (IoT) se je možnost povezovanja različnih naprav uveljavila v praktično vseh vidikih našega življenja. Povsem smiselno je, da avtomatizacija najde svojo uporabo tudi v kmetijstvu, saj bo imela nanj velik vpliv.

Ta senzor zagotavlja informacije v realnem času o dogajanju na polju, kot so temperatura zraka, temperatura tal na različnih globinah, padavine, vlažnost listov, klorofil, hitrost vetra, temperatura rosišča, smer vetra, relativna vlažnost, sončno sevanje in atmosferski tlak.

To kaže, da kmetje vedo, kdaj je čas za žetev njihovih pridelkov, koliko vode se porabi, kakšno je zdravje tal in ali je potrebna dodatna gnojilna obdelava. To se meri in beleži v načrtovanih intervalih.

V kmetijstvu se uporablja obsežen seznam senzorjev, imenovanih IOT senzorji, kar pomeni »rešitve za pametno kmetijstvo«. Uporaba senzorjev za precizno kmetijstvo bo zagotovo preoblikovala kmetijsko industrijo s povečanjem pridelave poljščin, uvedbo visokodonosnih sort brez škodljivcev in sledenjem naraščajočemu povpraševanju po hrani.

Najbolj priljubljene vrste senzorjev za precizno kmetijstvo

Zaradi hitre rasti svetovnega prebivalstva so kmetijske dejavnosti postale vse bolj kompleksne, konkurenčne, obsežne in optimizirane.

Uporaba tehnologije je omogočila, da so kmetijska dela bolj produktivna kot prej, s čimer se je povečal pridelek kmetov in kakovost proizvodov.

Senzorji so igrali ključno vlogo pri tem tehnološkem napredku. Spodaj bomo raziskali ključne senzorje v tehnologiji pametnega kmetijstva.

1. GPS senzorji

Ta senzor se običajno povezuje z avtomobilsko in mobilno komunikacijsko industrijo. So zelo koristni za pametno kmetijstvo. Eden glavnih izzivov, s katerimi so se soočali starodavni naseljenci, je bila ovčarska dejavnost, saj so morali za pogon goveda uporabljati lesene palice.

To pa zato, ker je sledenje čredam za kmete izjemnega pomena. Z uporabo sodobnega GPS-a sledenje živini ni več izziv, saj je ta GPS izboljšan z možnostjo spremljanja živali s preprostim pritiskom na gumb.

Kar zadeva mehanski vidik kmetijstva, ki vključuje žetev rastlin in sorodne kmetijske tehnike, se pri nas uvaja uporaba GPS senzorjev za zelo natančne sisteme za vodenje vozil.

Pri mnogih kmetijskih opravilih, kot je obdelava polj, lahko uporaba samodejno vodenih sistemov izboljša usmerjanje polj, zmanjša prekrivanje procesov in sčasoma skrajša čas, potreben za dokončanje naloge.

2. Kmetijski temperaturni senzorji

Kar zadeva pametno kmetijstvo, so temperaturni senzorji ključni v dveh ključnih kategorijah. Ti kategoriji sta spremljanje okoljskih pogojev in spremljanje mehanskih sredstev.

Na primer, trgatev ledenega vina običajno poteka v ozkem temperaturnem oknu, ko temperature med sezono trgatve prvič dosežejo med -10 °C in -12 °C. Industrija ledenega vina potrebuje zelo natančen senzor temperature in vlažnosti, ki omogoča natančno napoved temperature.

Te vrste senzorjev ne igrajo pomembne vloge le pri spremljanju okoljskih pogojev fizičnega prostora, temveč imajo ključno vlogo v praktično vseh aplikacijah za pametno spremljanje kmetijskih sredstev.

3. Spremljanje sredstev

To je še ena aplikacija v pametnem kmetijstvu, ki uporablja temperaturno zaznavanje kot ocenjevalno vlogo. Poleg opazovanja rastlin, ki se pobirajo, temperaturni senzorji beležijo tudi opremo, ki te rastline nabira.

Kadar koli sistem opreme potrebuje manjše vzdrževanje, ne deluje dobro ali kritično odpove, temperaturni senzor sproži opozorilo. So zelo učinkoviti v praktično vsem, kar je povezano s sistemom napovednega in reaktivnega vzdrževanja. To pa ščiti pred pregrevanjem in škodljivimi okvarami opreme.

4. Senzor pospeška

To je precej podobno uporabi temperaturnih senzorjev pri napovedovanju vzdrževanja. Akcelerometri se v industriji pametnega kmetijstva pogosto uporabljajo za napovedovanje in pomoč pri potrebnem vzdrževanju. Večinoma se uporabljajo na gibljivih komponentah in motorjih.

Njihov glavni cilj je zaznati manjše razlike v gibanju in neskladnostih vibracij ter napovedati, kdaj je potrebno standardno vzdrževanje ali zamenjati okvarjeno komponento.

Vendar pa je ta senzor običajno povezan s kmetijstvom in drugimi kmetijskimi dejavnostmi, merilniki pospeška pa igrajo nepogrešljivo vlogo pri vzdrževanju vitalne pametne kmetijske opreme. Merilnike pospeška je mogoče uporabljati tudi v različnih avtomatiziranih sistemih in metodah sledenja.

Na primer, merilnik pospeška z majhno porabo energije omogoča lažje in hitrejše spremljanje stanja nastavljive razpršilne šobe na koncu gnojilnega žarka. Zaradi neugodne tehnologije je uporaba avtonomnih dronov v pametnem kmetijstvu kritično odvisna od merilnikov pospeška in IMU (inercialnih merilnih enot) za sledenje gibanja, hitrosti, dogodkov trčenja in celo položaja v prostoru.

Uporaba pametnih kamer v kmetijstvu

Ko gre za tehnologijo pametnih kamer, je ta daleč od starega analognega senzorja. Pametne kamere se vse pogosteje uporabljajo za različne pametne kmetijske aplikacije.

Različna podjetja, kot je Blue River Technology, oddelek podjetja John Deere, so uvedla uporabo tehnologije pametnih kamer za zaznavanje plevela in drugih lokacij rastlin.

Posledično se izvaja samodejno in natančno odmerjanje herbicidov in gnojil. To izkorišča porabo kemikalij in povečuje splošno produktivnost, hkrati pa zmanjšuje porabo kemikalij.

Eden najpomembnejših izzivov v kmetijstvu je vprašanje zatiranja škodljivcev. Z uporabo pametnih kamer lahko kmetje zdaj v realnem času zaznajo škodljivce in učinkovito spremljajo ukrepe proti škodljivcem, ne da bi pri tem nujno škodovali koristnim kmetijskim žuželkam.

Pametne kamere lahko nadomestijo tudi delno zastarele senzorske naprave, kot je spremljanje svetlobe okolice, s čimer omogočajo poenostavitev sistema in zmanjšanje števila komponent.

Precizno kmetijstvo je uporaba specifičnih vložkov v različnih količinah za optimizacijo ekonomske učinkovitosti in zmanjšanje odpadkov. Uporaba senzorjev za precizno kmetijstvo pomaga kmetom pri nemotenem prehodu s starih načinov izvajanja kmetijskih dejavnosti.

GeoPard kmetijstvo je zmogljivo orodje v oblaku za natančno analizo podatkov, ustvarjanje in pametno opazovanje. So zanesljivo orodje za kmetijske operacije, od načrtovanja do izvajanja in prilagajanja praks na podlagi posredovanih podatkov.

GeoPard je omogočil zagon različnih podjetij za programsko opremo za precizno kmetijstvo in vam lahko ponudi vrhunsko rešitev. Skratka, industrija pametnega kmetijstva nenehno raste, zlasti z novimi rešitvami, ki se dnevno pojavljajo na trgu.

Oprema in naprave, ki zbirajo podatke senzorjev, kmetom sporočajo pomembne informacije in optimizirajo številne kmetijske procese, so ključnega pomena.

Pomena različnih vrst senzorjev ni mogoče dovolj poudariti, saj pomagajo zadovoljiti povpraševanje po hrani, povečati pridelek in zmanjšati porabo virov.

Te različne vrste senzorjev za precizno kmetijstvo so enostavne za uporabo in dolgoročno cenejše. Kmetom olajšajo življenje ter povečajo skupno količino in kakovost dobavljenih pridelkov. Priporočljivo je, da vsak lastnik kmetije razmisli o pametnem kmetovanju.

Pogosta vprašanja

1. Zakaj potrebujemo pametno kmetijstvo?

Pametno kmetijstvo je ključnega pomena iz več razlogov. Povečuje produktivnost in učinkovitost z izkoriščanjem tehnologije in rešitev, ki temeljijo na podatkih, za optimizacijo rabe virov, kot sta voda in gnojila, kar vodi do boljšega pridelka in zmanjšanja odpadkov. Omogoča natančno spremljanje pridelkov, stanja tal in vremenskih vzorcev, kar kmetom omogoča sprejemanje premišljenih odločitev v realnem času in zmanjšanje tveganj. 

2. Katere senzorje imajo kmetijski roboti?

Kmetijski roboti so opremljeni z vrsto senzorjev za učinkovito opravljanje svojih nalog. Ti senzorji vključujejo vidne senzorje za zaznavanje pridelkov in predmetov, GPS in navigacijske senzorje za natančno pozicioniranje, okoljske senzorje za merjenje temperature, vlažnosti in stanja tal ter senzorje bližine za zaznavanje ovir.

Z uporabo teh senzorjev lahko kmetijski roboti avtonomno krmarijo po poljih, spremljajo pridelke in opravljajo naloge, kot so sajenje, škropljenje in žetev, z natančnostjo in natančnostjo. 

3. Kakšne so omejitve kmetijskih senzorjev?

Kmetijski senzorji imajo določene omejitve, ki jih je treba upoštevati. Prvič, natančnost in zanesljivost senzorjev se lahko razlikujeta, kar vodi do morebitnih napak ali nedoslednosti pri meritvah. Drugič, nekateri senzorji lahko zahtevajo pogosto kalibracijo ali vzdrževanje, da se zagotovi optimalno delovanje.

Tretjič, senzorji morda ne zajamejo natančno določenih okoljskih dejavnikov ali sprememb, kar omejuje njihovo sposobnost zagotavljanja celovitega vpogleda.