Які типи сенсорів використовуються в точному землеробстві?

Через зростання населення, зміни клімату, зменшення кількості опадів та зростання попиту на продовольство, сільське господарство зазнає негативного впливу, що призводить до змін у методах вирощування. Тому для підвищення врожайності та збору точних даних, вкрай важливо впроваджувати сучасні методи точного землеробства та встановлювати різноманітні типи датчиків.

Враховуючи останні події та негативний вплив на звичайні методи ведення сільського господарства, аграрний сектор потребує більш осмисленого підходу з використанням нових передових технологій. Це єдиний шлях для вирішення проблем та задоволення безкінечних і зростаючих потреб населення світу.

Сенсори точного землеробства є дуже ефективними в сільському господарстві, оскільки вони передають дані, які допомагають фермерам не тільки моніторити, але й покращувати свою продукцію та бути в курсі змін на полі та в екосистемі.

Інтелектуальні сільськогосподарські датчики допомагають легко ідентифікувати тварин, виявляти отелення та контролювати їхній стан здоров'я, полегшуючи таким чином ізоляцію та лікування хворих корів шляхом ідентифікації, виявлення та відстеження стад.

Завдяки розумним датчикам у сільському господарстві фермери тепер можуть дистанційно реєструвати свої врожаї та стежити за їхньою ефективністю, боротися зі шкідниками культур і швидко вживати заходів для захисту своїх посівів від будь-яких загроз навколишньому середовищу.

Що таке датчики?

Датчик — це пристрій, який сприймає та реагує на певні вхідні сигнали, такі як освітлення, рух, тиск, тепло або вологість, і перетворює їх на представлення або сигнали, які можуть бути прочитані людьми для подальшого читання та обробки.

Вони часто використовуються в різноманітних сферах, від виявлення руху в системах безпеки до вимірювання температури в системах ОВіК. Вони також використовуються в повсякденних предметах, таких як смартфони, автомобілі та побутова техніка.

Датчики працюють шляхом виявлення фізичних або хімічних змін у навколишньому середовищі та перетворення їх на електричні сигнали. Тип датчика, що використовується, залежить від типу виявленої зміни.

Наприклад, датчик температури виявляє зміни температури та перетворює їх на електричні сигнали, які може інтерпретувати пристрій, до якого він підключений.

Які типи датчиків використовуються в сільському господарстві?

Існують різноманітні типи датчиків, що використовуються в сільському господарстві, які зумовлюють необхідність впровадження розумного землеробства.

1. Оптичні датчики в сільському господарстві

Це використання світла для оцінки ґрунтових матеріалів та відстеження незліченної кількості його поширення. Ці датчики можуть бути розміщені на автомобілях, супутниках, дронах або роботах, тим самим дозволяючи ґрунту відбивати світло, а також збирати та обробляти дані про колір рослин.

Оптичні датчики також мають здатність і потужність для кондиціонування глини, природної речовини та вологи Властивості ґрунту.

2. Електрохімічні сенсори для виявлення поживних речовин у ґрунті

Електрохімічні датчики допомагають у зборі, обробці та картографуванні хімічних даних ґрунту. Зазвичай вони монтуються на спеціально розроблених санях.

Вони надають точні дані, необхідні для сільського господарства. Це включає рівень поживних речовин у ґрунті та pH. Потім зразки ґрунту відправляються до аналіз ґрунту виконуються лабораторні та стандартні процедури.

Безпомилкові вимірювання, особливо в галузі визначення pH, проводяться за допомогою іон-селективного електрода. Ці електроди реагують на певну кількість заданих іонів, таких як водень, нітрати та калій.

3. Механічні датчики ґрунту для сільського господарства

Такі датчики використовуються для вимірювання стиснення ґрунту або механічного опору. Цей датчик використовує аплікацію, яка проходить крізь ґрунт. Потім цей датчик реєструє силу, розраховану за допомогою манометрів або тензодатчиків.

Коли датчик проходить крізь ґрунт, він документує сили опору, що виникають внаслідок зрізання, подрібнення та витіснення ґрунту. Механічний опір ґрунту реєструється в одиницях тиску і вказує на співвідношення сили, необхідної для проникнення в ґрунт, до площі поверхні інструменту, що контактує з ґрунтом.

4. Деелектричні датчики вологості ґрунту

Цей датчик розраховує рівень вологості ґрунту за допомогою діелектричної проникності. Це електрична властивість, яка змінюється залежно від вмісту вологи в ґрунті.

Вологісні датчики використовуються разом із пунктами контролю опадів по всій фермі. Це дозволяє контролювати рівень вологості ґрунту, коли рівень рослинності низький.

5. Сенсори місцеположення в сільському господарстві

Їх також називають агрометеостанціями. Вони розміщуються в різних місцях по полях. Ці датчики точного землеробства використовуються для визначення сорту, відстані та висоти будь-якої позиції в межах необхідної території. Для цього вони використовують супутники GPS.

6. Електронні датчики

Вони встановлюються на трактори та іншу польову техніку для перевірки її роботи. Дані передаються через стільникові та супутникові системи зв'язку на комп'ютери або доставляються безпосередньо особам електронною поштою. Керівник, відповідальний за процес, тепер має доступ до інформації як на своєму робочому комп'ютері, так і на мобільних телефонах.

7. Датчики повітряного потоку

Його вимірювання можна проводити у певних місцях під час руху. Такі датчики вимірюють проникність ґрунтового повітря. Очікуваним результатом є тиск, необхідний для введення певної кількості повітря в ґрунт на заданій глибині. Різні властивості ґрунту, включаючи рівень вологості, ступінь ущільнення ґрунту та його структуру, створюють різний ідентифікаційний відбиток.

8. Сільськогосподарські датчики IoT

Зі збільшенням впровадження Інтернету речей (IoT) можливість підключати різні пристрої реалізується практично в кожному аспекті нашого життя. Цілком логічно, що автоматизація теж знаходить своє застосування в сільському господарстві, оскільки матиме на нього великий вплив.

Цей датчик надає інформацію в режимі реального часу про те, що відбувається на полі, включаючи температуру повітря, температуру ґрунту на різних глибинах, кількість опадів, вологість листя, хлорофіл, швидкість вітру, температуру точки роси, напрямок вітру, відносну вологість, сонячне випромінювання та атмосферний тиск.

Це свідчить про те, що фермери знають, коли їхні врожаї готові до збору, яку кількість води використовують, стан здоров'я ґрунту та чи є потреба в додаткових ресурсах. Це вимірюється та записується через встановлені проміжки часу.

Існує великий перелік датчиків, що використовуються в сільському господарстві IoT, що означає (Рішення для розумного землеробства). Використання датчиків точного землеробства, безумовно, трансформує сільськогосподарську галузь, підвищуючи врожайність, впроваджуючи високоврожайні сорти культур, вільні від шкідників, та задовольняючи зростаючий попит на продовольство.

Найпопулярніші види датчиків точного землеробства

Внаслідок стрімкого зростання населення світу сільськогосподарська діяльність стає все більш складною, конкурентною, масштабною та оптимізованою.

Використання технологій призвело до підвищення продуктивності фермерських господарств, що, у свою чергу, збільшує обсяги зібраного врожаю та якість продукції.

Сенсори відіграли ключову роль у цьому технологічному прогресі. Нижче ми розглянемо ключові сенсори в технології розумного землеробства.

1. GPS-сенсори

Цей датчик зазвичай асоціюється з автомобільною промисловістю та мобільним зв'язком. Вони дуже корисні для розумного сільського господарства. Однією з головних проблем, з якою стикалися стародавні поселенці у вівчарстві, було використання дерев'яних посохів для перегону худоби.

Це тому, що для фермерів надзвичайно важливо стежити за своїми стадами. З використанням сучасного GPS відстеження худоби більше не є проблемою, оскільки цей GPS оснащений можливістю контролювати тварин одним натисканням кнопки.

Щодо механічної сторони сільського господарства, яка включає збір урожаю та пов'язані з ним методи ведення сільського господарства, GPS-датчики використовуються з високоточними системами керування транспортними засобами.

У багатьох сільськогосподарських застосуваннях, таких як обробка ґрунту на полі, використання систем з автоматичним наведенням може покращити планування маршруту поля, зменшити паралельну роботу та, зрештою, скоротити час, необхідний для виконання завдання.

2. Сільськогосподарські датчики температури

Щодо розумного сільського господарства, датчики температури мають вирішальне значення у двох ключових категоріях. Цими категоріями є моніторинг умов навколишнього середовища та моніторинг механічного обладнання.

Наприклад, збір винограду для айсвайну зазвичай відбувається у вузькому температурному діапазоні, коли температура вперше досягає від -10°C до -12°C протягом сезону збору. Виробництво айсвайну потребує високоточного датчика температури та вологості для точного прогнозування погоди.

Ці типи датчиків відіграють важливу роль не тільки в моніторингу навколишніх умов фізичного простору, але й у практично всіх сферах моніторингу активів у розумному сільському господарстві.

3. Моніторинг активів

Це ще одна галузь застосування в смарт-сільському господарстві, яка використовує датчики температури для оцінки. Окрім спостереження за рослинами, що збираються, датчики температури відстежують обладнання, яке збирає ці рослини.

Щоразу, коли системі обладнання потрібне дрібне технічне обслуговування, вона працює неефективно або критично виходить з ладу, датчик температури видає попередження. Вони є надзвичайно ефективними практично в усьому, що стосується систем прогнозного та реактивного технічного обслуговування. Це, у свою чергу, захищає від перегріву та руйнівного виходу обладнання з ладу.

4. Акселерометр

Це досить схоже на використання датчиків температури в прогнозуванні обслуговування. Акселерометри широко використовуються в галузі розумного сільського господарства для прогнозування та допомоги з необхідним обслуговуванням. Вони переважно використовуються на рухомих компонентах і двигунах.

Їхня головна мета — виявляти незначні зміни в русі та невідповідності вібрації, а також передбачати, коли потрібне стандартне технічне обслуговування або коли потрібно замінити несправний компонент.

Проте, цей датчик зазвичай асоціюється з фермерством та іншим сільським господарством, акселерометри відіграють незамінну роль у підтримці життєво важливого обладнання для розумного сільського господарства. Акселерометри також можуть використовуватися в різних автоматизованих системах та методах відстеження.

Наприклад, малопотужний акселерометр полегшує та прискорює моніторинг стану регульованої розпилювальної форсунки на кінці балки для внесення добрив. З цими передовими технологіями використання автономних дронів у розумному сільському господарстві критично залежить від акселерометрів та IMU (інерційних вимірювальних блоків) для відстеження руху, швидкості, подій зіткнень і навіть положення в просторі.

Використання розумних камер у сільському господарстві

Коли справа доходить до технології інтелектуальних камер, вона далека від старого аналогового датчика. Інтелектуальні камери все частіше використовуються для різноманітних застосувань у розумному сільському господарстві.

Різні компанії, такі як Blue River Technology, що є підрозділом John Deere, впровадили використання технологій "розумних камер" для виявлення бур'янів та інших рослин.

Внаслідок цього здійснюється автоматичне та точне внесення гербіцидів і добрив. Це дозволяє використовувати хімікати ефективніше та підвищує загальну продуктивність, зменшуючи витрати хімічних речовин.

Одним із найважливіших викликів у сільському господарстві є проблема боротьби зі шкідниками. З використанням розумних камер фермери тепер можуть виявляти шкідників у режимі реального часу та ефективно відстежувати дії проти них, не обов'язково завдаючи шкоди корисним сільськогосподарським комахам.

Розумні камери також можуть замінити напівзастарілі датчики, такі як датчики освітленості, що дозволяє спростити систему та зменшити кількість компонентів.

Точне землеробство – це застосування специфічних ресурсів з різною інтенсивністю для оптимізації економічної ефективності та зменшення відходів. Використання датчиків точного землеробства допомагає фермерам здійснити плавний перехід від старих методів ведення сільськогосподарських робіт.

ГеоПард Агрікультура це хмарна потужна платформа для точного аналізу даних, створення звітності та інтелектуального пошуку. Вони є надійним інструментом для сільськогосподарської діяльності, від планування до виконання та коригування практик на основі наданих даних.

GeoPard сприяв запуску різноманітних компаній, що займаються програмним забезпеченням для точного землеробства, і може запропонувати вам краще рішення. На завершення, галузь розумного сільського господарства постійно зростає, особливо завдяки новим рішенням, які з'являються на ринку щодня.

Обладнання та пристрої, які агрегують дані датчиків, повідомляють важливу інформацію фермерам та оптимізують численні сільськогосподарські процеси, є надзвичайно важливими.

Важливість різних типів датчиків неможливо переоцінити, оскільки вони допомагають задовольнити попит на продовольство, підвищити врожайність та мінімізувати витрати ресурсів.

Ці різні типи датчиків точного землеробства прості в експлуатації та дешевші в довгостроковій перспективі. Вони полегшують життя фермерам і збільшують загальну кількість і якість виробленої продукції. Кожному власнику ферми рекомендується розглянути можливість впровадження розумного землеробства.

Поширені запитання

1. Навіщо нам потрібне розумне сільське господарство?

Розумне сільське господарство є надзвичайно важливим з кількох причин. Воно підвищує продуктивність та ефективність, використовуючи технології та рішення, що базуються на даних, для оптимізації використання ресурсів, таких як вода та добрива, що призводить до покращення врожайності та зменшення відходів. Воно забезпечує точний моніторинг посівів, стану ґрунту та погодних умов, дозволяючи фермерам приймати обґрунтовані рішення в режимі реального часу та зменшувати ризики. 

2. Які сенсори мають сільськогосподарські роботи?

Сільськогосподарські роботи оснащені різноманітними датчиками для ефективного виконання своїх завдань. Ці датчики включають: датчики зору для виявлення культур та об'єктів, GPS та навігаційні датчики для точного позиціонування, датчики навколишнього середовища для вимірювання температури, вологості та стану ґрунту, а також датчики наближення для виявлення перешкод.

Використовуючи ці датчики, сільськогосподарські роботи можуть автономно переміщатися полями, відстежувати посіви та виконувати такі завдання, як посадка, обприскування та збір урожаю з точністю та акуратністю. 

3. Які існують обмеження датчиків у сільському господарстві?

Сільськогосподарські датчики мають певні обмеження, які слід враховувати. По-перше, точність і надійність датчиків можуть відрізнятися, що призводить до потенційних помилок вимірювання або невідповідностей. По-друге, деякі датчики можуть вимагати часте калібрування або технічне обслуговування для забезпечення оптимальної роботи.

По-третє, датчики можуть точно не вловлювати певні фактори навколишнього середовища або його зміни, обмежуючи їхню здатність надавати всебічні дані.