了解智能灌溉
发布者:精讯畅通上传时间:2021 年 7 月 24 日

目前,全世界有近75.3亿人口。最近的一项研究发现,平均而言,全球33%的人口患有某种形式的缺水问题。到2030年,这一数字可能上升到50%,这清楚地表明了缺水问题正在扩大的惊人速度。有趣的是,世界上大约70%的取水量用于灌溉,而这正是大多数水浪费发生的地方。大约60%用于灌溉的水是由于蒸发、土地径流或仅仅是低效的原始使用方法而流失的。这反过来又揭示了智能灌溉的重要性——由物联网(IoT)提供动力——在管理全球日益上升的水压力方面可以大有裨。接下来,我们将关注一些有关智能灌溉的有趣事实:

1. 需要自动灌溉

智能灌溉是精密农业的重要组成部分。它帮助农民避免浪费水分,有以下优点:

a) 在正确的时间灌溉,b) 尽量减少径流和其他浪费,以及 c) 准确确定土壤水分水平,从而在任何地方找到灌溉要求,从而提高作物生长的质量。用自动阀门和系统取代人工灌溉也消除了人为错误因素(例如,在给田地浇水后忘记关闭阀门),有助于节省能源、时间和宝贵的资源。智能灌溉系统的安装和配置一般来说也相当简单。

2. 基于 IoT 的灌溉系统架构

智能微控制器(作为"信息网关")位于自动化灌溉基础设施的核心。放置在田野上的土壤水分传感器和温度传感器将实时数据发送到微控制器。通常,指定"水分/温度范围",每当实际值超过此范围时,微控制器会自动打开水泵,水泵上安装输出销。微控制器还具有伺服电机,以确保管道实际上均匀地浇水,使没有区域堵塞或保持太干燥。整个系统可以通过专用移动应用程序由最终用户管理。智能灌溉使种植者能够远程监测和灌溉田地,而无需任何烦恼。

3. 互联网的使用

往返于中央网关(这里,微控制器)的信息流必须得到稳定的互联网服务的支持。无线低功耗网络(可以轻松地用于为传感器供电。这些传感器将现场信息发送到用户的本地计算机或云网络(根据需要)。该系统可以将信息与来自第三方服务(比如当地天气通道)的其他输入相结合,以达成"智能灌溉决策"。例如,如果预报中下雨,水也不会被释放——即使实时数据显示田地需要灌溉。重新计算也定期完成。

注:与人工操作的浇水系统相比,智能灌溉系统在旱季可节省高达 45% 的水,在雨季可节省约 80% 的水。

4. 成本优势

在自动化灌溉基础设施中,没有资源浪费的余地。因此,也有成本效益可得。通过用完全自营的浇水系统取代传统的浇水系统,作物因过度(或不足)浇水而死亡的可能性微乎其微,这意味着农民不必担心频繁更换植物。此外,由于智能农业,一般来说,智能灌溉是所有关于更快,更健康的作物生长,平均作物周期缩短。这意味着年收益率有可能增加。物超电图供电的灌溉工具也可用于草坪、花园和景观。

5. 使用的传感器类型

几种类型的传感器用于将数据拼入灌溉多控制器单元。每个单元都致力于捕获和传输特定数据。第一个单元是土壤水分传感器(或短信),它检查土壤表面的介电常数,以估计表面的体积水含量。此水分水平与介电恒定读数成正比。短信控制器可以是"按需"(具有启动和终止灌溉会话的能力)或"旁路"(能够允许在预先指定的阈值范围内进行灌溉)。接下来是温度传感器,它们通常使用先进的电阻温度探测器组件 (RTDs) 准确跟踪土壤温度水平。根据任何时间的精确土壤要求,这些"中继"系统负责打开或关闭泵。

注:土壤水分传感器提供比传统的基于定时器的喷水系统更高效的现场灌溉。前者没有过度喷洒或过度浇水的风险。

6. 纳入气候参数

虽然智能土壤水分传感器有许多优点,但它们不会以任何方式考虑与天气相关的因素,这仍然是一个限制因素。由于蒸发(ET;通过蒸发从植物叶中流失的总水和通过蒸发而流失的土壤),会损失大量的水分。因此,作物种植者开始使用"更智能"的蒸发控制器或基于天气的灌溉控制器。这些工作与高品质的天气传感器,接收实时天气更新,并使用相同的定制灌溉事件。