2021年10月25日 星期一

‧ 農業智慧灌溉:物聯網如何將農業科技提升到新的水準

 

IOT Smart Plant Monitoring System - Smart Irrigation

物聯網智慧工廠監控系統 - 智慧灌溉



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了解物聯網技術如何將傳統灌溉系統,轉變為智慧高效的解決方案


多年來,世界各地的農民在不下雨時,就必須足智多謀。為了自己解決問題,他們使用灌溉系統等技術,來克服缺水問題,並最大限度地提高作物產量。

然而,灌溉系統效率低下。由於徑流、風和蒸發,大約一半的灌溉水被浪費了。這是因為大多數灌溉系統,依靠簡單的計時器和控制器進行調度。一種更有效的方法,是僅在需要時才使用水,並使用正確的量。

除其他外,這就是物聯網幫助農民做。物聯網使農民能夠透過明智的資源消耗來提高效率,從而使農場管理更加智慧。

在本文中,你將了解:

  1. 智慧灌溉系統的好處
  2. 智慧灌溉物聯網生態系統
  3. 用於農田智慧灌溉的物聯網感測器類型
  4. 擴展智慧灌溉系統的功能
  5. 農場灌溉系統的類型
農業智能灌溉:物聯網如何將農業科技提升到新的水平

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智慧灌溉系統的好處

以 15.3% 的複合年成長率增長,智慧灌溉市場到 2025 年,預計將達到 21億美元 ,農業企業和農民將積極採用智慧灌溉技術,來改善日常營運。

智慧灌溉的優勢是深遠的。鈄過監測土壤濕度水準,智慧水灌溉系統使農民能夠自動化灌溉過程,並減少用水量。除了更有效地消耗資源外,其他好處還包括:

  • ■ 最大限度地減少水浪費,從而節省成本
  • ■ 減少人力
  • ■ 土壤特徵的統一視圖,包括水分和養分含量
  • ■ 異常情況智慧通知
  • ■ 更好的長期景觀健康
  • ■ 智慧灌溉物聯網生態系統

為了實現這些優勢,智慧水灌溉系統廣泛使用物聯網感測器。這些放置在現場的感測器,將即時數據發送到中央 Gateway,然後只要濕度或溫度值超出預定範圍,中央 Gateway 就會自動打開水泵。

LoRa 等無線低功耗網路,用於為物聯網感測器提供支持,並使資訊即時流入和流出中央 Gateway 成為可能。整個智慧灌溉系統可以由最終用戶,基於雲的平台 或行動應用 app,透過自定義進行管理

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用於農田智慧灌溉的物聯網感測器類型

根據要捕獲的數據類型,土壤、天氣和植物物聯網感測器可用於智慧灌溉解決方案。

農業智能灌溉:物聯網如何將農業科技提升到新的水平

土壤感測器

基於土壤的感測器收集有關體積含水量、鹽度、電導率,和其他關鍵參數的相關數據。這些感測器位於田間的關鍵點,將數據發送到智慧水灌溉系統,幫助農民快速了解土壤狀況,並預測灌溉需求。

天氣感測器

天氣感測器也稱為蒸發蒸騰 (ET) 感測器,可測量超局部環境條件,例如土壤表面的水分蒸發和植物蒸騰作用。結合某某提供的數據基於 GIS 的解決方案,這些感測器可以幫助生成更準確的水預測。

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植物感測器

安裝在植物上的感測器仍然是新的,但在衡量植物的水分狀況方面顯示出巨大的潛力。感測器附著在植物的莖或果實上,可以跟踪膨脹或收縮等微小變化,並提醒農民注意田間含水量不足或減產趨勢。

擴展智慧灌溉解決方案的功能

可以透過使用高級軟體的功能,進一步增強基於物聯網的灌溉系統。你可以自定義你的智慧水灌溉解決方案,並整合第三方 API,以利用其他有價值的數據,並為你的農田灌溉決策提供資訊。

天氣監測

一種方法是結合氣象站的衛星數據和天氣報告,以更好地安排灌溉活動。知道預測到降雨後,系統可以等待並根據收到的實際降水量,自動重新計算所需的水量。

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定位技術

精密測繪還通過優化成本,和獲得深刻見解,幫助農業綜合企業推動智慧農業。可重複使用的地圖將感測器數據與衛星和無人機圖像結合在一起,使農民能夠密切關注關鍵的土地特徵。

人工智慧

人工智慧正在成為農業自動化的基石。除了在新穎但仍然很少使用的農業機器人系統中使用之外,人工智慧還有助於自動化簡單的任務,例如標記數據、建報告和發送通知。透過人工智慧,實現自動化的這些小步驟變得更容易實施,而它們對農業綜合企業的影響非常重要,並且可以在短短幾個月內看到。

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技術如何加強每種類型的灌溉系統

根據水在整個田間的分配方式,您可以選擇不同類型的灌溉系統,這些系統可以透過智慧灌溉軟體進行增強。最常見的是洪水、灑水、中心樞軸、滴灌和微灌系統。讓我們看看智慧灌溉的技術解決方案,如何提高每種類型的效率。

噴灌

在噴灌系統中,水通過管道泵送,然後透過高壓架空噴頭分配。這些灑水噴頭可以設置在田間的中心位置,也可以位於行動平台上。

軟體的作用:熱和聲雨感測器辨識降雨並測量其強度,以便在雨停後安排下一次灌溉。智慧灌溉系統分析數據,並計算下個月的用水預算。灑水器會收到自動通知,以防止因下雨而過度用水和過度澆水。

中心樞軸灌溉

這是最流行的噴灌形式,也稱為水輪灌溉和循環灌溉。典型的中心樞軸系統,由連接到中央塔的長灌溉管道組成,並以圓形模式在田地上緩慢移動,用噴霧器灌溉植物。

軟體作用:控制圓形灌溉噴頭的系統,從現場感測器獲取數據洞察,以調整水流或流動角度。這有助於接觸到遠離水源的植物,並使最近的植物免於過度澆水。透過分析天氣數據和土壤濕度,系統計劃灌溉並計算潛在產量和收穫時間。

滴灌

在這種類型的灌溉中,水通過稱為滴頭的小開口管道,直接分配到植物的根部。這使農民能夠顯著減少蒸發和徑流。

軟體的作用:對於這種類型的灌溉,主要挑戰是澆水過程的可見性。系統透過應用 app,通知用戶開始和完成灌溉。它還測量灌溉前後的土壤參數。

微灌

微灌是一種低壓、低容量系統,可精確控制澆水。該系統將水直接施用於植物的根部,從而提高灌溉效率,並確保均勻分配。

軟體的作用:系統可以精確控制每株植物的用量,精確控制水量。人工智慧算法可用於辨識植物,並適當調整澆水。

無論你選擇哪種類型的灌溉系統,為其配備強大的物聯網感測器,都將幫助你獲得數據驅動的、可操作的見解,並始終掌握灌溉需求。

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底線

迄今為止,農業是最大的水資源消耗者,約佔全球淡水抽取量的 70%。更糟糕的是,由於低效和過時的灌溉技術,大量的水流失了。

智慧灌溉技術將透過使用物聯網驅動的農業感測器來解決這些問題,使農民能夠密切監測田間狀況,並相應地調整灌溉方式。這不僅導致更有效的水管理,而且導致更高的作物產量和更低的成本。


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