نظام ري آلي باستخدام مستشعر رطوبة التربة

نظام ري آلي باستخدام جهاز استشعار رطوبة التربة: حل لإدارة المياه الذكية للزراعة الحديثة

 مقدمة

وفي التنمية السريعة للزراعة الحديثة، أصبحت الإدارة الفعالة للموارد المائية وتحقيق الاستفادة المثلى من نمو المحاصيل مسألتين حاسمتين.وكثيراً ما تعتمد أساليب الري التقليدية على التحكم في المياه بتوقيت محدد، مما قد يؤدي إلى الإفراط في الري أو إلى نقص الري، وهدر المياه، والتأثير على صحة المحاصيل.ولمواجهة هذا التحدي، تم تطوير نظم ري تلقائية لاستشعار التربة،) التي تستخدم تكنولوجيا الاستشعار المتقدمة والمراقبة الآلية لتحقيق استخبارات عملية الري،:: تحسين كفاءة استخدام المياه وإمكانات إنتاج المحاصيل تحسيناً كبيراً.

 نواة النظام: أجهزة استشعار التربة

وجوهر نظام الري الآلي هو جهاز استشعار رطوبة التربة.ويمكن لأجهزة الاستشعار هذه أن تقيس بدقة محتوى الرطوبة في التربة وتوفر تغذية مرتدة آنية عن درجة رطوبة التربة من خلال مبادئ الموجة الكهرومغناطيسية،تغير في المقاومة أو تغير في التسارع.فعلى سبيل المثال، يمكن لسلسلة أجهزة الاستشعار NBL-S-THR، التي تبلغ دقتها 3ر13 في المائة، أن تعمل بثبات في مدى حرارة يتراوح بين -50 درجة مئوية و100 درجة مئوية، بما يكفل توافر بيانات دقيقة.

 مبدأ العمل في مجال استشعار رطوبة التربة:

وعادة ما يكون لأجهزة استشعار رطوبة التربة أربعة مبادئ عمل رئيسية:

جهاز استشعار قابل للتغيير: 

وتتسم زيادة الرطوبة في التربة بقدر أكبر من القدرة على التوصيل الكهربائي، وتكون القدرة على التوصيل أعلى.

مُسْتَمِس المُسْبِِِظِف: 

ومن خلال قياس التغير في كثافة التربة لاستنتاج محتوى الرطوبة، تؤثر الرطوبة في التربة على ثابتها الثنائي الكهربائي، بحيث يمكن الحصول على رطوبة التربة بقياس التغير في السعة.

مُستَسِسَسِسَر رَسْيْمِ رَسْمِ سُوَلْ تِلْمِ تِلْمِيجِيًّا (عَكْس نطاق الوقت):

ويستخدم تقرير التجارة والتنمية خصائص انتشار الموجات الكهرومغناطيسية لقياس رطوبة التربة.والمبدأ الأساسي هو إرسال إشارة نبضية إلى كهربائي في التربة وقياس وقت انتشار إشارة النبض في التربة.وبما أن الثبات الكهربائي (التأثير على الموجات الكهرومغناطيسية) في الماء أكبر من الثبات في المكونات الأخرى في التربة (مثل الرمل أو المادة العضوية)،(أ) يؤثر محتوى الرطوبة من التربة تأثيراً مباشراً على سرعة انتشار الإشارة.

FDR Soil Soil Sostors (عكس نطاق التجاوز)

وتستند تكنولوجيا الـ FDR إلى تنوع التربة'وتستمد FDR محتوى رطوبة التربة بقياس الخصائص العاكسة والاستهلاكية للموجات الكهرومغناطيسية في التربة على مدى تردد محدد.'(س) ثابت ثنائي كهربي، الذي يؤثر بدوره على حجم ومرحلة الاستجابة للتردد.

وتحال البيانات المستمدة من هذه أجهزة الاستشعار إلى نظام الري في الوقت الحقيقي، مما يساعد النظام على اتخاذ قرارات بشأن ما إذا كانت هناك حاجة إلى الري.

 كيف تعمل نظم الري الآلية وما تعرضه

وسير عمل نظام الري الآلي بسيط وكفؤ.وعندما تنخفض رطوبة التربة إلى ما دون عتبة ما قبل العتبة، يرسل المستشعر إشارة إلى نظام التحكم، الذي يقوم بعد ذلك بتفعيل معدات الري،مثل الرش أو نظم الري بالتنقيط، لتوفير المياه الضرورية للمحاصيل.وحالما تصل رطوبة التربة إلى المستوى المرغوب، يتوقف الري تلقائياً، مع تجنب الإفراط في الري ونفايات المياه.وهذا الري القائم على الطلب لا يوفر مياها قيّمة فحسب، بل يعزز أيضا نمو المحاصيل الصحية وإنتاجها ونوعيتها.

 مكونات نظام الري الأوتوماتية

ويتألف نظام الري الآلي أساسا من العناصر التالية:

1 - مقياس رطوبة التربة: مسؤول عن رصد مستوى رطوبة التربة في الوقت الحقيقي.

2- المراقب المالي: يتلقى بيانات من جهاز الاستشعار ويقرر ما إذا كان سيبدأ الري استناداً إلى عتبة رطوبة محددة سلفاً.

3 - معدات الري: بما في ذلك رؤوس الرش، وأنابيب الري بالتنقيط، وما إلى ذلك، المسؤولة عن الإمداد الفعلي بالمياه.

4 - شبكة مصادر المياه والمضخات: توفير المياه لنظام الري وضغطها من خلال المضخة لضمان التوزيع المعقول للرطوبة.

٥ - وحدة الاتصال: تحقق نقل البيانات بين مختلف أجزاء النظام وتدعم الرصد والتعديل عن بعد.

1 - الرصد الآني: يقوم جهاز استشعار رطوبة التربة باستمرار برصد محتوى رطوبة التربة وإحالة البيانات إلى المراقب.

2 - الحكم المنطقي: يقارن المراقب عتبات رطوبة التربة وفقاً للقيم المحددة مسبقاً ويقرر ما إذا كانت هناك حاجة إلى الري.

3- الري: عندما تكون رطوبة التربة أقل من العتبة المحددة، يرسل المراقب أمراً إلى مشغل الري بتشغيل معدات الري.

4- التكيف الدينامي: خلال عملية الري، يواصل جهاز الاستشعار رصد التغيرات في رطوبة التربة، وعندما تصل رطوبة التربة إلى القيمة المحددة، يقوم جهاز التحكم بإغلاق معدات الري.

5 - نقل البيانات: تنقل وحدة الاتصالات بيانات تشغيل النظام إلى مركز الرصد، حتى يتسنى للمستعملين رؤية حالة الري في الوقت الحقيقي من خلال الهواتف الخلوية والحواسيب وغيرها من الأجهزة الطرفية.

 التحكم في المُستَنِج وادماجه

وكثيراً ما تكون نظم الري المؤتمتة الحديثة مجهزة بتكنولوجيا التحكم الدقيق أو تكنولوجيا الإنترنت للأشياء التي يمكن رصدها عن بعد وتعديلها عن طريق الاتصالات اللاسلكية (على سبيل المثال).شبكات لورا (LORA) أو GSM.ويمكن للمستخدمين حتى أن ينظروا عن بعد إلى حالة رطوبة التربة من خلال تطبيق للهاتف الذكي وأن يجروا تعديلات ذكية على أساس التنبؤات الجوية واحتياجات مياه المحاصيل من أجل الري الدقيق.وبالإضافة إلى ذلك، يمكن للنظام أن يجمع بين بيانات الطقس ونوع التربة ومرحلة نمو المحاصيل من أجل وضع برنامج للري أكثر دقة.

 نظام رير آلي يستخدم جهاز استشعار التربة لـه مجموعة واسعة من التطبيقات

ومن الحدائق المنزلية إلى الحدائق الزراعية الكبيرة، أثبتت نظم الري الآلي التي تستخدم أجهزة استشعار رطوبة التربة قيمتها في طائفة واسعة من التطبيقات، وتشمل سيناريوهات التطبيق المحددة ما يلي:

- الإنتاج الزراعي: في الحقول الزراعية الواسعة النطاق، يمكن لنظم الري الآلية أن تتحكم بدقة في إمدادات المياه وفقا للطلب على المحاصيل، ولا سيما المناسبة للمناطق المضغوطة بالمياه.

- البستنة والخضرة: يمكن للمتنزهات الحضرية، والأسرّة الزهرية، والبساتين وغيرها من الأماكن البستانية أن تستخدم نظم الري التلقائية في الإدارة الذكية، لضمان حصول النباتات في مواسم وظروف مناخية مختلفة على الكمية المناسبة من المياه.

- زراعة غازات الدفيئة: في بيئات الدفيئة، يمكن الجمع بين نظم الري الآلية وبيانات الرصد البيئي (مثل درجة الحرارة والرطوبة وما إلى ذلك) لإجراء تعديلات ذكية لتلبية احتياجات مختلف النباتات من المياه.

- إدارة المرج: تحتاج دورات الغولف، والحقول الرياضية وغيرها من المراعي إلى ري منتظم، ويمكن لنظم الري الآلية أن تتحكم بدقة في وقت الري وحجم المياه للحفاظ على أفضل ظروف النمو في العشب.

 المزايا البيئية والاقتصادية

وفي الأجل الطويل، تتيح نظم الري الآلية للاستشعار عن طريق رطوبة التربة فوائد بيئية واقتصادية هامة:

- حفظ المياه وكفاءتها: عن طريق رصد رطوبة التربة في الوقت الحقيقي، يتجنب نظام الري الآلي الري المفرط والري الناقص، مما يحقق وفورات فعالة في المياه.

- تحسين صحة المحاصيل: يُبقي الري الدقيق التربة في النطاق الأمثل للرطوبة، مما يساعد على نمو جذور المحاصيل ويتجنب أمراض النباتات أو الذوبان الناجم عن الإفراط في المياه أو نقصها.

- انخفاض تكاليف العمل: تقلل النظم الآلية من الحاجة إلى العمليات اليدوية، ولا سيما في المزارع الكبيرة أو الحدائق، مما يؤدي إلى توفير تكاليف عمل كبيرة.

- الإدارة الذكية: يمكن للمستخدمين رصد ومراقبة نظام الري عن بعد عن طريق الهاتف الخلوي أو الحاسوب، والتحقق من رطوبة التربة، والتنبؤ بالطقس وغير ذلك من البيانات في الوقت الحقيقي، وإجراء تعديلات تبعا لذلك، مما يزيد من تحسين مرونة النظام وذكاءه.

- التوازن الإيكولوجي: يساعد الحد من الاعتماد على المياه الجوفية على الحفاظ على التوازن الإيكولوجي والحد من تحات التربة.

 التوقعات المستقبلية

ومع التطوير المستمر لتكنولوجيا V4O، والاستخبارات الاصطناعية والبيانات الضخمة، ستصبح نظم الري الآلية أكثر ذكاء وكفاءة.وفي المستقبل، سيتم الجمع بين أجهزة استشعار رطوبة التربة ومجموعة متنوعة من المعلومات، بما في ذلك بيانات الطقس، ونوع التربة، ومرحلة نمو المحاصيل، من أجل وضع برنامج للري أكثر دقة.وبالإضافة إلى ذلك، قد يحقق النظام تفاعلا آنيا مع التنبؤات الجوية للتنبؤ مسبقا بهطول الأمطار، مما يؤدي إلى تجنب عمليات الري غير الضرورية وزيادة تحسين الكفاءة في توفير المياه.

 أولاً - موجز

ويوفر نظام الري الآلي الذي يستخدم أجهزة استشعار رطوبة التربة حلاً كفؤاً للاقتصاد في المياه للري الزراعي الحديث.وهو رمز لتقدم التكنولوجيا الزراعية الحديثة، التي تحل العديد من مشاكل الري التقليدية بقوة العلم والتكنولوجيا.ومن خلال التحكم الدقيق في كمية المياه ووقت الري، فإنها لا تنقذ المياه فحسب، بل توفر أيضا بيئة زراعية مناسبة لضمان النمو الصحي للمحاصيل والنباتات.ومع استمرار تقدم التكنولوجيا والتخفيض التدريجي للتكاليف، سيُستخدم هذا النظام على نطاق أوسع على نطاق العالم، مما سيؤدي بالزراعة إلى مستقبل أكثر اخضرارا وذكاء.

المُسَبِس بيان البيانات:

مقياس قياس درجة حرارة درجة حرارة الحرارة NB البيانات البيانية

V4.0.pdf

2 - NB PXI البيانات البيانية

المحتويات

3. مقياس قياس درجة حرارة الحرارة البيانات البيانية

V4.0.pdf

4. درجة حرارة سطح الشمس، العار من الدرجةوجهاز استشعار متكامل للمهاجرة والموصلة وجهاز استشعار متكامل للملوحة

المحتويات

تشمل أنظمة الري الآلية نماذج مستشعرات مثل NBL-S-TM و NBL-S-TMC و NBL-S-TMCS، وتدعم قياس رطوبة التربة ودرجة الحرارة و EC، كما يمكن دمج البيانات مع منصات IoT لتحقيق التحكم الذكي في الري.