Какие типы датчиков лучше всего подходят для мониторинга теплицы?

1. Растущая потребность в интеллектуальном мониторинге теплицы

1.1. Современное выращивание теплицы и урожая

Теплицы, современное решение, представляют собой закрытые конструкции из прозрачных материалов, таких как пластик или стекло, которые создают контролируемую среду для выращивания сельскохозяйственных культур. При теплицах солнечный свет поймается, и для сельского хозяйства поддерживается оптимальная температура независимо от внешних условий.

В современном сельском хозяйстве эти дома сыграли решающую роль из-за их особенностей, включая контроль температуры и влажности, контроль вредителей и заболеваний, а также подходящие условия почвы для сельскохозяйственных культур, что делает их идеальными для выращивания культур с высоким спросом, таких как помидоры, огурцы, зелень листовой, цветы и высокие лекарственные растения.

Вкратце введите важность теплиц для конкретных культур (например, помидоров, огурцов, листовой зелени, цветов, высокозависимых лекарственных растений) и того, как они позволяют контролировать растущую среду.

1 .2. Роль технологий в оптимизации тепличных условий

Как идеальные условия развиваются в теплице? Благодаря модернизации и промышленным революциям, мы можем собирать данные через современные датчики, что помогает точно контролировать окружающую среду в теплице. Датчики размещаются в нескольких местах в теплице, чтобы непрерывно контролировать интенсивность света, уровни углекислого газа, влажность почвы, температуру и влажность, которые необходимы для поддержания оптимизированных условий, которые в конечном итоге способствуют хорошему здоровью растений и максимизации урожайности.

Для сравнения, традиционное сельское хозяйство основывалось на ручных данных, которые зависели от человека, увеличивая шансы на ошибку, а также становятся трудоемким процессом. Из -за непрерывного развития технология IoT (Интернет вещей) не только контролирует, но и принимает решения на основе этих данных, создавая панели мониторинга и оповещения. При этом область сельского хозяйства становится эффективной и модернизированной.

2. Основные аспекты парникового мониторинга

2 .1. Факторы окружающей среды, критические для роста урожая

2.1.1. Температура

Органы человеческого тела функционируют оптимально при температуре 37°C (98.6°F), так же, как разные культуры имеют разные температурные диапазоны, необходимые для их роста. Например, помидоры растут между 18 °C и 27°C; Напротив, листовая зелень предпочитает более прохладные среды, такие как салат, которая требует температуры от 15 до 15 20 °C. Следовательно, температура считается одним из основных факторов, непосредственно связанных с фотосинтезом, дыханием и ростом растений; Таким образом, его необходимо поддерживать в соответствии с требованиями урожая.

2.1.2. Влажность

Относительная влажность является ключевым фактором, который следует учитывать в теплице. Это влияет на транспирацию (процесс, посредством которого растения выделяют водяной пары из их листьев). Высокая и низкая влажность может повлиять на рост; Низкая влажность замедляет рост и фотосинтез, возникающий в результате высокой транспирации, которая ограничивает потребление углекислого газа (Co₂). В то время как высокая влажность снижает транспирацию, замедляя потребление питательных веществ, это также рискует грибковым заболеванием. Следовательно, поддерживаются оптимальные относительные уровни влажности 50-70%, в зависимости от типа урожая.

2 .2. Параметры здоровья почвы и субстрата

2 .2.1. Почвенная влажность

Вода, доступная в почве для поглощения корнями, что помогает растворить питательные вещества, - это то, что мы называем влажностью почвы. Как и другие параметры, влажность почвы должна находиться в сбалансированном состоянии, ни слишком высоком, что создает заболоченные и плохие условия кислорода, которые гниют корни, и не слишком низкие, что приводит к дегидратации и дефициту питания. Используйте точные системы мониторинга и управления, такие как интеллектуальные датчики, в теплицах для поддержания здоровой и сбалансированной среды, которая поддерживает оптимальный рост урожая.

2 .2.2. PH и EC

Индикаторы здоровья почвы, включая pH и электрическую проводимость (EC), гарантируют, что питательные вещества легко доступны для поглощения корнями растений, способствуя здоровому и сбалансированному росту растений. Большинство сельскохозяйственных культур процветают в нейтральном до слегка кислотном диапазоне, позволяя почвенным питательным веществам, таким как азот, калий и фосфор, легко доступны для здорового роста.

Электрическая проводимость (ЕС) почвы указывает на соленость и общую концентрацию солей. Высокий Эк →  Чрезмерная соль → Высокая ионная токсичность приводит к осмотическому стрессу. Тогда как низкий ЕС снижает рост растений из -за истощения питательных веществ.

2 .3. Качество света и воздуха

2 .3.1. Интенсивность света/пар

Растения требуют оптимального уровня интенсивности света, что необходимо для фотосинтеза. PAR (фотосинтетически активное излучение) представляет спектр света (400-700 нанометров), который большинство растений эффективно используют для фотосинтеза. Мониторинг его уровня гарантирует, что растения получают идеальное количество света для продуктивного роста.

2 .3.2. Уровни CO2

Концентрация CO₂ в теплице непрерывно контролируется и контролируется в определенном диапазоне, поскольку CO₂ непосредственно участвует в процессе фотосинтеза в присутствии света. Этот процесс помогает растениям преобразовать световую энергию, воду и CO₂ в глюкозу и кислород. Чтобы поддержать этот процесс, наличие CO₂ обеспечивается в теплице.

3 . Преимущества и важность мониторинга на основе датчиков для сельскохозяйственных культур

3 .1. Повышенный урожай и качество

Установка датчиков обеспечивает непрерывный мониторинг параметров и сбора данных, что позволяет поддерживать оптимальные условия и адаптироваться к урожаю, тем самым достигая максимального урожая с более высоким качеством. Вместо ручного мониторинга датчики обеспечивают точный контроль, объединяя условия в теплице, чтобы растения, фрукты и овощи имеют одинаковый размер, цвет и текстуру и имели тот же вкус. Принятие решений, управляемых данными, повышает здоровье и качество, а также урожайность, посредством мониторинга и контроля на основе датчиков.

3 .2. Оптимизация ресурсов (вода, энергия, питательные вещества)

Сельскохозяйственные культуры воспитываются в здоровой среде, которая требует воды, энергии и правильных питательных веществ. Современное сельское хозяйство работает на принципе оптимизации; Следовательно, эти ресурсы используются для минимизации отходов. Теперь возникает вопрос: как? В традиционном сельском хозяйстве процесс в основном ручной, что приводит к чрезмерному использования. Теперь подход нацелен на то, что и где это необходимо. Используя системы на основе датчиков, неэффективность и отходы могут быть уменьшены, избегая чрезмерного спектакля, чрезмерного перераза, а также ненужного нагрева и освещения. Решение об установке этой технологии - это умный шаг, который способствует устойчивости и сводит к минимуму эксплуатационные расходы.

3 .3. Раннее обнаружение стресса и заболевания

Защита растения от болезней и стресса является обязательной для его выживания и роста. Обнаружение на ранних этапах владельцы теплицы могут:

●  Предотвратить распространение заболеваний на другие здоровые растения.

• Минимизировать потерю урожая
• Минимизировать стоимость лечения.
• Сохранить качество и консистенцию урожая.

Профилактические меры могут быть приняты для упреждающего управления, используя передовые сенсорные технологии для обеспечения надежных парниковых операций.

4 . Типы парниковых датчиков: комплексный обзор

4 .1. Датчики температуры (термистор, RTD, термопару)

Температура, являющаяся важным параметром, может быть измерена с помощью термистора, RTD и термопары. Давайте подробно обсудим каждый:

• Термистор: Он используется для точного измерения с точностью ±От 0,1 до 0.5°C и быстрое время отклика. Вот почему он используется для мониторинга воздуха и устанавливается в системах HVAC в теплицах или вблизи навеса завода. Принцип работы, стоящий за термистором, - это изменение сопротивления температуре. В большинстве теплиц используются термисторы NTC (отрицательный коэффициент температуры), которые имеют сопротивление, которое уменьшается с увеличением температуры.

• RTD: Детектор температуры сопротивления (RTD) дорогой из -за его высокой точности ±0.1°C или лучше в широком диапазоне, обеспечивая стабильные показания. Он использует Platinum, сопротивление которой линейно увеличивается с температурой. Он идеально подходит для обнаружения температуры почвы или для сельскохозяйственных культур, которые чрезвычайно чувствительны к температуре.

• Термопару: Он состоит из двух разных металлических проводов, соединенных на одном конце. Когда изменение температуры происходит в соединении, генерируется небольшое напряжение, которое измеряется и сравнивается с температурой. Эти датчики долговечны, поэтому они используются в суровых условиях или в колеблющихся условиях с точностью ±1–2°C.

4 .2. Датчики влажности (емкостные, резистивные, психрометры)

Количество влаги, присутствующей в воздухе, соответствующей его температуре, известно как относительная влажность, которую измеряет датчик влажности.

• Емкостный датчик влажности: Эти датчики широко используются в теплицах из -за их быстрого ответа и низких требований к обслуживанию. Он обладает высокой точностью и стабильностью и является надежным в течение длительного периода. Он измеряет влажность путем обнаружения изменений в диэлектрической проницаемости гигроскопического материала между электродами, что изменяет емкость датчика.

• Резистивный   Датчик влажности : Используется чувствительный к солевению материал, и измеряются изменения в его электрическом сопротивлении. Они легко изготавливать и экономически эффективно, но менее точные, чем другие датчики.

• Датчик влажности психрометра : Эти датчики не предназначены для непрерывного мониторинга; Следовательно, они обычно используются для калибровочных целей или в исследовательских теплицах. Он использует два термометра, влажную лампу и сухую лампу, и разница между двумя термометрами используется для расчетов относительной влажности. Это очень точные датчики, но они требуют высокого обслуживания.

4 .3. Датчики влажности почвы (емкость, TDR, гипсовый блок)

• Датчики емкости: Умеренно точный и широко используемый в теплицах из -за их низкой стоимости и компактного размера. Он хорошо работает в большинстве почв и измеряет влажность почвы посредством диэлектрических изменений.

• Рефлектометрия временной области (TDR): TDR эффективен в условиях переменной солености и особенно подходит там, где требуется точность для измерения. Чтобы измерить влагу, он посылает электрический импульс через зонд и измеряет время, необходимое для размышлений импульса.

• Гипс Блок: Это   Имеет медленное время отклика, но является надежным для физиологического раствора или грубой почвы, где другие датчики сталкивались с проблемами. Датчик оснащен двумя электродами, встроенными в гипсовый блок, которые обнаруживают натяжение воды в почве путем измерения изменений в электрическом сопротивлении между электродами.

4 .4. Датчики pH и EC

PH датчик:  Датчики рН измеряют уровень pH, что указывает на щелочность или кислотность почвы. Он состоит из двух электродов, электрода справки и стеклянного электрода. Электрод, изготовленный из стекла, чувствителен к ионам водорода; При помещении в почву он генерирует напряжение на основе движения этих ионов. Напряжение преобразуется в значения pH.

EC Sensor:  Датчик ЕС измеряет общую концентрацию питательных веществ в почве. Низкий ЕС указывает на дефицит питательных веществ, в то время как высокая ЕС означает чрезмерную оплодотворение; Следовательно, это должно быть в оптимальном состоянии и должно быть точно контролировать. Датчик имеет два электрода, через которые применяется небольшое напряжение для измерения электрического тока. Датчик измеряет способность почвы проводить электричество из -за наличия растворенных солей в растворе почвы. (131 слова)

Объясните, как они измеряют кислотность/щелочность и концентрацию интенсивности питательных веществ.

4.5. Световые датчики (номинал, люкс)

Два общих типа датчиков для измерения света в теплице - это датчики PAR и LUX.

PAR Light Sensor:  PAR измеряет спектр света (400–700 нм) используется растениями для фотосинтеза; Он откалиброван для измерения интенсивности света, которая непосредственно влияет на рост растений. PARs в основном используются в теплицах из -за их точности и точности в сборе данных.

Lux Light Sensor: Датчик люкс измеряет светящийся поток на единицу площади, которая является интенсивностью света, которая воспринимается человеческим глазом.

4 .6. Co₂ датчики (NDIR)

NDIR (недисперсивные инфракрасные) датчики измеряют поглощение специфических длин волн инфракрасного света, когда присутствует диоксид углерода (Co₂). Чем больше Co₂ присутствует, тем больше ИК -света поглощается. Эти датчики не имеют движущихся частей или полагаются на химические реакции; Они имеют длительный срок службы, низкое обслуживание и минимальный дрейф с течением времени.

5 . Какие датчики лучше всего подходят для мониторинга теплицы?

5 .1. Приоритет датчиков на основе потребностей урожая и типа теплицы

Правильные датчики для правильной цели необходимы для сельского хозяйства, особенно в теплицах, где поддерживается контролируемая среда. Необходимость в датчике сильно зависит от типа урожая и связанной с ним инфраструктуры.

Например, листовая зелень, такая как шпинат, растут под контролируемой влажностью и светом; В этом случае датчики влажности и света имеют решающее значение. Орхидеи чувствительны к уровню влаги и контролю Co₂; Следовательно, мониторинг этих параметров имеет важное значение. В естественных вентиляционных и низкотехнологичных теплицах основные датчики, такие как температура, влажность и влажность, расположены в различных местах для мониторинга. Высокотехнологичные гидропонные системы требуют дополнительных датчиков, таких как pH и EC.     

Суть в том, что инвестиции в правильные датчики для окружающей среды обеспечивают более здоровый рост растений, в конечном итоге достигая максимальной доходности.

5 .2. Соображения по выбору датчика

5 .2.1. Точность и надежность

При выборе датчиков для теплицы рассмотрите экономически эффективное решение, но никогда не ставят под угрозу точность и надежность. Основываясь на этих показаниях, принимаются решения, такие как увеличение интенсивности света, обеспечение вентиляции и увеличение влажности, среди прочего. Если какое -либо принятое решение вводит в заблуждение, вся среда будет нарушена, что требует времени и усилий для урегулирования или может привести к повреждению урожая. Не рискуйте свой урожай; Инвестируйте в проверенные технологии, которая предоставляет надежные и точные данные за каждый час.

5 .2.2. Долговечность и сопротивление окружающей среде

Теплицы считаются сложными местами; Следовательно, установленные датчики должны быть более жесткими, чем эти условия. Высокая влажность, изменения температуры и воздействие удобрений или химических веществ - это определенные условия, которые датчики должны противостоять. Защита вашего урожая имеет важное значение, поэтому установите долговечные и устойчивые к погоде датчики и регулярно поддерживайте их или замените их по мере необходимости.  

5 .3. Интеграция с интеллектуальными системами

Интеллектуальные действия - это современная функция, доступная в датчиках; Они не только записывают данные, но и предпринимают действия при подключении к регистраторам данных, контроллерам и платформам автоматизации, что называется общей интеграцией. Например, сигнал датчика CO₂ в систему вентиляции для регулировки его уровней, температуры или влажности может вызвать систему нагрева и охлаждения в теплице.

Со временем, поскольку эти данные задокументированы, они помогают определить закономерности и тенденции, которые улучшают процессы и методы, оптимизируют циклы роста и позволяют быстро реагировать на изменения окружающей среды. Будущее движется в направлении инновационных сельскохозяйственных решений, и интеллектуальные датчики являются одной из их ключевых особенностей. Если вы хотите быть точным в сельском хозяйстве, это новые стандарты, которые вы должны принять.  

6 . Вывод: будущее точного выращивания теплицы

Нервная система любой системы - это датчик, стоящий за ней, так же, как в случае современных теплиц. Он записывает и контролирует параметры, включая температуру, влажность, свет, влажность, рН, электрическую проводимость (ЕС) и Co₂, которые имеют решающее значение для владельцев теплицы принимать обоснованные решения о росте своих культур.   

Владельцы, которые инвестируют в интегрированную сенсорную систему, имеют конкурентное преимущество перед другими, достигая высокого качества урожайности, минимизации отходов и собирая точные данные для быстрого внедрения в окружающие условия. Фермирование с точностью - это сдвиг в направлении трансформации в том, как мы выращиваем урожай; Это не просто технологическое обновление. Будущее автоматизировано и быстро, с точными и современными технологиями. Думай мудро; Инвестируйте один раз, инвестируйте умно.

FAQ

• Какова роль датчиков Co₂ в теплице?

Ответ: важно контролировать концентрацию CO₂ с использованием датчиков CO₂ в теплицах, потому что это ключевой компонент в процессе фотосинтеза; Следовательно, поддержание оптимального уровня имеет решающее значение для стабильного и продуктивного роста растений.

• Как часто мне нужно калибровать датчики в теплице?

Ответ: калибровка зависит от различных факторов, таких как создание, модель, тип и условия работы; Поэтому рекомендуется обратиться к производителю’S Инструкции для точной калибровки. Как правило, калибровка обусловлена ​​большинством датчиков в течение 3-6 месяцев.

• Являются ли беспроводные датчики лучше, чем проводные датчики для парникового мониторинга?

Ответ: беспроводные датчики просты в установке и являются гибкими для теплиц, покрывающих большую площадь, уменьшая сложность проводки. Тем не менее, полагаться на батареи, требующие частой замены и технического обслуживания. С другой стороны, проводные датчики труднее установить, но передают данные, не требуя какого -либо вмешательства и имеют более низкие затраты на техническое обслуживание. Выбор зависит от бюджета пользователя, парниковой инфраструктуры и размера операции.

• Каковы основные функции теплицы?

Ответ: теплица выполняет много функций, как