Radaru pagrįstų integruotų srauto, lygio ir greičio hidrologinių jutiklių taikymas ir poveikis žemės ūkyje

Įvadas

Tobulėjant išmaniajai žemdirbystei, tikslus hidrologinis monitoringas tapo pagrindine technologija, padedančia gerinti drėkinimo efektyvumą, kontroliuoti potvynius ir atsparumą sausrai. Tradicinėms hidrologinio monitoringo sistemoms paprastai reikia kelių atskirų jutiklių, kurie atskirai matuotų vandens lygį, srauto greitį ir debitą. Tačiau radarų pagrindu sukurti integruoti srauto lygio ir greičio hidrologiniai jutikliai (toliau – „integruoti jutikliai“) sujungia šias funkcijas į vieną nekontaktinį, didelio tikslumo įrenginį, kuris yra labai vertingas žemės ūkio reikmėms.

1. Integruotų jutiklių veikimo principas ir techniniai privalumai

(1) Veikimo principas

• Radaro vandens lygio matavimas: skleidžiamos aukšto dažnio elektromagnetinės bangos, o atspindėtas signalas analizuojamas siekiant nustatyti vandens lygį.
• Radaro srauto greičio matavimas: Doplerio efektas naudojamas vandens greičiui apskaičiuoti analizuojant atspindėtų bangų dažnio pokyčius.
• Debito skaičiavimas: sujungia vandens lygio, greičio ir kanalo skerspjūvio duomenis, kad būtų galima apskaičiuoti srauto greitį realiuoju laiku.

(2) Techniniai pranašumai

✔ Bekontaktis matavimas: Neturi įtakos vandens kokybei, nuosėdoms ar plaukiojančioms šiukšlėms, todėl idealiai tinka sudėtingoms žemės ūkio vandens aplinkoms.
✔ Didelis tikslumas ir stabilumas: milimetro lygio vandens lygio tikslumas, platus greičio matavimo diapazonas (0,1–20 m/s).
✔ Veikia bet kokiu oru: patikimai veikia lyjant, sningant ar kintant apšvietimo sąlygoms, tinka ilgalaikiam lauko stebėjimui.
✔ Mažos energijos sąnaudos ir belaidis perdavimas: Palaiko saulės energiją ir duomenų įkėlimą iš debesies realiuoju laiku.

2. Pagrindinės taikymo sritys žemės ūkyje

(1) Tikslus drėkinimo valdymas

• Įgyvendinimas: Įrengiama drėkinimo kanaluose arba lauko drenažo grioviuose, kad būtų galima stebėti vandens lygį ir srautą realiuoju laiku.
• Privalumai:
  • Dinamiškai reguliuoja drėkinimą pagal augalų vandens poreikį, taip sumažindamas nuostolius (vandens taupymas 20–30 %).
  • Integruojasi su dirvožemio drėgmės duomenimis, kad būtų galima automatiškai planuoti laistymą.

(2) Potvynių kontrolė ir drenažo stebėsena

• Įgyvendinimas: Įrengiama žemumose esančiose ūkinėse teritorijose, rezervuarų išsiliejimo vietose arba šalia drenažo siurblinių.
• Privalumai:
  • Pateikia išankstinius įspėjimus smarkaus lietaus metu, kad būtų išvengta laukų potvynių.
  • Palaiko išmanųjį siurblio veikimą, pagerindamas drenažo efektyvumą.

(3) Ekologinis ūkininkavimas ir akvakultūra

• Įgyvendinimas: stebi įtekėjimą / ištekėjimą žuvų tvenkiniuose arba dirbtinėse šlapžemėse.
• Privalumai:
  • Palaiko optimalų vandens lygį vandens gyvūnijai.
  • Apsaugo nuo vandens kokybės pablogėjimo dėl stovinčio ar per didelio srauto.

(4) Drėkinimo rajono valdymas

• Įgyvendinimas: Prisijungia prie žemės ūkio daiktų interneto platformų, suformuojant regioninį hidrologinių duomenų tinklą.
• Privalumai:
  • Padeda vandens tiekimo institucijoms priimti sprendimus dėl paskirstymo.
  • Sumažina rankinio tikrinimo išlaidas ir padidina valdymo efektyvumą.

3. Poveikis žemės ūkio gamybai

(1) Geresnis vandens naudojimo efektyvumas

• Įgalina duomenimis pagrįstą drėkinimą, palengvindamas vandens trūkumo problemas, ypač sausringuose regionuose.

(2) Sumažinta nelaimių rizika

• Ankstyvieji potvynių / sausros įspėjimai sumažina pasėlių nuostolius (pvz., užlieti ryžių laukai, išdžiūvę sodai).

(3) Skatina išmanųjį žemės ūkį

• Teikia pagrindinius hidrologinius duomenis „skaitmeniniams ūkiams“, užtikrindamas sinergiją su dronais, išmaniaisiais vožtuvais ir kitais daiktų interneto įrenginiais.

(4) Mažesnės darbo ir priežiūros išlaidos

• Skirtingai nuo mechaninių jutiklių, kuriems reikia dažnai valyti nuosėdas, radarų jutikliai praktiškai nereikalauja priežiūros, todėl sumažėja ilgalaikės išlaidos.

4. Iššūkiai ir ateities perspektyvos

• Dabartiniai iššūkiai:
  • Didelės jutiklių kainos riboja smulkiųjų ūkininkų susidomėjimą.
  • Sudėtingas reljefas (pvz., išlenkti kanalai) gali turėti įtakos greičio matavimo tikslumui.
• Būsimos kryptys:
  • Dirbtinio intelekto algoritmai duomenų kalibravimui optimizuoti (pvz., mašininis mokymasis reljefo kompensavimui).
  • Sukurti pigias versijas smulkiesiems ūkiams.

Išvada

Integruoti hidrologiniai radarais pagrįsti jutikliai tenkina svarbiausius žemės ūkio stebėsenos poreikius ir yra išmaniojo vandens valdymo bei tikslaus ūkininkavimo pagrindas. Jų taikymas didina vandens naudojimo efektyvumą ir kartu remia tvarų žemės ūkį. Tobulėjant technologijoms ir mažėjant kainoms, šie jutikliai taps standartine šiuolaikinio ūkininkavimo įranga.

Pilnas serverių ir programinės įrangos belaidžio modulio rinkinys, palaikantis RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN

Daugiau informacijos apie VANDENS JUTIKLĮ informacija,

prašome susisiekti su „Honde Technology Co., LTD.“

Email: info@hondetech.com

Įmonės svetainė:www.hondetechco.com

Tel.: +86-15210548582