ما هي أنواع أجهزة الاستشعار المستخدمة في الزراعة الذكية؟ دليل عملي لمراقبة هطول الأمطار والتربة وثاني أكسيد الكربون

تعمل الزراعة الذكية على تغيير الطريقة التي يدير بها المزارعون المحاصيل والدفيئات الزراعية وأنظمة الري. وبدلاً من الاعتماد فقط على الخبرة أو الفحص اليدوي، يستطيع المزارعون الآن جمع البيانات الميدانية في الوقت الفعلي واتخاذ قرارات أفضل بناءً على الظروف الفعلية.

من بين الأجهزة العديدة المستخدمة في الزراعة الحديثة، هناك ثلاثة أنواع من أجهزة الاستشعار ذات أهمية خاصة: أجهزة قياس المطر، وأجهزة استشعار التربة، وأجهزة استشعار ثاني أكسيد الكربون . معًا، يساعدون المزارعين على فهم إمدادات المياه، وحالة التربة، وجودة الهواء في الدفيئة، وهي كلها أمور بالغة الأهمية لصحة المحاصيل وإنتاجيتها.

لماذا تعتبر أجهزة الاستشعار مهمة في الزراعة الذكية

في الزراعة التقليدية، غالبًا ما يتم تعديل الري والتسميد وتهوية الدفيئة بناءً على جداول زمنية محددة أو الملاحظة البصرية. ومع ذلك، يمكن أن تتغير الظروف الميدانية بسرعة بسبب الطقس واختلافات التربة ومراحل نمو المحاصيل.

باستخدام أجهزة الاستشعار الزراعية الذكية، يمكن للمزارعين:

• مراقبة ظروف المزرعة في الوقت الحقيقي

• تقليل هدر المياه والأسمدة

• تحسين اتساق المحاصيل والإنتاجية

• الاستجابة بشكل أسرع لتغيرات الطقس أو ظروف التربة

• دعم إدارة المزرعة القائمة على البيانات

ولهذا السبب أصبحت أجهزة الاستشعار جزءًا أساسيًا من الزراعة الدقيقة وأتمتة الدفيئة. تستخدم الزراعة الذكية البيانات البيئية وبيانات التربة في الوقت الفعلي لتحسين إدارة المحاصيل وتحسين الإنتاجية.

1. أجهزة استشعار قياس المطر: قياس هطول الأمطار الطبيعية لاتخاذ قرارات أفضل للري

يعد هطول الأمطار أحد أهم المتغيرات في الزراعة. إذا عرف المزارعون بالضبط كمية الأمطار التي تساقطت، فيمكنهم تعديل جداول الري بشكل أكثر دقة وتجنب الإفراط في الري والغمر تحت الماء.

ويستخدم على نطاق واسع مقياس المطر دلو البقشيش لهذا الغرض. فهو يقيس هطول الأمطار الطبيعي ويحول هطول الأمطار إلى إشارات رقمية للإرسال والتسجيل والعرض. تم تصميم نموذج LoRaWAN الخاص بك لمراقبة هطول الأمطار عن بعد ويدعم اتصالات LoRaWAN Class A، مما يجعله مناسبًا للنشر الميداني الموزع.

لماذا تعتبر مقاييس المطر مفيدة في الزراعة؟

• المساعدة في تحسين توقيت الري

• دعم إدارة المياه القائمة على هطول الأمطار

• تقليل تكاليف الري غير الضرورية

• توفير سجلات هطول الأمطار للزراعة في الحقول المفتوحة

• دعم المراقبة عن بعد في المناطق الزراعية الكبيرة

بالنسبة للمزارع التي تحتاج إلى نشر لاسلكي، يعد مقياس المطر LoRaWAN مفيدًا بشكل خاص لأنه يمكنه نقل بيانات هطول الأمطار لمسافات طويلة مع استهلاك منخفض للطاقة. تضع صفحة منتج BGT أيضًا هذا النوع من أجهزة الاستشعار لتطبيقات الزراعة والهيدرولوجيا والقياس عن بعد.

2. أجهزة استشعار التربة متعددة المعلمات: فهم ما يحدث تحت الأرض

التربة هي أساس نمو المحاصيل، ولكن العديد من التغييرات المهمة تحدث تحت السطح ولا يمكن رؤيتها مباشرة. ولهذا السبب فإن مراقبة التربة أمر ضروري في الزراعة الذكية.

يمكن لمستشعر التربة متعدد المعلمات جمع عدة قياسات مهمة في جهاز واحد. يتم تقديم مستشعر BGT-SMPS الخاص بك كمحلل تربة 7 في 1 يقيس درجة حرارة التربة، والرطوبة، وEC، ودرجة الحموضة، وNPK ، مع مخرج RS485/Modbus-RTU للتكامل مع منصات إنترنت الأشياء. كما أنه يسلط الضوء على حماية IP68 وتحقيقات الفولاذ المقاوم للصدأ 316L للبيئات الميدانية القاسية.

ما الذي يمكن أن يساعد مستشعر التربة في مراقبته؟

رطوبة التربة

تساعد بيانات رطوبة التربة المزارعين على الري بشكل أكثر دقة. يمكن أن يؤدي القليل من الماء إلى إجهاد المحاصيل، في حين أن الكثير من الماء قد يقلل من الأكسجين الجذري ويزيد من خطر الإصابة بالأمراض.

درجة حرارة التربة

تؤثر درجة حرارة التربة على إنبات البذور ونشاط الجذور وامتصاص العناصر الغذائية. تساعد مراقبته المزارعين على فهم ظروف نمو المحاصيل بشكل أفضل.

التربة إيك

تساعد الموصلية الكهربائية على تحديد مستوى الأملاح الذائبة وتركيز الأسمدة في التربة. وهذا يمكن أن يدعم إدارة الإخصاب ويمنع الإفراط في التطبيق.

درجة حموضة التربة

يؤثر الرقم الهيدروجيني للتربة على توافر العناصر الغذائية. تعمل المحاصيل المختلفة بشكل أفضل في نطاقات مختلفة من الأس الهيدروجيني، لذا فإن مراقبة الأس الهيدروجيني تساعد على تحسين قرارات إدارة التربة.

نيك

يعتبر النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم من العناصر الغذائية الأساسية لنمو المحاصيل. يعمل المستشعر متعدد المعلمات على تسهيل تتبع حالة العناصر الغذائية دون الاعتماد كليًا على أخذ العينات اليدوية المتكررة.

لماذا يختار المزارعون أجهزة استشعار التربة متعددة المعلمات

• عدد أقل من الأجهزة اللازمة في هذا المجال

• سهولة التركيب والصيانة

• بيانات التربة أكثر اكتمالا من نقطة واحدة

• يدعم دقة الري والتسميد

• مناسبة للزراعة الذكية وتكامل إنترنت الأشياء

بالمقارنة مع المجسات ذات الوظيفة الواحدة، يوفر مستشعر التربة متعدد المعلمات صورة أكثر اكتمالاً لظروف منطقة الجذر، وهو أمر ذو قيمة خاصة لمشاريع الزراعة الدقيقة، وأنظمة الري الذكية، وإنتاج الدفيئات الزراعية.

3. أجهزة استشعار ثاني أكسيد الكربون: أداة رئيسية لرصد مناخ الاحتباس الحراري

في الزراعة الدفيئة، جودة الهواء لا تقل أهمية عن التربة والمياه. يلعب ثاني أكسيد الكربون دورًا مباشرًا في عملية التمثيل الضوئي، لذا فإن مراقبة تركيز ثاني أكسيد الكربون يمكن أن يساعد المزارعين في الحفاظ على بيئة أفضل لنمو النباتات.

يستخدم مستشعر ثاني أكسيد الكربون المثبت على الحائط تقنية NDIR مع مسار بصري دقيق مدمج ومستشعر درجة الحرارة، وتؤكد الصفحة على الدقة العالية والثبات الجيد وتعويض درجة الحرارة وعدم الاعتماد على الأكسجين . كما أنها توصف بأنها مناسبة للزراعة واستخدام البيوت المحمية.

لماذا تعتبر مراقبة ثاني أكسيد الكربون مهمة في البيوت الزجاجية

• يدعم إدارة التمثيل الضوئي

• يساعد على تحسين تهوية الدفيئة

• تحسين استراتيجيات التحكم البيئي

• يدعم نمو المحاصيل أكثر صحة وأكثر اتساقا

• يوفر بيانات مفيدة لأنظمة الدفيئة الآلية

في البيئات الدفيئة المغلقة أو شبه المغلقة، يمكن أن يتقلب تركيز ثاني أكسيد الكربون بشكل كبير. باستخدام مستشعر ثاني أكسيد الكربون، يمكن للمزارعين تنسيق أنظمة التهوية والإثراء والتحكم البيئي بشكل أفضل.

كيف تعمل هذه المستشعرات الثلاثة معًا في الزراعة الذكية

على الرغم من أن كل مستشعر يقيس معلمة مختلفة، إلا أنه يكون أكثر قيمة عند استخدامه معًا.

على سبيل المثال:

• يخبرك مقياس المطر بكمية الأمطار الطبيعية التي تلقاها الحقل

• يُظهر مستشعر التربة ما إذا كانت الرطوبة والمواد المغذية الموجودة في التربة كافية أم لا

• يساعد مستشعر ثاني أكسيد الكربون في إدارة ظروف الهواء المسببة للاحتباس الحراري لنمو النبات

تساعد هذه المستشعرات معًا في بناء نظام مراقبة أكثر اكتمالاً للزراعة الذكية. وبدلاً من اتخاذ القرارات من نقطة بيانات واحدة، يستطيع المزارعون فهم التفاعل بين الطقس والتربة وبيئة المحاصيل.

وهذا مفيد بشكل خاص لـ:

• زراعة الدفيئة

• مشاريع الري الدقيقة

• أنظمة الزراعة الذكية

• نشر إنترنت الأشياء الزراعية

• مراقبة المحاصيل في المزارع التجارية

كيفية اختيار أجهزة الاستشعار الزراعية المناسبة

عند اختيار أجهزة الاستشعار لمشروع زراعي ذكي، يجب على المشترين مراعاة عدة عوامل:

1. مراقبة الأهداف

هل تحتاج إلى مراقبة هطول الأمطار، أو مراقبة التربة، أو مراقبة الهواء الدفيئ، أو كل ذلك معًا؟

2. بيئة التثبيت

قد تتطلب الحقول الخارجية والدفيئات والبساتين ومشاريع الري هياكل استشعار ومستويات حماية مختلفة.

3. طريقة الاتصال

بالنسبة لمشاريع إنترنت الأشياء، يعد الإخراج والنقل أمرًا مهمًا. على سبيل المثال، يدعم مقياس المطر LoRaWAN، بينما يدعم مستشعر التربة RS485/Modbus-RTU.

4. المتانة

غالبًا ما تعمل أجهزة الاستشعار الزراعية في البيئات الرطبة أو المتربة أو ذات درجات الحرارة المرتفعة. تعتبر المنتجات ذات السكن القوي والأداء المستقر أكثر ملاءمة للاستخدام على المدى الطويل.

5. القدرة على التكامل

إذا كنت تخطط لبناء نظام مراقبة كامل، فاختر أجهزة الاستشعار التي يمكن دمجها في مسجلات البيانات، أو البوابات، أو منصات إنترنت الأشياء، أو برامج إدارة المزرعة.

خاتمة

تعتمد الزراعة الذكية على بيانات ميدانية دقيقة وفي الوقت الحقيقي، وأجهزة الاستشعار هي أساس جمع تلك البيانات.

من بين أنواع أجهزة الاستشعار الأكثر عملية، تلعب أجهزة قياس المطر وأجهزة استشعار التربة متعددة المعلمات وأجهزة استشعار ثاني أكسيد الكربون دورًا رئيسيًا في مساعدة المزارعين على تحسين الري والتسميد وإدارة الدفيئة. سواء كان المشروع مخصصًا للزراعة في الحقول المفتوحة أو الزراعة المحمية، فإن اختيار المجموعة المناسبة من أجهزة الاستشعار يمكن أن يحسن الكفاءة ويقلل النفايات ويدعم نتائج أفضل للمحاصيل.

إذا كنت تقوم ببناء نظام ذكي لمراقبة الزراعة، فإن البدء بفئات المستشعرات الثلاث هذه يعد خطوة أولى عملية وفعالة.