Во областа на паметното земјоделство, компатибилноста на сензорите и ефикасноста на преносот на податоци се основните елементи за градење прецизен систем за следење. Излезот на сензорот за почва од SDI12, со стандардизиран дигитален комуникациски протокол во неговото јадро, создава нова генерација на опрема за следење на почвата со „високопрецизно следење + практична интеграција + стабилен пренос“, обезбедувајќи сигурна поддршка за податоци за сценарија како што се паметно земјоделско земјиште, интелигентни оранжерии и следење на научни истражувања, и редефинирајќи ги техничките стандарди за сензорирање на почвата.
1. SDI12 протокол: Зошто е тоа „универзален јазик“ на земјоделскиот интернет на нештата?
SDI12 (сериски дигитален интерфејс 12) е меѓународно признат комуникациски протокол за сензори за околината, специјално дизајниран за сценарија со ниска потрошувачка на енергија и мрежно поврзување со повеќе уреди, и има три основни предности:
Стандардизирана меѓусебна поврзаност: Унифициран комуникациски протокол ги руши бариерите на уредите и може беспрекорно да се интегрира со мејнстрим собирачите на податоци (како што се Campbell, HOBO) и платформите на Интернет на нештата (како што се Alibaba Cloud, Tencent Cloud), елиминирајќи ја потребата за дополнителен развој на драјвери и намалувајќи ги трошоците за системска интеграција за над 30%.
Ниска потрошувачка на енергија и високоефикасен пренос: Усвојува асинхрона сериска комуникација и поддржува мрежно поврзување на повеќе уреди во „режим на господар-служење“ (до 100 сензори може да се поврзат на една магистрала), со потрошувачка на енергија за комуникација ниска до нивото на μA, што го прави погоден за сценарија за следење на терен напојувани од сончева енергија.
Силна способност против пречки: Дизајнот за диференцијален пренос на сигнал ефикасно ги потиснува електромагнетните пречки. Дури и во близина на високонапонски електрични мрежи и комуникациски базни станици, стапката на точност на пренос на податоци сè уште достигнува 99,9%.
2. Можности за основно следење: „Стетоскоп“ за почва со фузија со повеќе параметри
Сензорот за почва развиен врз основа на протоколот SDI12 може флексибилно да ги конфигурира параметрите за следење според барањата за да се постигне целосно-димензионална перцепција на почвената средина:
(1) Основна комбинација од пет параметри
Влажност на почвата: Усвоен е методот на рефлекција во фреквенцискиот домен (FDR), со опсег на мерење од 0-100% содржина на волуменска влага, точност од ±3% и време на одговор пократко од 1 секунда.
Температура на почвата: Опремен со вграден сензор за температура PT1000, опсегот на мерење на температурата е од -40 ℃ до 85 ℃, со точност од ±0,5 ℃, способен за следење во реално време на промените на температурата во коренскиот слој.
Електрична спроводливост на почвата (EC): Проценете ја содржината на сол во почвата (0-20 dS/m), со точност од ±5%, за да се предупреди на ризикот од засолување;
pH вредност на почвата: Опсег на мерење 3-12, точност ±0,1, насочување кон подобрување на киселата/алкална почва;
Атмосферска температура и влажност: Истовремено следете ги климатските фактори на животната средина за да помогнете во анализата на почва-атмосфера, вода и размена на топлина.
(2) Напредно проширување на функциите
Мониторинг на хранливи материи: Достапни се опционални електроди со азотни (N), фосфорни (P) и калиумови (K) јони за следење на концентрацијата на достапните хранливи материи (како што се NO₃⁻-N, PO₄³⁻-P) во реално време, со точност од ±8%.
Детекција на тешки метали: За научни истражувачки сценарија, може да интегрира сензори за тешки метали како што се олово (Pb) и кадмиум (Cd), со резолуција што достигнува ниво на ppb.
Физиолошко следење на културите: Со интегрирање на сензори за проток на течности во стеблото и сензори за влажност на површината на листот, се конструира континуиран синџир за следење на „почва - култури - атмосфера“.
3. Дизајн на хардвер: Индустриски квалитет за справување со сложени средини
Иновација во издржливоста
Материјал на куќиштето: Легура на алуминиум од воздухопловна класа + сонда од политетрафлуороетилен (PTFE), отпорна на киселинска и алкална корозија (pH 1-14), отпорна на микробна деградација на почвата, со закопан век на траење од над 8 години.
Степен на заштита: IP68 водоотпорен и отпорен на прашина, способен да издржи потопување во длабочина од 1 метар во тек на 72 часа, погоден за екстремни временски услови како што се обилни дождови и поплави.
(2) Архитектура со ниска потрошувачка на енергија
Механизам за будење при спиење: Поддржува временско собирање (како на пример еднаш на секои 10 минути) и собирање предизвикано од настан (како што е активно известување кога има ненадејна промена на влажноста), потрошувачката на енергија во режим на подготвеност е помала од 50μA и може да работи континуирано 12 месеци кога е поврзан со литиумска батерија од 5Ah.
Решение за напојување со сончева енергија: Достапни се опционални соларни панели од 5W + модул за управување со полнење за да се постигне долгорочен мониторинг „без одржување“ во области со изобилство на сончева светлина.
(3) Флексибилност во инсталацијата
Дизајн со „вклучи и повлече“: Сондата и главната единица можат да се одвојат, поддржувајќи замена на сензорскиот модул на самото место без потреба од повторно закопување на кабелот.
Разместување на повеќе длабини: Обезбедува сонди со различни должини како што се 10 см, 20 см и 30 см за да ги задоволи барањата за следење на дистрибуцијата на коренот во различни фази на раст на културите (како што е мерење на плиткиот слој за време на фазата на расад и мерење на длабокиот слој за време на фазата на зрелост).
4. Типични сценарија за примена
Паметно управување со земјоделско земјиште
Прецизно наводнување: Податоците за влажноста на почвата се пренесуваат до интелигентниот контролер за наводнување преку протоколот SDI12 за да се постигне „наводнување активирано од прагот на влажност“ (како што е автоматско започнување на наводнувањето капка по капка кога ќе падне под 40% и запирање кога ќе достигне 60%), со стапка на заштеда на вода од 40%.
Променливо ѓубрење: Со комбинирање на податоците за ЕК и хранливи материи, машината за ѓубрење се насочува да работи во различни зони преку дијаграми на рецепт (како што се намалување на количината на хемиско ѓубриво во области со висока сол и зголемување на примената на уреа во области со ниска азот), а стапката на искористување на ѓубривата се зголемува за 25%.
(2) Мрежа за следење на научните истражувања
Долгорочни еколошки истражувања: Мултипараметарски SDI12 сензори се распоредени на станици за следење на квалитетот на земјоделското земјиште на национално ниво за собирање податоци за почвата на часовни фреквенции. Податоците се шифрираат и се пренесуваат до базата на податоци за научни истражувања преку VPN за поддршка на истражувањата за климатските промени и деградацијата на почвата.
Експеримент со контрола на саксии: Во стаклена градина беше конструирана мрежа на сензори SDI12 за прецизно контролирање на почвената средина на секоја саксија со растенија (како што е поставување различни pH градиенти), а податоците беа синхронизирани со системот за управување со лабораторија, со што се намали експерименталниот циклус за 30%.
(3) Интеграција на земјоделството во објекти
Интелигентно поврзување на стаклена градина: Поврзете го сензорот SDI12 со централниот систем за контрола на стаклена градина. Кога температурата на почвата ќе надмине 35℃, а влажноста е помала од 30%, автоматски ќе се активира ладењето со вентилаторска завеса за вода и дополнувањето на водата за наводнување капка по капка, постигнувајќи контрола на затворена јамка на „податоци - донесување одлуки - извршување“.
Мониторинг на безпочвено одгледување: Во сценарија за хидропонско/супстратно одгледување, вредноста на EC и pH вредноста на хранливиот раствор се следат во реално време, а киселинско-базниот неутрализатор и пумпата за додавање хранливи материи автоматски се прилагодуваат за да се обезбеди дека културите се во најдобра средина за раст.
5. Техничка споредба: SDI12 наспроти традиционален аналоген сигнален сензор
| Димензија на традиционален аналоген сигнален сензор | SDI12 дигитален сензор | ||
| Точноста на податоците лесно е засегната од должината на кабелот и електромагнетните пречки, со грешка од ±5% до 8%. | Дигиталниот пренос на сигнал, со грешка од ±1%-3%, се одликува со висока долгорочна стабилност | ||
| Системската интеграција бара прилагодување на модулот за условување на сигналот, а трошоците за развој се високи. | Вклучи и играј, компатибилен со мејнстрим колекционери и платформи | ||
| Мрежната способност овозможува една магистрала да поврзе најмногу 5 до 10 уреди. | Една магистрала поддржува 100 уреди и е компатибилна со топологии дрво/ѕвезда | ||
| Перформанси на потрошувачка на енергија: Континуирано напојување, потрошувачка на енергија > 1mA | Потрошувачката на енергија во мирување е помала од 50μA, што го прави погоден за напојување со батерии/сончева енергија. | ||
| Трошоците за одржување бараат калибрација 1 до 2 пати годишно, а каблите се склони кон стареење и оштетување. | Опремен е со внатрешен алгоритам за самокалибрација, со што се елиминира потребата од калибрација за време на неговиот работен век и се намалуваат трошоците за замена на кабли за 70%. |
6. Сведоштва од корисници: Скокот од „силоси на податоци“ до „ефикасна соработка“
Една покраинска земјоделска академија изјави: „Во минатото се користеа аналогни сензори. За секоја распоредена точка за следење, мораше да се развие посебен комуникациски модул, а само дебагирањето траеше два месеци.“ По префрлањето на сензорот SDI12, вмрежувањето на 50 точки беше завршено во рок од една недела, а податоците беа директно поврзани со платформата за научно истражување, значително подобрувајќи ја ефикасноста на истражувањето.
Во демонстративна земјоделска област за заштеда на вода во северозападна Кина: „Со интегрирање на сензорот SDI12 со интелигентната порта, постигнавме автоматска дистрибуција на вода до домаќинствата врз основа на условите на влажност на почвата. Претходно, рачните инспекции на каналите се вршеа двапати на ден, но сега тие можат да се следат преку мобилни телефони. Стапката на заштеда на вода се зголеми од 30% на 45%, а трошоците за наводнување по м2 за земјоделците се намалија за 80 јуани.“
Иницирајте нова инфраструктура на податоци за прецизно земјоделство
Излезот на сензорот за почва од SDI12 не е само уред за следење, туку и „инфраструктура“ на податоци за паметно земјоделство. Тој ги руши бариерите помеѓу опремата и системите со стандардизирани протоколи, поддржува научно донесување одлуки со податоци со висока прецизност и СЕ ПРИЛАГОДУВА на долгорочно теренско следење со дизајн со ниска потрошувачка на енергија. Без разлика дали станува збор за подобрување на ефикасноста на големите фарми или за најсовремено истражување на научно-истражувачките институции, може да постави солидна основа за мрежата за следење на почвата, претворајќи го секој дел од податоците во движечка сила за модернизација на земјоделството.
Contact us immediately: Tel: +86-15210548582, Email: info@hondetech.com or click www.hondetechco.comза водичот за мрежно поврзување со SDI12 сензори за да го направите вашиот систем за следење попаметен, посигурен и поскалабилен!
Дигиталниот пренос на сигнал, со грешка од ±1%-3%, се одликува со висока долгорочна стабилност
Време на објавување: 28 април 2025 година