「技術」智慧大棚環境監測中常用的傳感器技術

2022-06-02     智慧溫室

原標題:「技術」智慧大棚環境監測中常用的傳感器技術

隨著人工智慧技術和自動控制技術的快速發展,智慧大棚應運而生,在現代化技術的應用下,農業大棚中布置了大量的數據監測、數據傳輸、分析處理、自動控制裝置, 能夠將傳統人工作業的經驗與現代化的邏輯判斷、自動操控相結合, 達到大棚環境實時監測、生產工序自動執行的效果。

智慧大棚的運行採用了大量的先進技術, 例如, 模糊控制技術、數據算法技術、網絡控制技術、專家系統等,環境監測的項目主要針對影響農產品生長的要素開展,現階段智慧大棚環境監測的要素主要包括:土壤溫濕度、空氣濕度、室內溫度、光照度、二氧化碳濃度、作物病蟲害情況等。 以上項目的監測實施主要有兩種模式, 一是實時監測, 即對溫室內部的環境實施24小時 的連續監測;二是定時監測,即通過控制系統設置指定的時間間隔,按照特定的時間周期進行數據監測, 實時監測的數據精確度更高, 但系統運行成本和設備初期建設成本更高,現階段來看,合理的定時監測更適合智慧大棚使用。

傳感器技術是智慧大棚環境監測中最重要的技術技術之一,智慧大棚中常用的傳感器包括土壤溫濕度傳感器、空氣含水率傳感器、電子溫度計、光照傳感器、二氧化碳傳感器、EC 值傳感器等。 傳感器在智慧大棚中採用聯網布置,通常需要每種傳感器應用多個,並採用適當的間隔分布於溫室之中, 在進行數據收集和處理時,能夠通過多點分布的傳感器綜合考慮溫室內部的環境情況, 有利於獲得真實、客觀的環境數據。

視覺識別技術

視覺識別技術是監測室內環境變化的有效手段,用於替代傳統人眼獲取的環境信息, 視覺識別技術主要通過攝像機和圖像處理軟體開展工作。 在應用中,視覺識別技術能夠有針對性地獲取環境信息,並同時去除無關的其他圖像信息, 提高數據分析的準確性。 視覺識別的環境監測主要針對病蟲害和作物長勢分析兩方面進行,可在發現病蟲害的第一時間將數據提供給信息傳輸系統;對於作物長勢的監測可用於劃分作物的不同生長期,有利於系統在不同生長期採取不同的農藝技術科學開展大棚管理工作。

集中供電網際網路技術

在眾多傳感器和視覺設備安裝布置的過程中, 需要合理對其進行電源供給,並將其進行信息聯網以滿足信息傳輸的功能要求。 由於不同的傳感器所需的供電電壓各不相同, 因此, 通常在智慧大棚內部設置有統一的多接口變電櫃,在大棚建設初期將電源管路預設於人行道或大棚周邊不影響耕種的位置,從而實現多個位置傳感器和攝像頭的統一供電。 信息獲取設備之間的聯網有三種形式,包括線路直連Wi-Fi 連接和藍牙組網,根據大棚的條件合理選擇聯網形式。

故障檢測技術

故障檢測是環境監測系統運行的輔助技術,當某個位置的傳感器或攝像頭出現故障後,系統會通過信息設備進行故障提醒,大棚管理人員可通過系門開啟,對其進行定量灌溉, 灌溉完成後自動控制管路關閉。

自動濕度控制

當空氣含水率高於大棚栽培預設值,系統會控制氣窗自動開啟, 並控制換氣扇啟動, 將潮濕的空氣抽離,當濕度適宜後, 氣窗和換氣扇自動關閉。 當空氣含水率低於系統預設值,系統控制濕簾電機啟動,濕簾自動展開增加室內濕度, 濕度達標後自動收回 。

光照調整控制

當溫室內光照過於強烈,光線傳感器會發送強光指令,系統控制遮陽簾自動開啟,遮擋陽光,當光線正常時, 遮陽簾自動關閉。 當室內光照不足時, 系統控制補光燈開啟,補充室內光線。

農藥噴施控制

當視覺識別設備檢測作物產生病蟲害時,系統會與資料庫進行比對並確定病蟲害種類和嚴重程度, 提醒大棚管理人員採取相應措施,當噴藥系統中裝入農藥後,系統自動對病蟲害位置進行噴施。

智慧大棚是現代化農業生產中不可或缺的生產形式,利用現代化的環境感知和自動控制技術能有效提高大棚生產的智慧化程度,提高生產質量和最終收益。 智慧大棚的環境監測技術應重視在數據獲取全面性和傳感器使用耐久性方面作相應提升,並通過合理化設計降低智慧大棚的建設成本, 幫助智慧大棚不僅提高技術水平,還能促進該技術的進一步普及和應用。

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-tw/d5d7c1e7c9f98669a5c4a7967643ea14.html