Zastosowanie i wpływ radarowych zintegrowanych czujników hydrologicznych do pomiaru przepływu, poziomu i prędkości w rolnictwie

Wstęp

Wraz z rozwojem inteligentnego rolnictwa, precyzyjny monitoring hydrologiczny stał się kluczową technologią dla poprawy efektywności nawadniania, kontroli powodzi i odporności na suszę. Tradycyjne systemy monitoringu hydrologicznego zazwyczaj wymagają wielu niezależnych czujników do oddzielnego pomiaru poziomu wody, prędkości przepływu i odpływu. Jednak radarowe zintegrowane czujniki hydrologiczne mierzące poziom przepływu i prędkość (zwane dalej „czujnikami zintegrowanymi”) łączą te funkcje w jednym, bezkontaktowym, precyzyjnym urządzeniu, co ma istotne znaczenie w zastosowaniach rolniczych.

1. Zasada działania i zalety techniczne czujników zintegrowanych

(1) Zasada działania

• Pomiar poziomu wody za pomocą radaru: emitowane są fale elektromagnetyczne o wysokiej częstotliwości, a odbity sygnał jest analizowany w celu określenia poziomu wody.
• Pomiar prędkości przepływu za pomocą radaru: Efekt Dopplera służy do obliczania prędkości wody poprzez analizę zmian częstotliwości fal odbitych.
• Obliczanie przepływu: Łączy dane dotyczące poziomu wody, prędkości i przekroju kanału, aby obliczyć natężenie przepływu w czasie rzeczywistym.

(2) Zalety techniczne

✔ Pomiar bezkontaktowy: Na wynik nie ma wpływu jakość wody, osady ani unoszące się zanieczyszczenia, co czyni go idealnym rozwiązaniem w przypadku złożonych środowisk wodnych w rolnictwie.
✔ Wysoka dokładność i stabilność: Dokładność pomiaru poziomu wody na poziomie milimetra i szeroki zakres pomiaru prędkości (0,1–20 m/s).
✔ Działanie w każdych warunkach pogodowych: niezawodnie działa w deszczu, śniegu lub przy zmieniających się warunkach oświetleniowych, nadaje się do długoterminowego monitorowania w terenie.
✔ Niskie zużycie energii i transmisja bezprzewodowa: Obsługuje zasilanie słoneczne i przesyłanie danych do chmury w czasie rzeczywistym.

2. Kluczowe zastosowania w rolnictwie

(1) Precyzyjne zarządzanie nawadnianiem

• Zastosowanie: Instalowane w kanałach irygacyjnych lub rowach melioracyjnych w celu monitorowania poziomu i przepływu wody w czasie rzeczywistym.
• Korzyści:
  • Dynamicznie dostosowuje nawadnianie do zapotrzebowania upraw na wodę, redukując straty (oszczędność wody na poziomie 20–30%).
  • Integruje się z danymi dotyczącymi wilgotności gleby w celu zautomatyzowanego planowania nawadniania.

(2) Kontrola powodzi i monitorowanie odwodnienia

• Zastosowanie: Stosowane na nisko położonych obszarach rolniczych, w przepompowniach zbiorników lub w pobliżu stacji pomp odwadniających.
• Korzyści:
  • Zapewnia wczesne ostrzeżenia w czasie intensywnych opadów deszczu, zapobiegając zalaniu pól.
  • Wspomaga inteligentną pracę pompy, zwiększając wydajność drenażu.

(3) Rolnictwo ekologiczne i akwakultura

• Realizacja: Monitorowanie dopływu/odpływu w stawach rybnych lub sztucznych mokradłach.
• Korzyści:
  • Utrzymuje optymalny poziom wody dla życia wodnego.
  • Zapobiega pogorszeniu jakości wody na skutek zastoju lub nadmiernego przepływu.

(4) Zarządzanie okręgiem nawadniającym

• Wdrożenie: Połączenie z platformami IoT w rolnictwie, tworząc regionalną sieć danych hydrologicznych.
• Korzyści:
  • Pomaga zarządom wodnym w podejmowaniu decyzji dotyczących alokacji.
  • Zmniejsza koszty ręcznych kontroli i zwiększa efektywność zarządzania.

3. Wpływ na produkcję rolną

(1) Poprawa efektywności wykorzystania wody

• Umożliwia nawadnianie w oparciu o dane, łagodząc problemy związane z niedoborem wody, szczególnie w regionach suchych.

(2) Zmniejszone ryzyko katastrof

• Wczesne ostrzeżenia przed powodzią/suszą minimalizują straty w uprawach (np. zalane pola ryżowe, wysuszone sady).

(3) Promuje inteligentne rolnictwo

• Dostarcza kluczowych danych hydrologicznych dla „gospodarstw cyfrowych”, umożliwiając synergię z dronami, inteligentnymi zaworami i innymi urządzeniami IoT.

(4) Niższe koszty pracy i konserwacji

• W przeciwieństwie do czujników mechanicznych, które wymagają częstego czyszczenia osadem, czujniki radarowe praktycznie nie wymagają konserwacji, co obniża koszty długoterminowe.

4. Wyzwania i perspektywy na przyszłość

• Aktualne wyzwania:
  • Wysokie koszty czujników ograniczają ich stosowanie wśród drobnych rolników.
  • Złożone ukształtowanie terenu (np. zakrzywione kanały) może mieć wpływ na dokładność pomiaru prędkości.
• Przyszłe kierunki:
  • Algorytmy sztucznej inteligencji optymalizujące kalibrację danych (np. uczenie maszynowe w celu kompensacji terenu).
  • Opracowywanie tańszych wersji dla małych gospodarstw rolnych.

Wniosek

Zintegrowane czujniki hydrologiczne oparte na radarach odpowiadają na krytyczne potrzeby monitorowania rolnictwa, stanowiąc fundament inteligentnego zarządzania wodą i rolnictwa precyzyjnego. Ich zastosowania zwiększają efektywność gospodarowania wodą, wspierając jednocześnie zrównoważone rolnictwo. Wraz z postępem technologii i spadkiem kosztów, czujniki te mają szansę stać się standardowym wyposażeniem nowoczesnego rolnictwa.

Kompletny zestaw serwerów i oprogramowania modułu bezprzewodowego, obsługuje RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN

Więcej informacji na temat CZUJNIKA WODY informacja,

prosimy o kontakt z Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

Strona internetowa firmy:www.hondetechco.com

Tel.: +86-15210548582