由于物联网(IoT)技术的进步,传感器在农业和其他行业的应用迅速增加。 在智慧农业中使用传感器增加了产量,也显着降低了生产成本。
农业系统中使用了不同种类的农业传感器,例如温度、湿度、土壤含量、土壤水分、土壤 pH 值、光照强度和病原菌侵扰。这些传感器可以监测植物生长的不同阶段以及它们的生长条件。
位置传感器
位置传感器利用GPS卫星确定经度、纬度和海拔高度,即地形属性,可用于精准农业的精准定位。
通常,至少需要三颗卫星才能对一个位置进行三角测量。该传感器用于葡萄园优化作物生长和产量模式。它们在解释产量图和杂草图时也很有用。此外,它们通过分析田间边界、现有道路和湿地来协助农场规划。
光学传感器
该传感器使用光来测量土壤的各种特性。光学传感器的基本工作原理是测量中红外、偏振和近红外光谱中不同频率的光反射率。光学传感器可以安装在车辆、无人机和卫星上。它们记录植物颜色和土壤反射率,可以对其进行处理和分析以得出科学结论。光学传感器还有助于确定土壤的有机质和水分含量。集成使用了光幕成像、激光距离传感器、3D飞行时间相机、高光谱成像、彩色成像等多种光学传感器。
植物对氮的吸收量由基于冠层光谱反射率的三传感器系统监测。在光合作用中,叶绿素起着至关重要的作用。当含有叶绿素的植物组织被光源激发时,它会发出荧光,而叶绿素荧光由光合组织发出的红光和远红光监测。叶绿素荧光传感器有助于确定光合样品的健康状况。
土壤传感器
该传感器有助于监测土壤的 pH 值和养分含量。传感器电极有助于检测土壤中存在的特定离子,从而评估土壤的离子分布。
机械传感器
该传感器有助于测量土壤紧实度。探头插入土壤中,通过称重传感器和应变仪测量阻力。
介电传感器
这种类型的传感器用于评估土壤中的水分含量。它测量介电常数,这是由于土壤水分含量而引起的电性能变化。
微生物和害虫传感器
许多真菌感染可能与温度和湿度条件有关。早期检测使农民能够保护作物免受广泛感染。
微生物、病毒或害虫感染会导致农业生产的巨大损失。对于远程自动害虫监测,害虫捕虫器附有低功耗图像传感器技术。这些陷阱形成无线传感器网络 (WSN),图像通过无线单跳广播通信发送到主机控制站。
马铃薯中的微生物根系定植可以通过共聚焦激光扫描显微镜通过分析微生物产生的代谢物来检测,这些代谢物会发出荧光。 小麦 中的小麦酵母菌可以通过红外热成像技术进行检测。
土壤分析
在作物发育中,土壤分析是一个重要因素,因为它直接影响植物的生长和产量。
光谱辐射计是与基于回归树的土壤含量(即氮、碳和有机物)的高光谱分析相关的传感器。
频域反射仪用于通过评估土壤的电导率来确定土壤盐分。时域反射仪 (TDR) 可以分析土壤的水分、温度和电导率。
土壤水分决定了作物的供水状况。当土壤含水量平衡时,叶片蒸腾和根系吸水处于平衡状态,是植物生长最适宜的条件。因此,土壤湿度传感器测量土壤的介电常数并确定其水分含量。同样,土壤的 pH 值是使用电极传感器确定的。
照度传感器
该传感器主要用于温室农业种植。可以帮助种植者准确了解植物生长的日照时间规律、光饱和点、光补偿点。该传感器可以以极短的响应时间监测 0 到 200,000 Lux 的光强度。
空气温湿度传感器
该传感器可以监测农田周围的温度和湿度变化。
农业智能手机
具有多种应用的智能手机用于农业。这些应用程序从手持传感器、远程传感器和气象站收集数据。
他们处理数据并提供有价值的建议。它们还具有广泛的功能,包括肥料计算、土壤研究和叶色分析。
还可以通过确定叶面积来进行水研究,帮助农民确定植物的需水量。这些应用程序还可以检测植物病原体并准确预测收获时间。
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