En la agricultura tradicional, los agricultores se basan principalmente en la experiencia para determinar si las tierras de cultivo necesitan agua: observan el color del suelo, lo aprietan para palpar su sequedad o humedad y observan si las hojas de los cultivos se marchitan. Si bien este método es directo, es impreciso. La experiencia no se puede cuantificar y cada persona tiene diferentes criterios de juicio, lo que puede fácilmente llevar a un riego insuficiente o excesivo. La agricultura moderna busca la precisión y la inteligencia. Cuándo regar y cuánta agua usar debe basarse en datos precisos, no en una experiencia imprecisa. Esto es crucial para la conservación del agua, la eficiencia energética y el aumento de la producción.
Por lo tanto, muchas tierras agrícolas han introducido monitores de humedad del suelo. Se trata de un sistema inteligente que integra tecnología de sensores, adquisición y transmisión de datos, computación en la nube e Internet de las cosas (IoT). Puede monitorizar en tiempo real, de forma automática y continua las condiciones de humedad del suelo y otros parámetros ambientales relacionados, y presentar los datos intuitivamente a los usuarios, proporcionando una base científica para el riego de precisión y la gestión agrícola.
Se puede entender como un "estetoscopio inteligente" que monitoriza la tierra las 24 horas del día, los 7 días de la semana.
Un monitor de humedad del suelo completo consta de tres partes:
① Sensores
El más importante es el sensor de humedad del suelo. Los más comunes son los sensores basados en el principio de reflectometría del dominio de frecuencia (FDR), que calculan de forma indirecta, rápida y precisa el contenido volumétrico de agua midiendo la constante dieléctrica del suelo. Esta es la tecnología más extendida actualmente.
Existen otros sensores, como sensores de temperatura del suelo, sensores de conductividad eléctrica (CE) del suelo (que reflejan el contenido de sal) y sensores meteorológicos (como temperatura y humedad del aire, precipitaciones, velocidad y dirección del viento, intensidad de la luz, etc.).
② Red de comunicación de datos
Envía datos desde el campo a la nube. Según la cobertura de la red y los requisitos de consumo de energía de los puntos de monitoreo, se puede seleccionar la transmisión inalámbrica, como 4G/5G, LoRa, NB-IoT, etc. LoRa y NB-IoT se utilizan ampliamente en escenarios agrícolas debido a su bajo consumo de energía y amplia cobertura. También se puede utilizar transmisión por cable en ubicaciones cercanas con las condiciones adecuadas.
③ Centro de datos en la nube y plataforma de software
Responsable del procesamiento, almacenamiento, análisis y visualización de datos. A través de páginas web o aplicaciones móviles, se muestran datos en tiempo real de varios puntos de monitoreo en forma de gráficos, curvas, mapas, etc. Los usuarios pueden establecer umbrales (como un contenido de humedad del suelo inferior al 10%) y el sistema emitirá alertas automáticas por SMS, notificaciones de la aplicación, etc. Los sistemas avanzados también pueden combinar datos históricos, modelos de crecimiento de cultivos y pronósticos meteorológicos para proporcionar recomendaciones científicas de riego (cuándo y cuánto regar).
Escenarios de aplicación:
Agricultura de precisión en grandes extensiones: Gestión del agua y fertilizantes para cultivos como trigo, maíz y algodón.
Huertos y plantaciones de té: Los cultivos comerciales de alto valor son más sensibles a las necesidades hídricas.
Agricultura protegida: Control ambiental preciso en invernaderos.
Paisajismo: Riego con ahorro de agua para campos de golf y parques urbanos.
Investigación científica y monitoreo hidrológico meteorológico: proporcionar datos de observación de posicionamiento a largo plazo para la investigación ecológica, hidrológica y meteorológica.
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