Az AgriSmartGreen (ASG) öntözésvezérlőrendszer IoT mérőállomásokat tartalmaz, amelyek működhetnek GSM és LoRaWAN hálózatban is, a helyi kommunikációs körülményeknek, lehetőségeknek megfelelően. A mérőállomások szenzorokkal mérik a talaj és opcionálisan az időjárási paramétereket, a mért adatok szerint döntést lehet hozni manuális vagy automatikus módon az öntözés szükségességéről és vezérléséről. Manuális esetben a felhasználó indítja és állítja le az öntözést, automatikus esetben az öntözésvezérlő modul vezérli az öntözővíz adagolást. A mérőrendszer részeiről, felépítéséről és a használt szenzorokról szól az alábbi ismertető.
Az öntözésmonitoring állomásokat az öntözött területen a növényállományba telepítjük. A növényápolási munkálatokhoz kell igazítani a magasságot és az elhelyezés sorát (a. ábra), hogy a művelőgépekkel elkerülhető legyen a mérőállomás.
Az öntözésmonitoring állomásokat az öntözött területen a növényállományba telepítjük. A növényápolási munkálatokhoz kell igazítani a magasságot és az elhelyezés sorát, hogy a művelőgépekkel elkerülhető legyen a mérőállomás.
A rendszer öntözött területenként egy vagy több öntözésmonitoring állomásból áll, amely(ek) folyamatos mintavételezéssel mérik a csapadék, a talajnedvesség, talajtenzió és a talajhőmérséklet aktuális értékét. Valamint a termelői igények esetén a mérendő paraméterek további szenzorokkal bővíthetők.
A felhő alapú applikáció és adatbázis tárolja a méréseket és a dekódolt adatokat a valós idő függvénye szerint. Utólagosan a gyökérzóna vízdinamikája megjeleníthető és az előjelzett várható időjárás figyelembevételével a legoptimálisabb vízkijuttatási program megtervezhető.
Az öntözésmonitoring állomás egy megvalósított minimális szenzorkészletű kivitele a b. ábrán látható.
Részei (azonosító jelölések a b. ábrán):
❶Esőérzékelő, Csapadékmérő
❷Adatgyűjtő és 4G rádiós GSM távadó
❸Vezeték elosztó doboz
Szenzorok:
❹1 db Teros 21v2 talajtenzió- szenzor
(hagyma: 15-20cm mélységben telepítve)
❹2 db SMT100 volumetrikus talajszenzor
(hagyma: 10cm és 20-30cm mélységben telepítve)
A rendszer elemeinek és működésének szabadalmi beadványa az „ASH09 Mintaoltalmi leírás” és az „ASH10 1sz. mellékletek, ábrák” kiadványokban található. A kiadványban a növény és hely-specifikus mérőállomás változatok egyéb kialakításai is tanulmányozhatóak.
A mintaoltalmi kiadványhoz tartozó melléklet ábrái alapján mutatjuk be a rendszer változatainak funkcionális részegységeit.
1.sz melléklet szemléltető ábrái:
- ábra a minimális szenzorkészletű pilot állomások esetében általánosnak tekinthető összeállítást mutatja,
- ábra az 1. ábra változat opcionális környezeti szenzorokkal kiegészített vázlata a részletesebb adatgyűjtési igények esetére, és a
- ábra a mélyebb gyökérzónájú növényfajtáknál, pl. kukorica, alkalmazható 5 szenzoros elrendezés kapcsolási vázlata.
Hogyan épül fel az ASG öntözésvezérlő rendszer
A rendszer elemei: a mérőállomások, amelyek a talajban elhelyezett szenzorokkal mérik a gyökérzóna vízállapotát és a csapadékot, valamint néhány esetben a kijuttatott vízmennyiséget is mérik. A külön vezérelhető területen, önálló géppel öntözött területek, jellemzően külön mérőállomást kapnak.
A vízforrás mérőállomás, méri a szivattyúzott víz átfolyását tehát a vízfogyasztást és a víznyomást, a mérésekből pontosan megállapítható, hogy egy adott területen egy öntözési vízadag mekkora mennyiséget jelentett. Ha automata vezérlésű öntözőrendszer van kiépítve, akkor egy távvezérelhető zónavezérlő állomás kezeli az egyes zónák egyedi vízellátásának (rendszerint elektromos szelepekkel) a BE/KI kapcsolását.
A pilot vezérlőrendszerek egy adott növénykultúra adott öntözőgéppel történő öntözésének a monitorozására és ez alapján a manuális öntözési kontrollra lettek kialakítva, ahol az éven belül multikultúra is előfordulhat.
Az azonos öntözőgéppel öntözött terület talajának homogenitása előnyös a precíz öntözés kontroll érdekében. Amennyiben inhomogén a kezelt terület talaja, van lehetőség több mérőállomás telepítésére azonos öntözési zónába, a különböző talajtípusú parcellákba. Az egyes monitorokkal megfigyelve az adott terület talajának vízgazdálkodási tényezőit, szabadon befolyásolhatjuk az öntözést bármelyik talajtípus vízgazdálkodási visszajelzése szerint. De egy időben csak az egyik talajtípus alapján kontrollálható az öntözés optimális dózisa.
A Precíziós öntözési mérőállomások részegységei, szenzorai
Ydoc ML-417ADS adatgyűjtő és 4G távadó
Napelem és 6600 mAh beépített akkumulátor
SDI12 szenzor interface
3x digitális, impulzus bemenet
5x analóg bemenet
mintavételezés 1perc – 24 óra
opcionális GPS vevőmodul
SIM kártya, GSM adatátvitel
MIS-RG1 Csapadék mérő
0.28 mm felbontás
Passzív impulzus jeladós típus
A csapadék mérő kettős célt szolgál a rendszerben,
1: az esőztető öntözőrendszerek esetében (mikroszórós, lineár, körforgó, öntöződob) mérik az öntözőberendezés által kijuttatott vizet ezzel ellenőrizhető az öntözőberendezés vízborítási paramétere és
2: méri a természetes csapadék mennyiségét. Csepegtető rendszerű öntözés esetében csak a csapadékot méri.
SMT100 TDT alapelvű talajnedvesség szenzor
SDI12 kommunikációs vonalon elérhető eszköz
Három paramétert továbbít az adatgyűjtő felé:
Volumetrikus talajnedvesség (%),
Talajhőmérséklet (°C),
Tápfeszültség (V)
Az STM100 TDT működési elvű szenzorok a különböző mélységekbe telepítve mérik az adott talajréteg víztartalmát, víztelítettségét.
Ezen mérések alapján tudjuk megállapítani, hogy a gyökérzóna víztelitettsége elérte az öntözés leállítási határát vagy nem, tehát a mérési adatok alapján tudjuk eldönteni, hogy az öntözést mikor kell megállítani.
Meter Teros21v2 tenzióméter
SDI12 kommunikációs vonalon elérhető eszköz
Kettő paramétert továbbít az adatgyűjtő felé:
Mátrix tenzió értéke (5 …..-10.000 kPa)
Talajhőmérséklet (°C)
A tenzióméter azt méri, hogy mekkora erőt kell az adott talaj- és víz-állapotban a gyökérnek kifejteni, hogy a talajmátrixból a növény elegendő vizet tudjon felvenni. Mivel a növények vízfelszívó képessége eltérő, igy a mért értékből meg tudjuk állapítani, hogy adott növény még stresszmentesen tud vizet felvenni, vagy már túl száraz a talaj neki. Ekkor már az állomány igényli az öntözés elindítását.
Az öntözési mérőállomások opcionális kiegészítő szenzorkészlete
Acclima TDR 310, 315 talajnedvesség szenzorok
SDI12 kommunikációs vonalon elérhető eszköz
Négy paramétert továbbít az adatgyűjtő felé:
Volumetrikus talajnedvesség (%),
Talajhőmérséklet (°C),
Bulk EC (µS/cm)
Pore EC (µS/cm)
Ez a talajnedvességmérő az SMT100 mellett, helyett használható, legnagyobb előnye, hogy a talajban a vezetőképességet (EC) is méri, így műtrágyázási segédadatot szolgáltat a dózis és a kijuttatási gyakoriság detektálásához.
ATMOS14 TRH Levegő szenzor
SDI12 kommunikációs vonalon elérhető eszköz
Négy paramétert továbbít az adatgyűjtő felé:
Levegő hőmérséklet (°C)
Levegő relatív páratartalom (%)
Légnyomás (kPa)
Gőznyomás, ami alapján a harmatpont kiszámítható (kPa)
Ezzel a szenzorral az időjárási adatok mintavételezhetők, felhasználható munkaszervezési, növényvédelmi célokra is.
LWS01 levélnedvesség szenzor
SDI12 kommunikációs vonalon elérhető eszköz
Kettő paramétert továbbít az adatgyűjtő felé:
Relatív levélnedvesség (0-100%)
A szenzor belső hőmérséklete (°C)
A levélnedvesség főleg a növényvédelmi előrejelzési modellek bemeneti paramétereként használható.
Felhasználói igényektől függően további szenzorok is felszerelhetők a mérőállomásokra.
Kiadvány azonosító:
Szerző: Dr. Tóth Csaba villamosmérnök, precíziós gazdálkodás szakmérnök
T-Markt Kereskedőház Kft.
2013 Pomáz Határ u 5/A
0626-525-500
www.agrismartgreen.com
