Mit der Digitalisierung der Landwirtschaft gewinnt die Präzisionsbewässerung zunehmend an Bedeutung, um Ernteerträge zu steigern, Wasserverschwendung zu reduzieren und umweltfreundliche Verfahren zu fördern. Ein Schlüsselfaktor zur Erreichung dieser Ziele ist die Echtzeitüberwachung der Bewässerungswasserqualität. Dieser Artikel untersucht, wie ein intelligentes Wasserqualitätsüberwachungssystem funktioniert, welche Parameter es erfasst und wie industrielle Kommunikationslösungen eine nahtlose Datenübertragung vom Feld in die Cloud ermöglichen.
Warum sollte die Qualität des Bewässerungswassers überwacht werden?
Die Überwachung der Qualität des Bewässerungswassers ist aus folgenden Gründen von entscheidender Bedeutung:
- Sorgen Sie für Bodengesundheit
- Verhindern Sie Pflanzenschäden durch Verunreinigungen oder einen unausgeglichenen pH-Wert
- Optimieren Sie den Wasserverbrauch
- Umweltstandards einhalten
Mithilfe moderner Sensoren und industrieller Kommunikationshardware können Agrarexperten Daten zur Wasserqualität in Echtzeit erfassen und entsprechend handeln.
Wichtige im Bewässerungswasser gemessene Parameter
Ein typisches landwirtschaftliches Bewässerungswasserüberwachungssystem verfolgt:
- pH-Wert – Bestimmt den Säure-/Alkaligehalt des Wassers, der das Pflanzenwachstum beeinflusst
- Salzgehalt und Härte – Beeinflusst die Bodenstruktur und die Wurzelaufnahme
- Chlorid- und Schwermetallionen – Hilft beim Erkennen schädlicher Verunreinigungen (z. B. Cadmium, Kupfer, Blei)
- Temperatur und Leitfähigkeit – Beeinflusst die Wasseraufnahme und den Pflanzenstoffwechsel
So funktioniert das intelligente Bewässerungssystem
Das System integriert Umweltsensoren, Edge-Computing-Geräte und industrielle Kommunikations-Gateways. So funktioniert es:
- Sensoren sammeln kontinuierlich Daten zur Wasserqualität und Bodenbeschaffenheit.
- Daten werden übermittelt über serielle (RS-232/485), CAN- oder Ethernet-Schnittstellen an ein lokales Touchpanel, eine SPS oder einen Industrie-PC.
- Schwellenwerte sind vorkonfiguriert um bei Bedarf eine automatische Bewässerung auszulösen.
- Drahtlose oder kabelgebundene Übertragung leitet die Daten zur Fernvisualisierung und -steuerung an eine Cloud-Plattform weiter.
- Das System stoppt die Bewässerung Sobald der Boden die optimale Feuchtigkeit erreicht hat, wird eine präzise Bewässerung gewährleistet.
Auswahl der richtigen Hardware und Netzwerkarchitektur
Je nach Standortbedingungen und Schnittstellenanforderungen können unterschiedliche Setups zum Einsatz kommen:
🔹 Lokale Überwachung über LAN
- Verwenden Serielle Geräteserver oder Serielle Wi-Fi-Server um RS-232/485-Sensordaten mit einem Touchscreen oder lokalen Server zu verbinden.
- Verwenden Sie für digitale E/A-Geräte Netzwerk-E/A-Module, wenn Verkabelung verfügbar ist.
- Für Ethernet-basierte Sensoren oder Kameras ist eine direkte Verbindung über ein Industrierouter.
🔹 Cloudbasierte Fernüberwachung
- Bei einem 4G-Signal verwenden Sie Seriell-zu-Mobilfunkmodems oder Mobilfunkrouter um Daten auf öffentliche Cloud-Plattformen hochzuladen (z. B. Alibaba Cloud).
- Wenn eine Verkabelung möglich ist, setzen Sie serielle Server oder Wi-Fi-basierte Gateways ein.
- Für E/A-Geräte unterstützen CAT1- oder 5G-Netzwerk-E/A-Module die Cloud-Kommunikation in Echtzeit.
VPNs können einen sicheren und unterbrechungsfreien Datenfluss ermöglichen und sicherstellen, dass Benutzer jederzeit und überall von einem PC, einer mobilen App oder einem Web-Dashboard auf Bewässerungsdaten und Steuerungssysteme zugreifen können.
Anwendungsfall aus der Praxis: Effiziente Bewässerung im Smart Farming
Auf einer Zitrusfarm in Südchina wurden die industriellen Kommunikationsgeräte von COME-STAR eingesetzt, um PH- und EC-Sensoren mit einer zentralen Steuereinheit zu verbinden. Ein serieller WLAN-Server leitete die Daten an eine lokale SPS weiter, die den Pumpenbetrieb basierend auf vordefinierten Schwellenwerten auslöste. Zusätzlich wurde ein 4G-Seriell-zu-Mobilfunkmodem verwendet, um die Daten mit einem Remote-Dashboard zu synchronisieren, damit Agronomen sie in Echtzeit überwachen konnten. Dies führte zu:
- 30% Wassereinsparungen
- Gesündere Ernteerträge
- Bessere Einhaltung regionaler Wassernutzungsvorschriften
Fazit: Ein Schritt in Richtung grüne Landwirtschaft
Durch die Integration IoT-fähiger industrieller Kommunikationsgeräte intelligente Bewässerungssysteme ermöglicht nicht nur eine effiziente Wassernutzung, sondern bildet auch die Grundlage für nachhaltige landwirtschaftliche Praktiken. Ob für kleine landwirtschaftliche Betriebe oder große landwirtschaftliche Betriebe: Die individuelle Anpassung Ihres Bewässerungsüberwachungssystems mit robusten seriellen Servern, Routern und Cloud-Konnektivität gewährleistet präzise, zuverlässige und skalierbare Leistung.
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