Khi nông nghiệp áp dụng chuyển đổi số, tưới tiêu chính xác đang trở nên quan trọng để cải thiện năng suất cây trồng, giảm lãng phí nước và thúc đẩy các hoạt động thân thiện với môi trường. Một thành phần quan trọng để đạt được các mục tiêu này là giám sát chất lượng nước tưới theo thời gian thực. Bài viết này khám phá cách thức hoạt động của hệ thống giám sát chất lượng nước thông minh, các thông số mà nó theo dõi và cách các giải pháp truyền thông công nghiệp cho phép truyền dữ liệu liền mạch từ cánh đồng đến đám mây.
Tại sao phải theo dõi chất lượng nước tưới?
Việc theo dõi chất lượng nước tưới là điều cần thiết để:
- Đảm bảo sức khỏe của đất
- Ngăn ngừa thiệt hại cho cây trồng do chất gây ô nhiễm hoặc độ pH mất cân bằng
- Tối ưu hóa việc sử dụng nước
- Tuân thủ các tiêu chuẩn về môi trường
Với các cảm biến tiên tiến và phần cứng truyền thông công nghiệp, các chuyên gia nông nghiệp có thể thu thập và xử lý dữ liệu chất lượng nước theo thời gian thực.
Các thông số chính được đo trong nước tưới
Một hệ thống giám sát nước tưới tiêu nông nghiệp điển hình theo dõi:
- Giá trị pH – Xác định độ axit/kiềm của nước ảnh hưởng đến sự phát triển của cây trồng
- Độ mặn và độ cứng – Ảnh hưởng đến cấu trúc đất và khả năng hấp thụ của rễ
- Clorua và các ion kim loại nặng – Giúp phát hiện các chất gây ô nhiễm có hại (ví dụ, cadmium, đồng, chì)
- Nhiệt độ và độ dẫn điện – Ảnh hưởng đến quá trình hấp thụ nước và trao đổi chất của cây
Hệ thống tưới tiêu thông minh hoạt động như thế nào
Hệ thống tích hợp các cảm biến môi trường, thiết bị điện toán biên và cổng giao tiếp công nghiệp. Sau đây là cách thức hoạt động của hệ thống:
- Cảm biến liên tục thu thập dữ liệu về chất lượng nước và tình trạng đất.
- Dữ liệu được truyền đi thông qua giao diện nối tiếp (RS-232/485), CAN hoặc Ethernet tới bảng điều khiển cảm ứng cục bộ, PLC hoặc PC công nghiệp.
- Ngưỡng được cấu hình trước để kích hoạt chế độ tưới tự động khi cần thiết.
- Truyền dẫn không dây hoặc có dây định tuyến dữ liệu đến nền tảng đám mây để giám sát và điều khiển từ xa.
- Hệ thống ngừng tưới nước khi đất đạt độ ẩm tối ưu, đảm bảo tưới tiêu chính xác.
Lựa chọn phần cứng và kiến trúc mạng phù hợp
Tùy thuộc vào điều kiện của địa điểm và yêu cầu về giao diện, có thể sử dụng các thiết lập khác nhau:
🔹 Giám sát cục bộ qua mạng LAN
- Sử dụng máy chủ thiết bị nối tiếp hoặc Máy chủ nối tiếp Wi-Fi để kết nối dữ liệu cảm biến RS-232/485 với màn hình cảm ứng hoặc máy chủ cục bộ.
- Đối với các thiết bị I/O kỹ thuật số, hãy sử dụng mô-đun IO mạng khi có sẵn hệ thống dây điện.
- Đối với các cảm biến hoặc camera dựa trên Ethernet, hãy kết nối trực tiếp thông qua bộ định tuyến công nghiệp.
🔹 Giám sát từ xa dựa trên đám mây
- Với tín hiệu 4G, hãy sử dụng modem nối tiếp đến di động hoặc bộ định tuyến di động để tải dữ liệu lên nền tảng đám mây công cộng (ví dụ: Alibaba Cloud).
- Khi có thể đi dây, hãy triển khai máy chủ nối tiếp hoặc cổng kết nối Wi-Fi.
- Đối với các thiết bị I/O, Mô-đun IO mạng CAT1 hoặc 5G hỗ trợ giao tiếp đám mây thời gian thực.
VPN có thể cho phép luồng dữ liệu an toàn và không bị gián đoạn, đảm bảo người dùng có thể truy cập dữ liệu tưới tiêu và hệ thống điều khiển từ PC, ứng dụng di động hoặc bảng điều khiển web mọi lúc, mọi nơi.
Trường hợp sử dụng thực tế: Tưới tiêu hiệu quả trong nông nghiệp thông minh
Trong một trang trại trồng cam quýt ở miền Nam Trung Quốc, các thiết bị truyền thông công nghiệp của COME-STAR đã được triển khai để kết nối các cảm biến PH và EC với một đơn vị điều khiển trung tâm. Một máy chủ nối tiếp Wi-Fi định tuyến dữ liệu đến một PLC cục bộ, kích hoạt hoạt động của máy bơm dựa trên các ngưỡng được xác định trước. Ngoài ra, một modem nối tiếp 4G đến di động đã được sử dụng để đồng bộ hóa dữ liệu với bảng điều khiển từ xa để các nhà nông học theo dõi theo thời gian thực. Điều này dẫn đến:
- Tiết kiệm nước 30%
- Năng suất cây trồng khỏe mạnh hơn
- Tuân thủ tốt hơn các quy định sử dụng nước của khu vực
Kết luận: Một bước tiến tới Nông nghiệp xanh
Bằng cách tích hợp các thiết bị truyền thông công nghiệp hỗ trợ IoT, hệ thống tưới tiêu thông minh có thể cung cấp không chỉ việc sử dụng nước hiệu quả mà còn là nền tảng cho các hoạt động canh tác bền vững. Cho dù là trang trại nhỏ hay doanh nghiệp nông nghiệp lớn, việc tùy chỉnh thiết lập giám sát tưới tiêu của bạn với máy chủ nối tiếp mạnh mẽ, bộ định tuyến và kết nối đám mây đảm bảo hiệu suất chính xác, đáng tin cậy và có thể mở rộng.
Bạn cần giải pháp tùy chỉnh?
COME-STAR cung cấp các thiết bị truyền thông công nghiệp đáng tin cậy và hỗ trợ OEM/ODM tùy chỉnh cho các nhà tích hợp hệ thống làm việc trong các dự án nông nghiệp, quản lý tài nguyên nước và thành phố thông minh. Cho dù bạn đang thiết kế hệ thống giám sát chất lượng nước IoT hay tích hợp cảm biến sông với cơ sở hạ tầng đám mây, nhóm của chúng tôi luôn sẵn sàng hỗ trợ.👉 Liên hệ với chúng tôi ngay để thảo luận về dự án của bạn.
