Solución de Sistema de Riego Agrícola Inteligente
Solución de Sistema de Riego Agrícola Inteligente
Antecedentes de Construcción
El riego que ahorra agua es crítico para el desarrollo agrícola. La escasez de agua se ha convertido en un importante obstáculo que restringe el desarrollo económico sostenible en todo el mundo. El consumo de agua agrícola representa aproximadamente el 80% del uso total de agua a nivel mundial. Sin embargo, la baja eficiencia de riego conduce a un grave desperdicio de recursos hídricos. Optimizar el riego agrícola puede reducir los costos de energía y operación, aumentar la productividad agrícola y la calidad del producto, y proteger el medio ambiente ecológico.
Con base en el contexto mencionado anteriormente, hemos desarrollado un sistema de riego agrícola inteligente aprovechando la tecnología IoT, la tecnología de control automático, la tecnología informática y la tecnología de comunicación inalámbrica.
Desafíos de la Industria
Riego manual: Trabajo manual pesado para la entrega de agua en el campo, baja eficiencia operativa.
Registro manual de datos: Registro manual in situ de datos ambientales del terreno, que consume tiempo y es propenso a errores humanos.
Monitoreo ambiental retrasado: No puede capturar cambios en tiempo real de las condiciones de crecimiento del terreno.
Fallas de equipo no detectadas: Los fallos en los dispositivos de riego no pueden ser encontrados de manera oportuna, afectando el trabajo normal de riego.
Desperdicio de recursos hídricos: El riego ciego conduce a un consumo excesivo de agua y a una baja eficiencia en el uso del agua.
Introducción al Sistema
El sistema de riego agrícola inteligente realiza un monitoreo en tiempo real de los parámetros del terreno, incluyendo la temperatura ambiente, la humedad, la intensidad de luz y la humedad del suelo. Analiza los datos de los sensores para realizar una gestión inteligente del riego.
Ventajas de la Aplicación
- Riego Inteligente Libre de restricciones de tiempo fijo y volumen fijo. El suministro de agua se activa bajo demanda con un cambio flexible de modo de riego. Se adapta a diversos escenarios, incluyendo invernaderos, huertos en terrazas, plantaciones de flores y vegetales, tierras agrícolas a gran escala y embellecimiento paisajístico.
- Ahorro de Agua y Fertilizante Los datos en tiempo real son recopilados por sensores en línea. El riego por aspersión y goteo entrega agua directamente a las zonas de raíces de los cultivos. Mientras satisface la demanda de agua de los cultivos, el sistema puede reducir el consumo de agua en más del 50%.
- Reducción de Mano de Obra El sistema de control de riego inteligente elimina la operación manual de válvulas y bombas de agua. Un operador puede gestionar el riego de cientos o incluso miles de acres de tierras agrícolas, reduciendo la entrada de mano de obra en más del 90%.
Topología del Sistema
El sistema adopta una arquitectura en capas: los sensores finales recopilan datos del entorno agrícola en el sitio; los datos se transmiten a través de una puerta de enlace mediante 5G/4G/Ethernet a la plataforma de nube de agricultura inteligente. Los usuarios acceden a la plataforma a través de APP, terminal de PC o pantalla de datos grandes. Se realiza control automático/manual remoto para los controladores de válvulas de campo.
Introducción al Hardware
Sensores
- Sensor de Temperatura Ambiental‑Humedad (Modelo: HS‑HJ‑*) Este sensor adopta transmisión inalámbrica para reducir el trabajo de cableado. Recopila datos de temperatura y humedad del aire en tiempo real con un consumo de energía ultra bajo y amplia cobertura de señal. Soporta registro de datos, con alta precisión, fiabilidad, estabilidad y sensibilidad.
Especificaciones
- Rango de medición de temperatura: ‑40 ~ 125 °C
- Precisión de temperatura: ±0.2 °C
- Rango de medición de humedad: 0 ~ 100 %RH
- Precisión de humedad: ±2.0 %RH
- Tiempo de respuesta: 5‑8 s
- Colector de Humedad del Suelo (Modelo: HS‑TH‑*) Sensor de suelo habilitado para inalámbrico. Su electrodo está hecho de acero inoxidable tratado especialmente, con baja sensibilidad a la salinidad del suelo. Puede ser enterrado permanentemente bajo tierra. La sonda presenta resistencia a la electrólisis, resistencia a la corrosión y rendimiento completamente impermeable.
Especificaciones
- Rango de humedad del suelo: 0‑100%
- Precisión de humedad: ±2% (0‑50%); ±3% (50‑100%)
- Rango de temperatura del suelo: ‑40 ~ 80 °C
- Precisión de temperatura: ±0.5 °C @25 °C
- Tiempo de respuesta: 5 s
- Colector de Iluminancia (Modelo: HS‑IN‑*) Dispositivo de medición de iluminancia de bajo consumo de energía equipado con un chip de detección de luz de alta precisión. Ofrece un fuerte rendimiento de comunicación anti-interferencia. La fuente de alimentación de batería incorporada elimina los requisitos de cableado en el campo para la instalación.
Especificaciones
- Rango de iluminancia: 0‑200 000 Lux
- Precisión de iluminancia: ±7% @25 °C
- Tiempo de respuesta: 0.1 s
Características Generales del Hardware
- Alta precisión y rendimiento estable: Sonda de alta sensibilidad para señal estable y amplio rango de medición.
- Opciones de alimentación dual: Batería de litio‑tionilo de 3.6 V (reemplazable) o fuente de alimentación externa.
- Monitoreo en tiempo real: Recopila continuamente datos de múltiples puntos de medición para una conciencia completa de las condiciones.
- IP65 a prueba de polvo y agua: Carcasa de grado industrial con sonda sellada con pegamento para adaptación en campos difíciles.
Señal de salida general: LoRa; Entorno de operación: ‑20 °C ~ +60 °C; Grado de protección: IP65.
Controlador de Válvula (Modelo: HS‑VC‑*)
Controlador de válvula de pulso de bajo consumo con comunicación inalámbrica para transmisión a larga distancia y fuerte penetración. Soporta batería o fuente de alimentación externa. Con 3‑4 ciclos de riego por día, la vida útil de la batería puede alcanzar de 3 a 4 años. Soporta control manual remoto, automático y por temporizador a través de la plataforma en la nube para lograr un riego de enlace preciso. Se evita el trabajo de tendido de cables en el sitio.
Características Principales
- Respuesta en menos de 2 segundos
- No se requiere cableado en el sitio
- Distancia de comunicación de hasta 3000 metros
- Soporta interruptor manual remoto / modo automático / modo de temporizador
Introducción a la Plataforma
La plataforma de monitoreo agrícola inteligente integra funciones de monitoreo para meteorología, suelo, riego y crecimiento de cultivos. Los usuarios autorizados pueden iniciar sesión desde múltiples terminales. Proporciona datos de monitoreo en tiempo real, curvas de datos históricos y notificaciones de alarmas a los gerentes a través de PC y dispositivos móviles, facilitando el mantenimiento oportuno y mejorando la estabilidad del sistema.
Funciones de la Plataforma
- Visualización en Pantalla Grande Pantalla de auto‑actualización para mostrar en movimiento el estado y los datos de todos los dispositivos conectados.
- Monitoreo en Tiempo Real Visualización basada en mapa de la ubicación del dispositivo y estado en línea para una visión general conveniente de las condiciones del campo.
- Control Inteligente Cambio de válvula manual o automático remoto a través del navegador web sin visitas al sitio.
- Consulta de Datos Históricos Recuperar registros históricos seleccionando estación, dispositivo y período de tiempo.
- Configuración de Alarmas Alarmas automáticas cuando los valores medidos superan los umbrales preestablecidos; los registros de alarmas pueden ser rastreados.
- Gestión de Permisos Jerárquica Estructura de gestión de múltiples cuentas: una cuenta principal con múltiples subcuentas; derechos de acceso diferenciados para usuarios de diferentes niveles.
Terminal de Teléfono Móvil
Después de iniciar sesión en la cuenta en teléfonos móviles, los usuarios pueden ver datos del dispositivo en tiempo real en cualquier momento y lugar. El control del dispositivo con un solo toque está disponible. Soporta alarmas de fallos, alertas fuera de línea, visualización de datos en tiempo real y revisión de datos históricos.
Escenarios de Aplicación
- Tierras agrícolas a gran escala
- Paisajismo y horticultura
- Riego de césped