مستشعر لاسلكي لمراقبة رطوبة التربة للري الذكي TRSQ 4G

ال مستشعر مراقبة رطوبة التربة اللاسلكي JW-TRSQ(LC2) هو جهاز مراقبة التربة يعمل بالطاقة الشمسية ويدعم تقنية الجيل الرابع، وهو مصمم للري الذكي والزراعة الدقيقة وزراعة البيوت الزجاجية وإدارة البساتين ومراقبة الجفاف الزراعي.

يستخدم المستشعر تقنية استشعار عازلة عالية التردد لقياس رطوبة التربة الحجمية من خلال مسبار PVC محكم الإغلاق. وتتيح خيارات القياس القابلة للتكوين بثلاث طبقات وأربع طبقات وخمس طبقات للمستخدمين مراقبة توزيع المياه في التربة على أعماق مختلفة.

بفضل الاتصال المتكامل بتقنية الجيل الرابع، وبطارية الليثيوم القابلة لإعادة الشحن، والشحن الشمسي، والحماية بمعيار IP68، يدعم جهاز JW-TRSQ(LC2) مراقبة رطوبة التربة عن بعد في البيئات الزراعية حيث قد تكون البنية التحتية السلكية التقليدية غير ملائمة.

يمكن دمجه في نطاق أوسع نظام التحكم الذكي في الري لدعم جدولة الري وإدارة المياه القائمة على البيانات.

كيف يعمل جهاز استشعار رطوبة التربة اللاسلكي؟

يستخدم JW-TRSQ(LC2) مبدأ قياس العزل الكهربائي عالي التردد لتقدير المحتوى المائي الحجمي للتربة.

تحتوي التربة على جزيئات معدنية ومواد عضوية وهواء وماء. وتؤثر التغيرات في محتوى الماء على الخصائص العازلة الظاهرية للتربة.

يُصدر المستشعر إشارة كشف عالية التردد تبلغ حوالي 1 جيجاهرتز. تمر هذه الإشارة عبر غلاف مسبار PVC وتتفاعل مع التربة المحيطة.

يستخدم الجهاز الاستجابة العازلة الناتجة لتحديد ظروف رطوبة التربة.

وعلى عكس المجسات ذات الأقطاب الكهربائية المكشوفة، فإن بنية الاستشعار المغلقة تقلل من الاتصال المباشر بين عناصر الاستشعار والأسمدة ومياه الري وملوثات التربة.

مع ذلك، لا تزال خصائص التربة، والملوحة، وجودة التركيب، وظروف المعايرة تؤثر على قياسات العزل الكهربائي. وقد يكون التحقق الميداني ضروريًا عند الحاجة إلى دقة قياس عالية جدًا.

لإجراء مقارنة أشمل للتقنيات المتاحة، اقرأ مقالنا دليل شراء أجهزة استشعار رطوبة التربة.

المواصفات الفنية

مراقبة رطوبة التربة على أعماق متعددة لإدارة منطقة الجذور

توفر قياسات رطوبة التربة على عمق واحد معلومات حول محتوى الماء في نقطة محددة. ومع ذلك، يتغير توزيع الماء في التربة مع العمق تبعاً لهطول الأمطار والري والتبخر وامتصاص النباتات للماء.

يوفر جهاز JW-TRSQ(LC2) إمكانية التكوين مراقبة رطوبة التربة بثلاث طبقات، وأربع طبقات، وخمس طبقات لمراقبة اختلافات الرطوبة داخل قطاع التربة.

لماذا يتم قياس رطوبة التربة على أعماق متعددة؟

1. تحديد جفاف السطح

قد تجف الطبقات العليا من التربة بشكل أسرع نتيجة التبخر وامتصاص المحاصيل للماء. يوفر رصد رطوبة التربة القريبة من السطح معلومات مفيدة حول تغيرات ظروف الحقل.

2. راقب مدى توافر الماء في منطقة الجذور

تختلف أعماق الجذور الفعالة باختلاف المحاصيل. وتساعد القياسات على أعماق متعددة مديري الري على فهم ما إذا كانت المياه تصل إلى منطقة الجذور المستهدفة.

3. تقييم مدى اختراق مياه الري

تساعد مقارنة اتجاهات الرطوبة قبل الري وبعده في تقييم ما إذا كانت المياه المستخدمة قد وصلت إلى طبقات المراقبة الأعمق.

4. تحديد الري المفرط المحتمل

قد يشير ارتفاع الرطوبة المستمر في الطبقات الواقعة أسفل منطقة الجذور النشطة إلى الري المفرط أو حركة المياه إلى الأسفل، على الرغم من أن التفسير يعتمد على التربة والمحصول.

توضح جامعة مينيسوتا، من خلال قسم الإرشاد الزراعي، سبب ضرورة تركيب أجهزة استشعار رطوبة التربة في مواقع تمثيلية وعلى أعماق مناسبة. أجهزة استشعار رطوبة التربة لجدولة الري إرشاد.

مهم: ينبغي اختيار مواقع طبقة القياس وفقًا لعمق جذور المحصول وخصائص التربة وتكوين المستشعر الفعلي. ولا يُعدّ ترتيب العمق نفسه مناسبًا لجميع المحاصيل.

نظام مراقبة رطوبة التربة اللاسلكي بتقنية الجيل الرابع

يدمج جهاز JW-TRSQ(LC2) استشعار رطوبة التربة مع نقل البيانات اللاسلكي بتقنية الجيل الرابع.

تُعد هذه البنية مفيدة بشكل خاص لمواقع المراقبة الزراعية الموزعة حيث أن كابلات الاتصال الطويلة من شأنها أن تزيد من تعقيد عملية التركيب.

بنية المراقبة النموذجية

مستشعر رطوبة التربة ← شبكة الجيل الرابع الخلوية ← منصة المراقبة ← عرض البيانات واتخاذ قرارات الري

الخطوة الأولى: قياس رطوبة التربة

يقيس المستشعر رطوبة التربة الحجمية في طبقات المراقبة المحددة.

الخطوة الثانية: نقل البيانات لاسلكيًا

تقوم وحدة الاتصال الداخلية بإرسال بيانات المراقبة عبر شبكة خلوية من الجيل الرابع (4G) متاحة.

يجب التحقق من تغطية شبكة الهاتف المحمول، وتوافق المشغل، ومتطلبات شريحة SIM، وتكوين الشبكة قبل التثبيت.

الخطوة 3: تخزين البيانات وعرضها

يمكن نقل القياسات إلى منصة مراقبة متوافقة لعرض السلاسل الزمنية، والتحليل التاريخي، والوصول عن بعد.

الخطوة الرابعة: دعم اتخاذ قرارات الري

يمكن تقييم اتجاهات رطوبة التربة جنبًا إلى جنب مع متطلبات المحاصيل، وملاحظات الطقس، وسجلات الري لدعم قرارات إدارة المياه.

بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب تشغيل المضخة أو الصمام تلقائيًا، يجب دمج المستشعر مع وحدة تحكم الري المتوافقة ومنطق التحكم.

استكشف نظام التحكم الذكي في الري JW-IoT لبنية أتمتة الري الأوسع نطاقاً.

سيناريوهات التطبيق

• الري الذكي: يساعد هذا المستشعر المستخدمين على مراقبة تغيرات رطوبة التربة في الوقت الفعلي وتعديل جداول الري بشكل علمي. وهو مناسب لأنظمة الري بالتنقيط، والري بالرش، وأنظمة الري الموفرة للمياه.
• الزراعة في البيوت الزجاجية: يمكن تركيبه في أحواض الخضراوات في البيوت الزجاجية، ومناطق الشتلات، ومناطق زراعة الزهور، ومشاريع الزراعة ذات البيئة المتحكم بها لدعم الإدارة الدقيقة للمياه.
• رصد الجفاف في الأراضي الزراعية: يوفر الجهاز بيانات مستمرة عن رطوبة التربة لتقييم الجفاف، وتحليل توازن المياه في التربة، وإدارة ترشيد استهلاك المياه في الزراعة.
• الزراعة الدقيقة: بفضل خيارات الإرسال اللاسلكي ومراقبة التربة متعددة الطبقات، يساعد المستشعر المزارع على بناء نظام لإدارة المحاصيل قائم على البيانات.
• أبحاث التربة والتجارب الميدانية: يمكن استخدام المنتج في دراسات حركة المياه في التربة، وتجارب الري، ومراقبة منطقة جذور المحاصيل، ومشاريع البحوث الزراعية.
• مراقبة المراعي والبساتين: إن تصميمها المقاوم للماء بمعيار IP68 ودعمها للطاقة الشمسية يجعلها مناسبة للاستخدام طويل الأمد في المراعي والبساتين والمناطق الزراعية النائية.

إرشادات التركيب

يُعد التركيب الصحيح أمراً ضرورياً للحصول على قياسات تمثيلية لرطوبة التربة.

تم تصميم JW-TRSQ(LC2) للتركيب الرأسي باستخدام حفرة مجهزة وإجراءات ردم التربة السائلة.

إجراءات التركيب الموصى بها

الخطوة 1: اختيار موقع تمثيلي

اختر موقعًا يعكس ظروف التربة النموذجية وسلوك الري في منطقة المراقبة.

تجنب المنخفضات غير المعتادة، ومسارات المركبات المضغوطة، والمناطق الرطبة أو الجافة المعزولة إلا إذا كانت تخضع للمراقبة عن قصد.

الخطوة الثانية: تجهيز البئر

استخدم مثقابًا مناسبًا للتربة للحفر عموديًا بزاوية 90 درجة تقريبًا على سطح الأرض.

اتبع متطلبات التركيب الخاصة بالشركة المصنعة فيما يتعلق بأبعاد البئر وعمق المسبار.

الخطوة 3: تحضير خليط التربة

قم بإزالة الأحجار والحطام الكبير من التربة الناعمة المحفورة.

اخلط التربة الناعمة بالماء لتحضير خليط سائل مناسب للردم.

الخطوة الرابعة: أدخل المستشعر

أضف الملاط إلى ما يقارب نصف عمق البئر، باتباع إجراءات التركيب الخاصة بالشركة المصنعة.

أدخل المسبار ببطء وبشكل عمودي.

الخطوة 5: ضمان التلامس الصحيح مع التربة

قم بتدوير المسبار برفق في المكان المحدد للمساعدة في إطلاق الطين الزائد وتقليل الفجوات الهوائية.

تأكد من وجود اتصال وثيق بين غلاف المسبار والتربة المحيطة به.

الخطوة السادسة: المحاذاة والإنهاء

حافظ على محاذاة علامة مستوى سطح الأرض الخاصة بالمستشعر مع سطح التربة.

قم بإزالة الطين الزائد وحماية منطقة التركيب من الآلات أو التلف العرضي.

الخطوة 7: تهيئة نقل البيانات

قم بتفعيل اتصال الجيل الرابع (4G) وتحقق من استلام البيانات بواسطة منصة المراقبة.

تحقق من استقرار القياسات قبل استخدام القراءات لإدارة الري.

اعتبارات التركيب

• حدد أعماق القياس وفقًا لتوزيع جذور المحاصيل.
• حافظ على اتصال فعال بين المستشعر والتربة المحيطة.
• تجنب الفجوات الهوائية التي يمكن أن تتداخل مع قياسات العزل الكهربائي.
• تحقق من تغطية شبكة الهاتف المحمول قبل بدء التشغيل.
• تأكد من توفير التعرض الكافي لأشعة الشمس عند الحاجة.
• اترك التربة المضطربة حول جهاز الاستشعار المثبت حديثًا حتى تستقر.
• تحقق من القراءات مقارنةً بظروف التشغيل الميدانية أثناء التشغيل الأولي.

للحصول على إرشادات إضافية حول التثبيت، يُرجى الرجوع إلى جامعة ولاية أوريغون. مراقبة رطوبة التربة لدعم جدولة الري.

كيفية استخدام بيانات رطوبة التربة للري الذكي

يوفر مستشعر رطوبة التربة بيانات القياس، لكن قرارات الري تتطلب تفسيراً.

من أجل جدولة الري بشكل عملي، ينبغي على المديرين مراعاة أربعة عوامل:

حالة المياه في التربة: قارن قياسات الرطوبة الحالية مع الظروف المرجعية الخاصة بالموقع، بما في ذلك السعة الحقلية عند الاقتضاء.

احتياجات المحاصيل من المياه: ضع في اعتبارك نوع المحصول، ومرحلة النمو، وعمق الجذور، والحساسية للإجهاد المائي.

أحوال الطقس: تؤثر كمية الأمطار ودرجة الحرارة ومعدل التبخر والظروف الجوية المتوقعة على متطلبات الري.

أداء نظام الري: تؤثر نقاط التنقيط، والرشاشات، وسعة المضخة، وانتظام الري على كمية المياه الفعلية التي يتم توصيلها.

تتمثل آلية المراقبة العملية فيما يلي:

1. تحديد مستوى رطوبة التربة الأساسي.
2. راقب التغيرات في الرطوبة على أعماق مختلفة.
3. قارن القياسات مع أهداف الري الخاصة بالمحاصيل والتربة.
4. قم بتطبيق الري وفقًا للمتطلبات الزراعية.
5. مراجعة اتجاهات رطوبة التربة بعد الري.
6. قم بتعديل الجدول الزمني باستخدام الملاحظات الميدانية وبيانات الرصد.

تقدم جامعة فرجينيا للتكنولوجيا المزيد من الإرشادات التقنية في جدولة الري الزراعي بناءً على محتوى رطوبة التربة.

ملحوظة: جهاز JW-TRSQ(LC2) هو جهاز لمراقبة رطوبة التربة. يتطلب التحكم الآلي في الري معدات تحكم متوافقة واستراتيجية ري مُهيأة بشكل صحيح.

مقارنة بين مستشعرات رطوبة التربة السلكية ومستشعر JW-TRSQ(LC2)

يعتمد اختيار الأجهزة اللاسلكية والسلكية على بيئة المراقبة وبنية النظام.

بالنسبة للمشاريع التي تتطلب اتصال RS485 Modbus RTU وقياسات درجة حرارة التربة، ضع في اعتبارك ما يلي: مستشعر متعدد الطبقات أنبوبي لرطوبة ودرجة حرارة التربة.

للاطلاع على خيارات المنتجات الإضافية، تصفح مستشعرات التربة JW-IoT فئة.

تكامل الأنظمة وتخصيصها

يدعم مشروع JW-IoT مشاريع المراقبة الزراعية التي تتطلب أجهزة استشعار، ونقل البيانات، وتكامل المنصات.

قد تشمل مناقشات المشروع المتاحة ما يلي:

• اختيار تكوينات القياس المكونة من 3 طبقات أو 4 طبقات أو 5 طبقات
• متطلبات عمق مراقبة التربة
• التوافق مع شبكة الجيل الرابع الخلوية
• تكوين فاصل تحميل البيانات
• واجهة RS485 اختيارية
• اتصال منصة مراقبة تابعة لجهة خارجية
• تكامل أنظمة مراقبة وتحكم الري الذكية

ينبغي التأكد من واجهة التوصيل الكهربائية المحددة، وبروتوكول البيانات، وتوافر واجهة برمجة التطبيقات، وتوافق النظام الأساسي أثناء التقييم الفني.

بالنسبة لمشاريع الري الكاملة، يمكن لشركة JW-IoT المساعدة في تصميم نظام يتضمن استشعار التربة، والمراقبة البيئية، والبنية التحتية للاتصالات، وأجهزة التحكم في الري.

اطلب حلاً لاسلكياً لمراقبة رطوبة التربة

هل تخطط لمشروع ري ذكي، أو زراعة دقيقة، أو دفيئة زراعية، أو مشروع لإدارة المياه الزراعية؟

يمكن لـ JW-IoT المساعدة في تقييم مدى ملاءمة JW-TRSQ(LC2) لمتطلبات المراقبة الخاصة بك.

لإعداد مقترح فني، يرجى تقديم ما يلي:

• بلد المشروع وموقع النشر
• نوع المحصول ومنطقة الرصد التقريبية
• أعماق مراقبة التربة المطلوبة
• عدد مواقع المراقبة
• شبكة الجيل الرابع متاحة
• متطلبات منصة البيانات أو التكامل
• هل يلزم أيضاً التحكم في الري

تواصل مع JW-IoT لمناقشة مواصفات المنتج، والتكوينات المخصصة، وتكامل المشروع.

استكشف المزيد أجهزة استشعار التربة و حلول الري الذكية.