Что следует контролировать в вертикальной ферме?

Вертикальные фермы полагаются на контролируемое освещение, орошение, вентиляцию и подачу питательных веществ. Однако условия могут различаться в зависимости от полок, зон выращивания и стадии развития культуры.

Надежный IoT-решение для вертикального земледелия помогает операторам отслеживать эти изменения в режиме реального времени, выявлять проблемы с оборудованием на ранних стадиях и поддерживать более стабильные условия выращивания урожая.

К наиболее важным параметрам, которые необходимо контролировать в вертикальной ферме, относятся:

Температура и влажность воздуха
концентрация CO₂
ФАР, ППФД и фотопериод
pH и электропроводность питательного раствора
Температура воды и содержание растворенного кислорода
Уровень воды и расход воды для орошения
Влажность субстрата и электропроводность корневой зоны
Состояние насоса, вентилятора, освещения и дозирования.

Почему мониторинг вертикальных ферм важен?

Вертикальные фермы в значительной степени зависят от механических и электрических систем. Если насос, вентилятор, дозатор или цепь освещения выйдут из строя, условия выращивания урожая могут быстро измениться.

Непрерывный мониторинг помогает производителям:

Поддерживайте стабильные условия для роста.
Выявление аномальных изменений на ранней стадии
Сокращение ручной проверки
Улучшить орошение и управление питательными веществами.
Сравните разные полки и зоны выращивания.
Получайте оповещения о поломке оборудования.
Записывайте данные для оптимизации урожайности в будущем.

Цель состоит не просто в сборе данных. Цель — преобразовать показания датчиков в более быстрые и надежные решения.

1. Температура и влажность воздуха

Температура и влажность напрямую влияют на рост растений, транспирацию и риск заболеваний.

В многоярусной ферме верхние полки могут быть теплее из-за освещения, в то время как нижние или более плотно засаженные участки могут удерживать больше влажности. Одного датчика на уровне помещения часто недостаточно.

Датчики следует размещать вблизи типичных участков посевов и на разной высоте. Их нельзя устанавливать непосредственно рядом с осветительными приборами, дверями, вентиляционными отверстиями или орошающими форсунками.

Данные о температуре и влажности также могут быть использованы для расчета дефицита давления водяного пара (ДНД), что дает более полезное представление об условиях транспирации растений.

Для проектов, которые также включают в себя климат-контроль, применяются принципы проектирования. система мониторинга теплиц Также может применяться в условиях выращивания растений в закрытых помещениях.

2. Углекислый газ

Растения потребляют CO₂ в период освещения. В закрытых помещениях для выращивания растений уровень CO₂ может снижаться, если вентиляция или дополнительное увлажнение не обеспечиваются должным образом.

Мониторинг CO₂ помогает операторам:

Контроль впрыска CO₂
Избегайте ненужных добавок.
Сравните условия между зонами.
Координировать вентиляцию и освещение.
Выявление плохого распределения воздуха

Датчики CO₂ следует устанавливать вблизи посевов, но вдали от прямых газовых выходов и сильных воздушных потоков.

3. ФАР, ППФД и фотопериод

Освещение — один из важнейших факторов в вертикальном земледелии.

Люксметры предназначены для измерения освещенности, воспринимаемой человеческим зрением, тогда как ФАР и ППФД более актуальны для фотосинтеза растений. фотосинтетически активный датчик излучения Это может помочь измерить, сколько полезного для растений света достигает растительного покрова.

Мониторинг должен включать в себя:

PAR и PPFD
Равномерность освещения между полками
Состояние работы лампы
Фотопериод
Суточный интегральный свет

Это помогает выявить зоны со слабым освещением, устаревшие светильники, неправильную высоту установки ламп и ошибки в графике освещения.

4. pH и электропроводность питательного раствора

В гидропонных вертикальных фермах pH и EC являются двумя наиболее важными параметрами управления питательными веществами.

Уровень pH влияет на доступность питательных веществ, тогда как электропроводность (EC) указывает на общую концентрацию растворенных ионов.

Изменения могут произойти по следующим причинам:

Поглощение растениями воды и питательных веществ
Испарение
Дозирование удобрений
добавление пресной воды
Утечка
Плохое перемешивание

Полный система мониторинга гидропоники Может отслеживать pH и электропроводность, а также температуру воды, растворенный кислород, уровень и расход воды.

Электрохимический анализ не позволяет идентифицировать отдельные питательные вещества, поэтому его следует использовать в качестве оперативного индикатора, а не для полного анализа питательных веществ.

5. Температура воды и содержание растворенного кислорода

Температура воды влияет на активность корней и доступность растворенного кислорода.

С повышением температуры воды содержание растворенного кислорода может снижаться. Это может стать проблемой в системах глубоководного культивирования и рециркуляционных гидропонных системах.

Мониторинг растворенного кислорода может помочь обнаружить:

Неисправное аэрационное оборудование
Плохое кровообращение
Высокая температура воды
Засоренные воздушные линии
Увеличение плотности корней

Поэтому температуру воды и содержание растворенного кислорода следует оценивать одновременно.

6. Уровень воды и расход воды для орошения

Работающий насос не всегда означает, что растения получают достаточно воды.

Засоренные трубы, закрытые клапаны, воздушные пробки и износ насоса могут снизить эффективность орошения.

Мониторинг уровня воды и расхода позволяет обнаружить:

Низкий уровень питательных веществ в резервуаре
Риск переполнения
Утечка из трубы
Засорение ирригационных линий
снижение производительности насоса
Непредвиденное потребление воды

Эти измерения также могут использоваться для автоматической заправки и защиты насоса от низкого уровня жидкости.

7. Влажность субстрата и электропроводность корневой зоны.

Не все вертикальные фермы используют гидропонику с открытой корневой системой. Многие применяют кокосовое волокно, минеральную вату или другие субстраты.

В таких системах измерения в резервуаре могут неточно отражать условия вокруг корней.

A подложка EC-датчик может помочь контролировать соленость вблизи корневой зоны. датчик влажности субстрата EC может объединять измерения влажности, температуры и электропроводности.

Эти показания помогают производителям внести необходимые корректировки:

Время полива
Продолжительность орошения
концентрация питательных веществ
Управление дренажными системами
График промывки

Датчики следует устанавливать в активной корневой зоне, а не непосредственно рядом с оросительным капельником.

8. Состояние оборудования

Мониторинг вертикальных ферм должен также включать оборудование, поддерживающее условия выращивания растений.

К важному оборудованию относятся:

Ирригационные насосы
Насосы для дозирования питательных веществ
Фанаты
Кондиционеры
Осушители воздуха
Клапаны
Схемы освещения
Аэрационные системы
IoT-шлюзы и контроллеры

Сочетание показаний датчиков с состоянием оборудования делает сигналы тревоги более полезными.

Например, сигнализация о высокой влажности в идеале должна показывать, остановился ли циркуляционный вентилятор или осушитель воздуха.

Каким параметрам следует отдать приоритет?

Для простой вертикальной фермы по выращиванию листовой зелени первоочередными задачами обычно являются:

Температура и влажность
PAR и график освещения
pH и электропроводность питательного раствора
Температура воды
Уровень воды и расход воды
Состояние насоса и электропитания

Более совершенные системы могут также включать мониторинг CO₂, дефицита давления пара (VPD), растворенного кислорода, электропроводности корневой зоны, энергии и автоматизированное управление питательными веществами.

Окончательная конфигурация должна зависеть от:

Тип культуры
Метод выращивания
Количество стеллажей
Проектирование ирригационных систем
Система освещения
Требования к автоматизации
Коммуникационная инфраструктура

Распространенные ошибки мониторинга

1. Использование слишком малого количества датчиков

Один датчик не может отображать содержимое каждой полки в большой вертикальной ферме.

2. Неправильное размещение датчика

Датчики, размещенные рядом с источниками света, вентиляционными отверстиями или выходами питательного раствора, могут давать неточные показания.

3. Мониторинг резервуара, но не корней.

Показатели pH и электропроводности в аквариуме могут быть в норме, в то время как влажность или соленость корневой зоны становятся неприемлемыми.

4. Сбор данных без срабатывания сигнализации.

Одной панели мониторинга недостаточно, если за ней никто постоянно не следит.

5. Автоматизация без ограничений безопасности

Насосы и системы дозирования должны включать максимальное время работы, периоды задержки и возможность ручного управления.

6. Игнорирование калибровки

Датчики pH, электропроводности и растворенного кислорода требуют регулярной очистки и калибровки.

Как JW-IoT поддерживает мониторинг вертикальных ферм

JW-IoT предоставляет решения для интеграции датчиков и платформ в вертикальные фермы, гидропонные системы, теплицы и другие проекты в области сельского хозяйства в контролируемой среде.

Комплексная система может включать в себя:

Датчики температуры и влажности воздуха
датчики CO₂
датчики PAR
Датчики pH и EC воды
Датчики растворенного кислорода
Датчики температуры, уровня и расхода воды
Датчики влажности субстрата и электропроводности
Устройства RS485 Modbus
Шлюзы LoRaWAN или 4G
Облачные панели мониторинга и оповещения
Орошение и контроль окружающей среды

Он Система мониторинга вертикального земледелия JW-IoT Его можно настроить в соответствии с типом культуры, методом выращивания, количеством зон и требуемым уровнем автоматизации.

Заключение

В вертикальной ферме следует контролировать не только температуру и влажность.

Наиболее эффективные системы объединяют данные о климате, освещении, питательном растворе, корневой зоне, орошении и оборудовании на одной платформе.

Как минимум, большинство ферм должны следить за следующим:

Температура и влажность
PAR и график освещения
pH и EC
Температура воды
Уровень воды и расход воды
Состояние насоса и оборудования

Передовым фермерским хозяйствам также следует учитывать содержание CO₂, дефицит давления пара (VPD), растворенный кислород, состояние корневой зоны и энергопотребление.

Надежные данные из нужных мест помогают фермерам поддерживать стабильные условия, выявлять неполадки на ранних стадиях и повышать стабильность урожая.

Для планирования подходящей конфигурации датчиков, шлюза и платформы мониторинга, свяжитесь с JW-IoT с учетом типа вашей культуры, метода выращивания, количества стеллажей и необходимых параметров.

Часто задаваемые вопросы

1. Какие параметры мониторинга вертикальных ферм являются наиболее важными?

К основным параметрам относятся температура, влажность, CO₂, ФАР, pH, электропроводность, температура воды, растворенный кислород, уровень воды, расход воды для орошения и состояние оборудования.

2. Сколько датчиков необходимо для вертикальной фермы?

Количество датчиков зависит от размера фермы, высоты стеллажей, циркуляции воздуха, типа выращиваемых культур и зон орошения. На крупных предприятиях обычно требуется размещение датчиков на нескольких уровнях полок.

3. Почему вертикальным фермам следует отслеживать ФАР (фотосинтетически активную радиацию) вместо люкс (люкса)?

PAR и PPFD измеряют количество света, полезного для растений, а люкс основан на чувствительности человеческого зрения.

4. Достаточно ли показателей pH и EC для мониторинга содержания питательных веществ?

Это важные оперативные показатели, но EC не отображает концентрацию каждого отдельного питательного вещества.

5. Необходим ли мониторинг растворенного кислорода на каждой вертикальной ферме?

Это особенно важно в глубоководных культурах и рециркуляционных гидропонных системах.

6. Можно ли автоматизировать мониторинг вертикальных ферм?

Да. Данные с датчиков могут использоваться для управления насосами, клапанами, освещением, вентиляторами, системами подачи CO₂ и оборудованием для дозирования питательных веществ.

7. Могут ли датчики JW-IoT подключаться к существующему контроллеру?

Устройства JW-IoT могут поддерживать такие интерфейсы, как RS485 Modbus, аналоговые сигналы, LoRaWAN, 4G, MQTT и интеграцию с API.

8. Предоставляет ли JW-IoT комплексные системы мониторинга вертикальных ферм?

Да. Компания JW-IoT может предоставить датчики, шлюзы, регистраторы данных, интеграцию с облачными платформами, системы сигнализации и компоненты управления.

Текущий язык

Изменить язык