Система мониторинга влажностно-температурного режима почвы в растениеводстве, Николаев

Система «Влагоконтроль РК» измеряет влажность и температуру почвы в зоне расположения корней растений, и передает данные в компьютер с ПО «Влагомер РК».

Система контролирует процентное содержание влаги в почве, температуру воздуха и почвы на неполивных землях, а также на полях, оборудованных любой системой полива: капельным, наружным и подземным орошением, спринклерным поливом, поливом на основе лент «Голден спрей».

Компоненты системы мониторинга – датчики влажности и температуры почвы, соединенные с передающим радиоканалом, работающим на частоте 433Мгц, мощностью 10 мвт (радиоканал «поле»), и приемным радиоканалом и устройством ввода данных в компьютер (радиоканал «центр»).
Оба радиоканала являются цифровыми устройствами, работающими в полудуплексном режиме обмена данными, с подтверждением достоверности передачи пакетов.
Особенностью наших радиоканалов является их низкое энергопотребление, что делает возможным долговременную автономную работу систем «радиоканал + датчик» в течении 3-х лет без замены батареек.

Дальность работы определяется условиями местности, высотой антенны «центр», и
конструкцией антенн «поле», а также их взаимным расположение.
Дальность уверенного приема сигнала для пары антенн «штырь-штырь» — до 1000м,
«диполь-диполь» — до 1,5км, «яги-яги» — до 8 км, по прямой видимости.

Система мониторинга включает в себя следующие устройства:

1. Датчик измерения влажности почвы.
   Датчик располагается в районе корневой системы культуры (например, клубники), на глубине (10-50см). Измерение влажности осуществляется датчиком по специальному алгоритму серией сигналов управляющего микроконтроллера. Датчик может быть расположен на поверхности гряды, и может быть помещен в глубину гряды.
   Показания датчика не зависят от температуры окружающей среды.
   Конструктивно датчик выполнен в виде щупа–вилки длиной 27см, и пластмассового корпуса.
   Датчик подключен кабелем длиной 1- 5 м, к блоку – концентратору или сразу к передающему радиоканалу. Питание блока- концентратора и радиоканала осуществляется от 3-х элементов типа АА (батареек). Время непрерывной работы от одного комплекта батареек – до 3 лет.

2. Полевой радиоканал.
   Полевой радиоканал – это универсальный двусторонний (полудуплексный) цифровой канал передачи данных от блока-концентратора, имеющего выходной интерфейс RS 232, RS 485. Радиоканал соединяется кабелем типа «витая пара» с блоком-концентратором, к которому подключают датчик влажности, температуры, или любой другой датчик.
   Монтируется радиоканал при помощи простого крепежа на деревянный или металлический колышек высотой от 0,7 до 2-х метров, в зависимости от условий на местности.

3. Центральный радиоканал.
   Центральный радиоканал служит для получения данных от полевых радиоканалов, запроса от них сигналов, и управления работой каждого полевого радиоканала, или сформированных из них групп.
   Монтируется центральный радиоканал, как правило, на крыше здания, в котором размещается компьютер (ПК), на который устанавливается программа просмотра и архивации данных мониторинга.
   Выход центрального радиоканала RS 232 подключается к СОМ-порту компьютера.
   Все радиоканалы, как полевые так и центральный, могут поставляться в комплекте с тремя типами антенн: «штырь», «диполь», «яги».
   Выбор конкретного типа антенны осуществляется в соответствии с рельефом местности, на которой располагается система мониторинга.

Монтаж и ввод в действие системы мониторинга.

Монтаж на поле: Датчик своим щупами втыкается в землю в удобном месте гряды, прямо через пленку или агроволокно, или закапывается на необходимую глубину; рядом вбивается колышек, к которому прикрепляется блок-концентратор и передающий радиоканал; тумблер питания радиоканала устанавливается в положение «ВКЛ».
Если в этот момент радиоканал «база» уже включен, система автоматически начинает работать.
Определения значения предельной полевой влагоемкости почвы в месте установки датчика определяется путем калибровки.
Калибровка проводится таким способом: Датчик помещается в землю, земля слегка уплотняется в районе вильчатого сенсора. Затем производится полив контура земли в месте расположения датчика водой в количестве 1-2л, до насыщения земли влагой (образования лужицы). Максимальное значение процента влажности при этом будет соответствовать значению предельной полевой влагоемкости для данной почвы.

Работа системы мониторинга.

Работает система мониторинга «Влагоконтроль РК» таким образом: Полевые радиоканалы передают значения влажности почвы и температуры, а также значение напряжения элементов питания на борту. Если в момент передачи пакета происходит сбой по причине помехи, запрос автоматически повторяется. Алгоритм сеансов связи датчиков определяется управляющей программой.
Центральный радиоканал, подключенный к компьютеру, передает данные опроса всех датчиков, которые обрабатываются компьютерной программой «Влагомер РК». Программа производит запись и отображение температур и влажности по каждой контролируемой точке поля, обработку и пакетирование данных, создает базы данных и их архив.
Запись данных идет непрерывно с установленной периодичностью – один раз в час.

На экране монитора компьютера отображаются все данные по температуре и влажности почвы на грядах культуры, там, где установлены датчики.
Данные, полученные в процессе мониторинга, могут быть распечатаны в виде графиков или таблиц.

В программе пользователя компьютера могут быть заданы «алармы» — это критичные значения температур или влажности, при которых компьютер через интернет-браузер может отправлять SMS- сообщения на установленные номера мобильных телефонов, например сообщение типа «поле №3 понижение температуры до 0гр. С» и т. п.

Программа «Влагомер РК» может быть установлена также на любой удаленный компьютер, через который также можно просматривать данные мониторинга через Интернет.