Inden for intelligent landbrug er sensorernes kompatibilitet og effektiviteten af datatransmissionen kerneelementerne i opbygningen af et præcist overvågningssystem. Jordsensoroutputtet fra SDI12, med en standardiseret digital kommunikationsprotokol som kerne, skaber en ny generation af jordovervågningsudstyr med "højpræcisionsovervågning + praktisk integration + stabil transmission", der giver pålidelig datastøtte til scenarier som intelligent landbrugsjord, intelligente drivhuse og videnskabelig forskningsovervågning og omdefinerer de tekniske standarder for jordmåling.
1. SDI12-protokollen: Hvorfor er det det "universelle sprog" for landbrugets internet af ting?
SDI12 (Serial Digital Interface 12) er en internationalt anerkendt kommunikationsprotokol til miljøsensorer, der er specielt designet til lavt strømforbrug og netværksscenarier med flere enheder, og har tre kernefordele:
Standardiseret sammenkobling: En samlet kommunikationsprotokol nedbryder enhedsbarrierer og kan problemfrit integreres med almindelige dataindsamlere (såsom Campbell, HOBO) og Internet of Things-platforme (såsom Alibaba Cloud, Tencent Cloud), hvilket eliminerer behovet for yderligere driverudvikling og reducerer systemintegrationsomkostningerne med over 30 %.
Lavt strømforbrug og høj effektiv transmission: Den anvender asynkron seriel kommunikation og understøtter "master-slave mode" netværk af flere enheder (op til 100 sensorer kan tilsluttes på en enkelt bus), med et kommunikationsstrømforbrug så lavt som μA-niveau, hvilket gør den velegnet til feltovervågningsscenarier drevet af solenergi.
Stærk anti-interferensevne: Differentialsignaltransmissionsdesignet undertrykker effektivt elektromagnetisk interferens. Selv i nærheden af højspændingsnet og kommunikationsbasestationer når datatransmissionens nøjagtighed stadig op på 99,9%.
2. Kerneovervågningsfunktion: Jord-"stetoskop" med multiparameterfusion
Jordsensoren, der er udviklet baseret på SDI12-protokollen, kan fleksibelt konfigurere overvågningsparametre i henhold til kravene for at opnå en fulddimensionel opfattelse af jordmiljøet:
(1) Grundlæggende kombination af fem parametre
Jordfugtighed: Frekvensdomænerefleksionsmetoden (FDR) er anvendt med et måleområde på 0-100 % volumenfugtighed, en nøjagtighed på ±3 % og en responstid på mindre end 1 sekund.
Jordtemperatur: Udstyret med en indbygget PT1000 temperatursensor, er temperaturmåleområdet -40 ℃ til 85 ℃, med en nøjagtighed på ±0,5 ℃, i stand til at overvåge temperaturændringer i rodlaget i realtid.
Jordens elektriske ledningsevne (EC): Vurder jordens saltindhold (0-20 dS/m) med en nøjagtighed på ±5 % for at advare om risikoen for forsaltning;
Jordens pH-værdi: Måleområde 3-12, nøjagtighed ±0,1, vejledende for forbedring af sur/alkalisk jord;
Atmosfærisk temperatur og luftfugtighed: Samtidig overvågning af miljømæssige klimatiske faktorer for at hjælpe med analysen af jord-atmosfærens vand- og varmeudveksling.
(2) Avanceret funktionsudvidelse
Næringsstofovervågning: Elektroder til nitrogen (N), fosfor (P) og kalium (K) ion er tilgængelige som ekstraudstyr til at spore koncentrationen af tilgængelige næringsstoffer (såsom NO₃⁻-N, PO₄³⁻-P) i realtid med en nøjagtighed på ±8 %.
Tungmetaldetektion: Til videnskabelige forskningsscenarier kan den integrere tungmetalsensorer såsom bly (Pb) og cadmium (Cd) med en opløsning, der når ppb-niveauet.
Afgrødefysiologisk overvågning: Ved at integrere sensorer for stængelvæskeflow og bladoverfladefugtighedssensorer konstrueres en kontinuerlig overvågningskæde af "jord - afgrøder - atmosfære".
3. Hardwaredesign: Industriel kvalitet til håndtering af komplekse miljøer
Holdbarhedsinnovation
Skalmateriale: Probe af aluminiumlegering i luftfartskvalitet + polytetrafluorethylen (PTFE), modstandsdygtig over for syre- og alkalikorrosion (pH 1-14), modstandsdygtig over for mikrobiel nedbrydning i jorden, med en levetid på over 8 år i jorden.
Beskyttelsesklasse: IP68 vandtæt og støvtæt, kan modstå nedsænkning i en dybde på 1 meter i 72 timer, egnet til ekstreme vejrforhold såsom kraftig regn og oversvømmelser.
(2) Lavenergiarkitektur
Søvnopvågningsmekanisme: Understøtter tidsindstillet indsamling (f.eks. hvert 10. minut) og hændelsesudløst indsamling (f.eks. aktiv rapportering ved pludselig ændring i luftfugtigheden). Standby-strømforbruget er mindre end 50 μA, og den kan fungere kontinuerligt i 12 måneder, når den er parret med et 5 Ah lithium-batteri.
Solenergiforsyningsløsning: Valgfrie 5W solpaneler + opladningsstyringsmodul er tilgængelige for at opnå "nul vedligeholdelse" langsigtet overvågning i områder med rigeligt sollys.
(3) Installationsfleksibilitet
Plug-and-pull-design: Proben og hovedenheden kan adskilles, hvilket muliggør udskiftning af sensormodulet på stedet uden behov for at nedgrave kablet igen.
Implementering i flere dybder: Den leverer sonder i forskellige længder, såsom 10 cm, 20 cm og 30 cm, for at opfylde overvågningskravene for rodfordeling på forskellige vækststadier af afgrøder (såsom måling af dybt lag i frøplantestadiet og måling af dybt lag i modningsstadiet).
4. Typiske anvendelsesscenarier
Smart landbrugsforvaltning
Præcisionsvanding: Jordfugtighedsdata transmitteres til den intelligente vandingscontroller via SDI12-protokollen for at opnå "fugtighedstærskeludløst vanding" (f.eks. automatisk start af drypvanding, når den falder til under 40 %, og stop, når den når 60 %), med en vandbesparelse på 40 %.
Variabel gødskning: Ved at kombinere EC- og næringsstofdata styres gødningsmaskineriet til at fungere i forskellige zoner gennem forskriftsdiagrammer (f.eks. reduktion af mængden af kunstgødning i områder med højt saltindhold og øgning af anvendelsen af urinstof i områder med lavt kvælstofindhold), og gødningsudnyttelsesgraden øges med 25 %.
(2) Netværk til overvågning af videnskabeligt forskningsarbejde
Langsigtet økologisk forskning: Multiparameter SDI12-sensorer er installeret på nationale overvågningsstationer for landbrugsjordskvalitet for at indsamle jorddata med timelige frekvenser. Dataene krypteres og transmitteres til den videnskabelige forskningsdatabase via VPN for at understøtte forskning i klimaændringer og jordforringelse.
Pottekontroleksperiment: Et SDI12-sensornetværk blev konstrueret i et drivhus for præcist at kontrollere jordmiljøet for hver potte med planter (f.eks. indstilling af forskellige pH-gradienter), og dataene blev synkroniseret med laboratoriets styringssystem, hvilket reducerede den eksperimentelle cyklus med 30 %.
(3) Integration af facilitetlandbrug
Intelligent drivhuskobling: Tilslut SDI12-sensoren til drivhusets centrale styresystem. Når jordtemperaturen overstiger 35 ℃, og luftfugtigheden er mindre end 30 %, udløser den automatisk køling af blæservandgardinet og påfyldning af drypvandingsvand, hvilket opnår en lukket kredsløbskontrol af "data - beslutningstagning - udførelse".
Overvågning af jordløs dyrkning: I hydroponiske/substratdyrkningsscenarier overvåges EC-værdien og pH-værdien af næringsopløsningen i realtid, og syre-base-neutralisatoren og næringstilsætningspumpen justeres automatisk for at sikre, at afgrøderne er i det bedste vækstmiljø.
5. Teknisk sammenligning: SDI12 vs. traditionel analog signalsensor
| Dimension traditionel analog signalsensor | SDI12 digital sensor | ||
| Dataenes nøjagtighed påvirkes let af kabellængden og elektromagnetisk interferens med en fejl på ±5% til 8% | Digital signaltransmission med en fejl på ±1%-3% har høj langtidsstabilitet | ||
| Systemintegrationen kræver tilpasning af signalbehandlingsmodulet, og udviklingsomkostningerne er høje. | Plug and play, kompatibel med almindelige samlere og platforme | ||
| Netværksfunktionen gør det muligt for en enkelt bus at forbinde op til 5 til 10 enheder højst | En enkelt bus understøtter 100 enheder og er kompatibel med træ-/stjernetopologier | ||
| Strømforbrugsydelse: Kontinuerlig strømforsyning, strømforbrug > 1mA | Det inaktive strømforbrug er mindre end 50 μA, hvilket gør den velegnet til batteri-/solcellestrømforsyning | ||
| Vedligeholdelsesomkostningerne kræver kalibrering 1 til 2 gange om året, og kablerne er tilbøjelige til at ældes og beskadiges. | Den er udstyret med en intern selvkalibreringsalgoritme, hvilket eliminerer behovet for kalibrering i løbet af dens levetid og reducerer omkostningerne til kabeludskiftning med 70%. |
6. Brugerudtalelser: Springet fra "Datasiloer" til "Effektivt samarbejde"
Et provinsielt landbrugsakademi udtalte: "Tidligere brugte man analoge sensorer. For hvert overvågningspunkt, der blev implementeret, skulle der udvikles et separat kommunikationsmodul, og selve fejlfindingen tog to måneder." Efter skift til SDI12-sensoren blev netværksforbindelsen af 50 punkter afsluttet inden for en uge, og dataene blev direkte forbundet til den videnskabelige forskningsplatform, hvilket forbedrede forskningseffektiviteten betydeligt.
I et demonstrationsområde for vandbesparende landbrug i det nordvestlige Kina: "Ved at integrere SDI12-sensoren med den intelligente port har vi opnået automatisk vanddistribution til husholdninger baseret på jordens fugtighedsforhold. Tidligere blev manuelle kanalinspektioner udført to gange om dagen, men nu kan de overvåges på mobiltelefoner. Vandbesparelsesraten er steget fra 30 % til 45 %, og vandingsomkostningerne pr. mu for landmænd er faldet med 80 yuan."
Iværksætte en ny datainfrastruktur til præcisionslandbrug
Jordsensoroutputtet fra SDI12 er ikke kun en overvågningsenhed, men også data-"infrastrukturen" for smart landbrug. Den nedbryder barriererne mellem udstyr og systemer med standardiserede protokoller, understøtter videnskabelig beslutningstagning med højpræcisionsdata og TILPASSER sig til langsigtet markovervågning med lavt strømforbrug. Uanset om det er effektivitetsforbedring af store landbrug eller banebrydende udforskning af videnskabelige forskningsinstitutioner, kan den lægge et solidt fundament for jordovervågningsnetværket og gøre hvert eneste dataelement til en drivkraft for landbrugsmodernisering.
Contact us immediately: Tel: +86-15210548582, Email: info@hondetech.com or click www.hondetechco.comtil SDI12 Sensor-netværksguiden for at gøre dit overvågningssystem smartere, mere pålideligt og mere skalerbart!
Digital signaltransmission med en fejl på ±1%-3% har høj langtidsstabilitet
Opslagstidspunkt: 28. april 2025