Đối mặt với thách thức kép về tình trạng thiếu nước toàn cầu và hiệu quả sử dụng nước trong nông nghiệp thấp, các mô hình tưới tiêu truyền thống dựa trên kinh nghiệm hoặc trình tự cố định không còn bền vững. Cốt lõi của tưới tiêu chính xác nằm ở “cung cấp theo nhu cầu”, và việc nhận biết chính xác và truyền tải hiệu quả “nhu cầu” đã trở thành nút thắt quan trọng. Công ty HONDE đã tích hợp sâu các cảm biến độ ẩm đất độ chính xác cao với công nghệ thu thập và truyền dữ liệu LoRaWAN diện rộng công suất thấp để cho ra mắt giải pháp Internet vạn vật (IoT) tưới tiêu thông minh thế hệ mới. Hệ thống này, với hiệu quả kinh tế, độ tin cậy và khả năng phủ sóng chưa từng có, chuyển đổi các quyết định tưới tiêu từ “phỏng đoán” sang “dựa trên dữ liệu” dựa trên điều kiện nước thực tế trên đồng ruộng, cung cấp nền tảng kỹ thuật vững chắc cho quá trình chuyển đổi số trong nông nghiệp tưới tiêu.
I. Cấu trúc hệ thống: Một liên kết liền mạch từ “Nhịp đập của đất” đến “Quyết định trên nền tảng đám mây”
Lớp Cảm nhận: “Người trinh sát nước” đi sâu vào hệ rễ
Cảm biến độ ẩm đất đa tầng HONDE: Được lắp đặt ở lớp rễ chính của cây trồng (như 20cm, 40cm, 60cm), cảm biến này đo chính xác hàm lượng nước thể tích trong đất, nhiệt độ và độ dẫn điện (EC). Dữ liệu thu được phản ánh trực tiếp “lượng nước uống” cho cây trồng và nồng độ dung dịch trong đất, là cơ sở cuối cùng để điều chỉnh tưới tiêu.
Bố trí điểm chiến lược: Dựa trên sự khác biệt về kết cấu đất, địa hình và bản đồ trồng trọt của cánh đồng, việc bố trí điểm theo lưới hoặc điểm đại diện được thực hiện để phản ánh chính xác sự phân bố nước trong không gian của toàn bộ cánh đồng.
Lớp vận chuyển: Một “siêu xa lộ thông tin vô hình” rộng lớn.
Bộ thu thập dữ liệu HONDE LoRa: Được kết nối với các cảm biến đất, thiết bị này chịu trách nhiệm thu thập, đóng gói và truyền dữ liệu không dây. Tính năng tiêu thụ điện năng cực thấp, kết hợp với các tấm pin mặt trời nhỏ gọn, cho phép hoạt động liên tục ngoài hiện trường từ 3 đến 5 năm mà không cần bảo trì.
Cổng LoRaWAN: Là một trung tâm khu vực, nó nhận dữ liệu được gửi bởi tất cả các thiết bị thu thập trong bán kính từ 3 đến 15 km và tải lên đám mây thông qua mạng 4G/Ethernet. Một cổng duy nhất có thể dễ dàng bao phủ hàng nghìn hoặc thậm chí hàng chục nghìn mẫu đất nông nghiệp, và chi phí triển khai mạng cực kỳ thấp.
Lớp ra quyết định và thực thi: Một vòng lặp khép kín thông minh từ dữ liệu đến hành động
Hệ thống ra quyết định tưới tiêu dựa trên điện toán đám mây: Nền tảng này tự động tính toán nhu cầu tưới tiêu dựa trên dữ liệu độ ẩm đất theo thời gian thực, loại cây trồng và giai đoạn sinh trưởng, cũng như nhu cầu bốc hơi khí tượng (có thể tích hợp), và tạo ra các khuyến nghị tưới tiêu.
Giao diện điều khiển đa dạng: Thông qua API hoặc các giao thức Internet vạn vật (IoT), nó có thể điều khiển linh hoạt nhiều thiết bị tưới tiêu khác nhau như máy tưới phun xoay trung tâm, van điện từ tưới nhỏ giọt và trạm bơm, đạt được hiệu quả chính xác về thời gian, lượng nước và khu vực.
II. Ưu điểm kỹ thuật: Tại sao nên kết hợp LoRaWAN với cảm biến độ ẩm đất?
Khoảng cách cực xa và phạm vi phủ sóng mạnh mẽ: Công nghệ LoRa có những ưu điểm vượt trội về khả năng liên lạc ở các vùng nông thôn rộng mở, với khoảng cách truyền tín hiệu một bước nhảy rất xa, giải quyết hoàn hảo vấn đề phủ sóng tín hiệu trên diện tích lớn của các vùng nông thôn mà không cần đến thiết bị chuyển tiếp đắt tiền.
Mức tiêu thụ năng lượng cực thấp và chi phí vận hành, bảo trì cũng rất thấp: Các nút cảm biến ở trạng thái "ngủ" trong phần lớn thời gian, chỉ thức dậy một vài lần mỗi ngày để gửi dữ liệu, cho phép hệ thống cung cấp điện mặt trời hoạt động ổn định ngay cả trong điều kiện thời tiết mưa liên tục, đạt được hiệu suất hoạt động gần như "không tiêu thụ năng lượng" và triển khai "không cần dây dẫn", từ đó giảm đáng kể tổng chi phí sở hữu.
Mật độ cao và dung lượng lớn: Mạng LoRaWAN hỗ trợ truy cập thiết bị đầu cuối quy mô lớn, cho phép triển khai các cảm biến tại hiện trường với mật độ hợp lý, từ đó mô tả chính xác sự biến đổi không gian của độ ẩm đất và đặt nền tảng cho việc tưới tiêu linh hoạt.
Độ tin cậy vượt trội: Hoạt động trong dải tần Sub-GHz không cần cấp phép, thiết bị có khả năng chống nhiễu mạnh mẽ và khả năng xuyên tín hiệu tốt, có thể hoạt động ổn định trong môi trường phức tạp như sự thay đổi tán cây và lượng mưa trong suốt mùa vụ.
III. Các kịch bản ứng dụng cốt lõi và chiến lược tưới tiêu chính xác
Hệ thống tưới tự động kích hoạt theo ngưỡng
Chiến lược: Thiết lập ngưỡng giới hạn trên và dưới cho độ ẩm đất đối với các loại cây trồng khác nhau và ở các giai đoạn sinh trưởng khác nhau. Khi cảm biến phát hiện độ ẩm thấp hơn ngưỡng giới hạn dưới, hệ thống sẽ tự động ra lệnh mở van tưới ở khu vực tương ứng. Van sẽ tự động đóng lại khi đạt đến ngưỡng giới hạn trên.
Giá trị: Đảm bảo độ ẩm trong vùng rễ cây trồng luôn được duy trì ở mức lý tưởng, tránh tình trạng khô hạn và ngập úng, đồng thời đạt được khả năng “bổ sung nước theo nhu cầu”, giúp tiết kiệm trung bình 25-40% lượng nước.
2. Tưới tiêu thay đổi dựa trên sự biến đổi không gian
Chiến lược: Bằng cách phân tích dữ liệu từ các cảm biến được bố trí theo lưới, tạo ra bản đồ phân bố không gian độ ẩm đất trong ruộng. Dựa trên đó, hệ thống điều khiển thiết bị tưới tiêu có chức năng thay đổi (như máy tưới xoay trung tâm VRI) để tưới nhiều hơn ở những khu vực khô hạn và ít hơn hoặc không tưới ở những khu vực ẩm ướt.
Giá trị: Cải thiện đáng kể tính đồng đều của nước trên toàn cánh đồng, loại bỏ “thiếu hụt” năng suất do kết cấu đất không đồng đều, đạt được sự gia tăng sản lượng cân bằng trong khi tiết kiệm nước và nâng cao hiệu quả sử dụng nước hơn 30%.
3. Quản lý thông minh tích hợp nước và phân bón
Chiến lược: Kết hợp dữ liệu từ các cảm biến độ dẫn điện của đất để theo dõi sự thay đổi độ mặn của đất sau khi tưới. Trong quá trình tưới, dựa trên nhu cầu dinh dưỡng của cây trồng và giá trị độ dẫn điện của đất, tỷ lệ và thời điểm bón phân được kiểm soát chính xác để đạt được hiệu quả “phối hợp nước và phân bón”.
Giá trị: Ngăn ngừa hiện tượng đất bị nhiễm mặn và rửa trôi chất dinh dưỡng do bón phân quá mức, tăng tỷ lệ sử dụng phân bón lên 20-30%, và bảo vệ sức khỏe của đất.
4. Đánh giá hiệu suất và tối ưu hóa hệ thống tưới tiêu
Chiến lược: Theo dõi liên tục sự thay đổi động của độ ẩm đất ở các độ sâu khác nhau trước, trong và sau khi tưới có thể đánh giá chính xác độ sâu thấm, tính đồng đều và hiệu quả tưới tiêu của nước tưới.
Giá trị: Chẩn đoán các vấn đề tồn tại trong hệ thống tưới tiêu (như vòi phun bị tắc, rò rỉ đường ống và thiết kế không hợp lý), và liên tục tối ưu hóa hệ thống tưới tiêu để đạt được quản lý hiệu quả hệ thống tưới tiêu.
IV. Những thay đổi cơ bản do hệ thống mang lại
Từ “tưới đúng giờ” sang “tưới theo nhu cầu”: Cơ sở cho việc ra quyết định thay đổi từ thời gian theo lịch sang nhu cầu sinh lý thực tế của cây trồng, nhằm đạt được sự phân bổ tối ưu nguồn nước.
Từ "kiểm tra thủ công" đến "quan sát từ xa": Các nhà quản lý có thể nắm bắt toàn diện tình trạng độ ẩm đất của tất cả các cánh đồng thông qua điện thoại di động hoặc máy tính, giúp giảm đáng kể cường độ lao động và nâng cao hiệu quả quản lý.
Từ “tưới tiêu đồng đều” đến “các biến số chính xác”: Việc nhận biết và quản lý sự không đồng nhất về không gian trên đồng ruộng để chuyển đổi phương pháp tưới tiêu từ rộng rãi sang chính xác phù hợp với bản chất cốt lõi của nông nghiệp chính xác hiện đại.
Từ “mục tiêu đơn lẻ là bảo tồn nước” đến “sự phối hợp đa mục tiêu giữa tăng sản lượng, cải thiện chất lượng và bảo vệ môi trường”: Đồng thời đảm bảo trạng thái nước tối ưu cho cây trồng để thúc đẩy tăng sản lượng và cải thiện chất lượng, hệ thống này giảm thiểu sự thấm sâu và dòng chảy bề mặt, đồng thời giảm nguy cơ ô nhiễm nguồn phân tán trong nông nghiệp.
V. Trường hợp thực nghiệm: Một phép màu dựa trên dữ liệu về bảo tồn nước và tăng sản lượng
Trên một trang trại tưới phun hình tròn rộng 850 mẫu Anh ở vùng Trung Tây Hoa Kỳ, các nhà quản lý đã triển khai mạng lưới giám sát độ ẩm đất HONDE LoRaWAN và kết nối nó với hệ thống VRI của vòi phun trung tâm. Sau khi hệ thống hoạt động được một mùa vụ, người ta phát hiện ra rằng do độ cát trong đất không đồng đều, khoảng 30% diện tích cánh đồng có khả năng giữ nước cực kỳ kém.
Mô hình truyền thống: Tưới tiêu đồng đều trên toàn khu vực, thiếu nước ở các vùng khô hạn và nước thấm sâu ở các vùng cát.
Chế độ biến đổi thông minh: Hệ thống điều khiển vòi phun tự động giảm lượng nước phun khi đi qua khu vực nhiều cát và tăng lượng nước phun khi đi qua khu vực có khả năng giữ nước kém.
Kết quả: Mặc dù tổng lượng nước tưới giảm 22% trong suốt toàn bộ chu kỳ sinh trưởng, năng suất trung bình của ngô trên toàn cánh đồng đã tăng 8%, do các “điểm giảm năng suất” gây ra bởi hạn hán đã được loại bỏ. Lợi ích kinh tế trực tiếp từ việc tiết kiệm nước và tăng sản lượng đã giúp thu hồi toàn bộ vốn đầu tư vào hệ thống trong vòng một năm.
Phần kết luận
Tương lai của nông nghiệp tưới tiêu chắc chắn sẽ là tương lai được thúc đẩy bởi trí tuệ dữ liệu. Hệ thống giám sát độ ẩm đất thông minh của HONDE dựa trên công nghệ LoRaWAN, với những ưu điểm vượt trội như phạm vi phủ sóng rộng, tiêu thụ điện năng thấp, độ tin cậy cao và dễ triển khai, đã giải quyết thành công những vấn đề cốt lõi như “đo lường không chính xác, không thể truyền dữ liệu ngược lại và không thể kiểm soát chính xác” trong việc triển khai tưới tiêu chính xác trên quy mô lớn. Nó giống như việc dệt nên một “mạng lưới thần kinh” cho đất nông nghiệp để cảm nhận nhịp đập của nước, cho phép mỗi giọt nước di chuyển theo nhu cầu và được cung cấp chính xác. Đây không chỉ là một sự đổi mới công nghệ mà còn là một cuộc cách mạng về mô hình quản lý tưới tiêu. Nó đánh dấu sự chuyển đổi chính thức của sản xuất nông nghiệp từ việc dựa vào lượng mưa tự nhiên và tưới tiêu ngập lụt trên diện rộng sang kỷ nguyên tưới tiêu thông minh và chính xác dựa trên dữ liệu đất theo thời gian thực trên toàn khu vực, cung cấp một giải pháp hiện đại có thể nhân rộng và mở rộng quy mô để đảm bảo an ninh lương thực và nguồn nước toàn cầu.
Giới thiệu về HONDE: Là một đơn vị tiên phong trong lĩnh vực Internet vạn vật nông nghiệp và quản lý nguồn nước thông minh, HONDE cam kết tích hợp các công nghệ truyền thông phù hợp nhất với công nghệ cảm biến nông nghiệp chính xác để cung cấp cho khách hàng các giải pháp tưới tiêu thông minh toàn diện, từ nhận thức, truyền tải đến ra quyết định và thực thi. Chúng tôi tin tưởng chắc chắn rằng việc trang bị dữ liệu cho từng giọt nước là cách hiệu quả nhất để đạt được sự phát triển nông nghiệp bền vững.
Để biết thêm thông tin về cảm biến đất, vui lòng liên hệ Công ty TNHH Công nghệ Honde.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Trang web công ty:www.hondetechco.com
Thời gian đăng bài: 15/12/2025