Trong quá trình chuyển đổi sản xuất nông nghiệp toàn cầu hướng tới số hóa và chính xác, việc hiểu biết toàn diện về môi trường sinh trưởng của cây trồng đã trở thành nền tảng cốt lõi của quản lý nông nghiệp hiện đại. Dữ liệu khí tượng đơn lẻ hoặc dữ liệu đất bề mặt khó đáp ứng được nhu cầu của các quyết định nông học phức tạp. Công ty HONDE đã tích hợp một cách sáng tạo các cảm biến nhiệt độ và độ ẩm đất dạng ống, các trạm khí tượng nông nghiệp chuyên nghiệp và hệ thống thu thập và truyền dữ liệu LoRaWAN diện rộng công suất thấp, xây dựng một hệ thống nhận thức cộng tác nông nghiệp thông minh tích hợp “không gian-mặt đất-mạng lưới”. Hệ thống này không chỉ thực hiện giám sát ba chiều đồng bộ khí hậu tán cây và điều kiện nước và nhiệt độ của tầng rễ, mà còn cung cấp cơ sở hạ tầng dữ liệu đáng tin cậy, tiết kiệm và đầy đủ cho việc quản lý chính xác các trang trại quy mô lớn thông qua mạng lưới Internet vạn vật hiệu quả.
I. Kiến trúc hệ thống: Sự tích hợp hoàn hảo giữa nhận thức ba chiều và truyền tải hiệu quả
1. Quan sát từ không gian: Trạm khí tượng nông nghiệp chuyên nghiệp HONDE
Chức năng chính: Giám sát thời gian thực các yếu tố khí tượng quan trọng như nhiệt độ không khí, độ ẩm, tốc độ gió, hướng gió, bức xạ quang hợp hoạt động, lượng mưa và áp suất khí quyển.
Giá trị nông nghiệp: Nó cung cấp dữ liệu đầu vào cốt lõi để tính toán lượng bốc hơi thoát hơi nước của cây trồng, đánh giá nguồn năng lượng ánh sáng, cảnh báo thời tiết khắc nghiệt (sương giá, gió mạnh, mưa lớn) và đánh giá điều kiện khí tượng về sự xuất hiện của sâu bệnh.
2. Cảm biến nền móng: Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm đất dạng ống HONDE
Bước đột phá công nghệ: Bằng cách áp dụng thiết kế dạng ống độc đáo, thiết bị cho phép theo dõi liên tục hàm lượng độ ẩm thể tích và nhiệt độ của đất tại các điểm đơn lẻ và nhiều độ sâu khác nhau (như 10cm, 20cm, 40cm, 60cm).
Giá trị cốt lõi
Hiểu rõ hơn về động lực học của nước: Hiển thị rõ ràng độ sâu thấm nước sau khi tưới hoặc mưa, lớp hấp thụ nước thực tế của hệ rễ và sự phân bố theo chiều dọc của các hồ chứa nước trong đất, vượt xa khả năng thu thập thông tin của các cảm biến điểm đơn lẻ.
Theo dõi sự chênh lệch nhiệt độ mặt đất: Dữ liệu nhiệt độ của các tầng đất khác nhau rất quan trọng đối với sự nảy mầm của hạt giống, sự phát triển của rễ và các hoạt động của vi sinh vật.
3. Mạng nơ-ron: Hệ thống thu thập và truyền dữ liệu HONDE LoRaWAN
Thu thập dữ liệu tại chỗ: Bộ thu thập dữ liệu công suất thấp kết nối trạm khí tượng và cảm biến dạng ống, chịu trách nhiệm tổng hợp dữ liệu và đóng gói giao thức.
Truyền tải diện rộng: Dữ liệu thu thập được sẽ được gửi đến cổng LoRaWAN được triển khai tại điểm cao nhất hoặc trung tâm của trang trại thông qua công nghệ không dây LoRa.
Tổng hợp dữ liệu đám mây: Thiết bị cổng tải dữ liệu lên nền tảng đám mây nông nghiệp thông minh thông qua mạng 4G/cáp quang. Công nghệ LoRaWAN, với các đặc điểm như phạm vi phủ sóng rộng (3-15 km), tiêu thụ điện năng thấp và dung lượng lớn, đã trở thành lựa chọn lý tưởng để kết nối các điểm giám sát phân tán.
II. Ứng dụng hợp tác: Các kịch bản trí tuệ dữ liệu trong đó 1+1+1>3
Tối ưu hóa sâu sắc các quyết định tưới tiêu – bước nhảy vọt từ “số lượng” sang “chất lượng”
Mô hình truyền thống: Việc tưới tiêu chỉ dựa vào độ ẩm bề mặt đất hoặc một điểm dữ liệu khí tượng duy nhất.
Chế độ cộng tác
Trạm khí tượng cung cấp dữ liệu nhu cầu bốc hơi theo thời gian thực (ET0).
Cảm biến dạng ống cung cấp thông tin về dung lượng trữ nước thực tế của lớp rễ và độ sâu thấm nước.
Quyết định của hệ thống: Sau khi phân tích toàn diện, hệ thống không chỉ xác định “có nên tưới hay không”, mà còn đánh giá chính xác “lượng nước cần tưới” để đạt được độ sâu thấm tối ưu, tránh tưới nông hoặc thấm sâu. Ví dụ, vào những ngày nhu cầu bốc hơi thấp, ngay cả khi bề mặt hơi khô, nếu độ ẩm đất sâu đủ, có thể trì hoãn việc tưới. Ngược lại, vào những ngày nhu cầu bốc hơi cao, cần đảm bảo lượng nước tưới đủ để bù đắp lượng bốc hơi và làm ẩm tầng rễ chính.
Lợi ích: Dự kiến sẽ tối ưu hóa hơn nữa hiệu quả tiết kiệm nước từ 10-25% và thúc đẩy sự phát triển khỏe mạnh của hệ rễ.
2. Dự báo chính xác và phòng chống thiên tai do băng giá theo khu vực
Hệ thống cảnh báo sớm phối hợp: Khi trạm khí tượng phát hiện nhiệt độ đang tiến gần đến điểm đóng băng, một cảnh báo sớm sẽ được kích hoạt. Tại thời điểm này, hệ thống sẽ sử dụng dữ liệu nhiệt độ bề mặt và nhiệt độ đất nông từ các cảm biến hình ống đặt ở các vị trí khác nhau.
Đánh giá chính xác: Vì độ ẩm của đất có tác động đáng kể đến nhiệt độ mặt đất (đất ẩm có dung tích nhiệt riêng lớn và nguội đi chậm), hệ thống có thể xác định chính xác những khu vực nào trong ruộng (khu vực khô) có nhiệt độ mặt đất giảm nhanh hơn và nguy cơ sương giá cao hơn.
Phản ứng theo khu vực: Hệ thống có thể hướng dẫn việc kích hoạt các biện pháp cục bộ như quạt chống sương giá và tưới tiêu ở các khu vực có nguy cơ cao, thay vì vận hành toàn bộ khu vực, nhằm tiết kiệm năng lượng và chi phí.
3. Quản lý tổng hợp nguồn nước, phân bón và quản lý độ mặn.
Cảm biến dạng ống có thể theo dõi sự di chuyển của muối trong tầng đất trước và sau khi tưới tiêu.
Bằng cách kết hợp dữ liệu khí tượng (chẳng hạn như liệu có hiện tượng bốc hơi mạnh trên bề mặt do nhiệt độ cao và gió mạnh sau khi tưới tiêu hay không), hệ thống có thể cảnh báo về nguy cơ "tái tích tụ muối" – hiện tượng muối tích tụ trên lớp bề mặt cùng với sự bốc hơi của nước – và đề xuất phương pháp tưới nhỏ giọt tiếp theo để rửa trôi muối.
4. Hiệu chỉnh mô hình cây trồng và dự đoán năng suất
Kết hợp dữ liệu: Cung cấp dữ liệu điều khiển khí tượng tán cây và dữ liệu môi trường đất tầng rễ được khớp nối cao về không gian và thời gian, cần thiết cho các mô hình tăng trưởng cây trồng.
Cải tiến mô hình: Nâng cao đáng kể độ chính xác của mô phỏng sinh trưởng cây trồng và dự đoán năng suất, cung cấp cơ sở đáng tin cậy cho việc lập kế hoạch nông trại, bảo hiểm và giao dịch tương lai.
III. Ưu điểm kỹ thuật: Tại sao hệ thống này là lựa chọn ưu tiên cho các trang trại quy mô lớn?
Kích thước dữ liệu đầy đủ: Đồng thời thu thập các yếu tố tác động của khí hậu "trên trời" và phản ứng của tầng đất "dưới lòng đất" để tạo thành một vòng lặp khép kín trong quá trình ra quyết định.
Mạng lưới này mang lại hiệu quả kinh tế cao: Một cổng LoRaWAN duy nhất có thể phủ sóng toàn bộ trang trại lớn, không tốn chi phí dây dẫn, tiêu thụ năng lượng truyền thông cực thấp và có thể hoạt động trong thời gian dài nhờ nguồn điện mặt trời, với tổng chi phí sở hữu thấp.
Thông tin về cấu trúc địa tầng là không thể thay thế: Dữ liệu về cấu trúc địa tầng theo chiều dọc do cảm biến dạng ống cung cấp là nguồn dữ liệu trực tiếp duy nhất để quản lý các biện pháp nông học chuyên sâu như bổ sung nước ngầm, tăng khả năng chống hạn và bảo tồn nước, cũng như cải thiện độ mặn-kiềm của đất.
Hệ thống hoạt động ổn định và đáng tin cậy: Thiết kế theo tiêu chuẩn công nghiệp, phù hợp với môi trường nông nghiệp khắc nghiệt; công nghệ LoRa có khả năng chống nhiễu mạnh mẽ, đảm bảo sự ổn định của liên kết dữ liệu.
IV. Trường hợp thực nghiệm: Hệ thống hợp tác tạo điều kiện thuận lợi cho quản lý xuất sắc trong các vườn nho
Một trang trại rượu vang cao cấp ở Chile đã triển khai hệ thống hợp tác này để nâng cao độ chính xác của việc tưới tiêu và chất lượng trái cây. Thông qua phân tích dữ liệu của một mùa vụ, nhà máy rượu vang đã phát hiện ra:
Dữ liệu từ các trạm khí tượng cho thấy sự chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm cũng như thời gian nắng trong giai đoạn đổi màu là những yếu tố then chốt.
2. Các cảm biến dạng ống cho thấy việc duy trì tình trạng thiếu nước nhẹ ở độ sâu 40-60cm trong tầng đất là điều kiện thuận lợi nhất cho sự tích lũy các chất phenolic.
3. Dựa trên dự báo thời tiết tương lai và điều kiện độ ẩm đất theo thời gian thực, hệ thống đã thực hiện chính xác chiến lược tưới tiêu “kiểm soát nước” trong suốt giai đoạn chuyển màu.
Cuối cùng, chiều sâu và sự phức tạp của loại rượu vang cổ điển này đã nhận được sự đánh giá cao từ các nhà phê bình rượu vang. Nhà nông học của điền trang cho biết: “Trước đây, chúng tôi dựa vào kinh nghiệm để đánh giá tình trạng hệ thống rễ. Giờ đây, chúng tôi có thể 'nhìn thấy' sự phân bố và chuyển động của nước trong đất.” Hệ thống này cho phép chúng tôi “tạo hình” chính xác môi trường trồng nho, từ đó “thiết kế” hương vị của rượu vang.
Phần kết luận
Sự phát triển của nông nghiệp thông minh dựa trên sự hiểu biết toàn diện và sâu sắc về môi trường sinh trưởng của cây trồng. Hệ thống của HONDE, tích hợp các trạm khí tượng nông nghiệp, cảm biến hình thành đất dạng ống và công nghệ Internet vạn vật LoRaWAN, đã xây dựng bản đồ kỹ thuật số ba chiều và liên kết từ khí hậu tán cây đến đất rễ. Hệ thống này không chỉ cung cấp nhiều điểm dữ liệu hơn mà còn làm sáng tỏ logic nội tại của “ảnh hưởng của khí tượng đến đất” và “đất phản ứng như thế nào với các hoạt động nông nghiệp” thông qua mối tương quan không gian-thời gian và phân tích dữ liệu cộng tác. Điều này đánh dấu một bước tiến trong quản lý nông trại, từ việc phản ứng với các chỉ số riêng lẻ đến việc tối ưu hóa tổng thể và điều tiết chủ động hệ thống liên tục “đất-cây-khí quyển”, cung cấp một giải pháp chuẩn mực thực tiễn cho nền nông nghiệp hiện đại toàn cầu nhằm đạt được hiệu quả sử dụng tài nguyên, kiểm soát rủi ro chính xác và nâng cao giá trị sản phẩm.
Giới thiệu về HONDE: Là một công ty hàng đầu trong lĩnh vực giải pháp hệ thống nông nghiệp thông minh, HONDE cam kết cung cấp cho khách hàng dịch vụ chuỗi giá trị hoàn chỉnh, từ nhận thức chính xác, truyền tải đáng tin cậy đến ra quyết định thông minh thông qua tích hợp công nghệ đa ngành. Chúng tôi tin rằng chỉ bằng cách đạt được sự cộng hưởng giữa dữ liệu đất đai và không gian, tiềm năng đầy đủ của nông nghiệp số mới thực sự được phát huy và sự phát triển bền vững của sản xuất nông nghiệp mới được thúc đẩy.
Để biết thêm thông tin về trạm thời tiết và 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