В процессе перехода современного сельского хозяйства к цифровизации и интеллектуальным технологиям точное орошение стало ключевым звеном в повышении эффективности использования водных ресурсов и обеспечении высоких и стабильных урожаев. Традиционные методы орошения основаны на ручном опыте и суждениях, что не только отнимает много времени и сил, но и легко приводит к растрате воды и засолению почвы. Благодаря глубокой интеграции Интернета вещей (IoT), облачных вычислений и сенсорных технологий, новый тип интеллектуального измерительного устройства — карточный ультразвуковой водомер — постепенно становится незаменимым ключевым компонентом в области интеллектуального сельского хозяйства.
Основная технология карточного ультразвукового водомера основана на применении эффекта Доплера и метода времени пролета. Путем установки пары ультразвуковых преобразователей на внешней стенке трубы устройство позволяет осуществлять неинвазивное измерение расхода воды без повреждения конструкции трубы.
Карточный ультразвуковой водомер является не только терминалом сбора данных, но и важнейшим компонентом интеллектуальной системы управления орошением. На практике он часто соединяется с такими устройствами, как электромагнитные клапаны, датчики влажности почвы и метеостанции, образуя полную автоматизированную сеть орошения. Например, когда содержание влаги в почве ниже установленного порогового значения, а погода солнечная и сопровождается высоким испарением, система автоматически открывает электромагнитный клапан в соответствующей зоне орошения на основе данных об использовании воды в реальном времени и состоянии давления в трубопроводе, предоставляемых карточным водомером, и контролирует продолжительность открытия и расход воды для обеспечения ?подачи воды по требованию?. Этот процесс полностью управляется алгоритмической моделью, что исключает человеческие ошибки и предотвращает чрезмерный полив.
Благодаря своим небольшим размерам, малому весу и простоте установки, ультразвуковой водомер карточного типа особенно подходит для децентрализованных систем орошения небольших и средних сельскохозяйственных угодий. Будь то ответвления полевых труб, выходы каналов или линии капельного орошения внутри теплиц, установка может быть выполнена быстро.
Помимо базового учета воды для орошения, ультразвуковые водомеры карточного типа показали большой потенциал в таких областях, как мониторинг водосбережения в сельском хозяйстве, пилотные проекты по торговле правами на воду и распределение сельскохозяйственных субсидий. Например, на фоне национальной реформы ценообразования на воду в сельском хозяйстве местные органы власти могут использовать такие интеллектуальные водомеры для точного учета потребления воды различными фермерами, реализуя политику ?управления квотами и надбавок за чрезмерное использование?. В то же время накопленные большие данные о потреблении воды могут быть использованы для анализа региональных моделей потребности сельскохозяйственных культур в воде, оптимизации ирригационных систем и предоставления ценных данных для исследований адаптации сельского хозяйства к климатическим условиям.
С улучшением возможностей искусственного интеллекта и периферийных вычислений будущие ультразвуковые водомеры карточного типа больше не будут ограничиваться простым мониторингом расхода.
Устройства следующего поколения, интегрирующие алгоритмы искусственного интеллекта, смогут автономно изучать циклы орошения, прогнозировать будущую потребность в воде, диагностировать неисправности трубопроводов и даже заблаговременно отключать источники воды и подавать сигналы тревоги в случае внезапных утечек. В то же время, тенденции миниатюризации, низкого энергопотребления и многофункциональной интеграции будут способствовать их широкому распространению в различных сельскохозяйственных сценариях, таких как ?умные сады?, тепличные хозяйства и аквакультура, что сделает их незаменимым ?ключевым элементом? в построении цифровых деревень.