一文读懂温室内外传感器种类和功能

随着现代技术的不断推动,数字化在农业生产中的应用也在不断进步升级。近日,在美国的韦斯特兰市这一玻璃之城,落地了数据驱动型温室的运营和生产。


而数字化的搭建离不开的就是各项基础数据的采集,此后才能在数据集的基础上进行下一步系统性的数据分析,数据处理或者数据共享等后续工作。由温室内外各处安置的不同功用和采集目标的传感器在这个基础又重要的环节就起到了决定性的作用。


本篇文章将会聚焦于温室种植场景下,在温室外部适用的各传感器的类别、效用以及如何与气候计算机的各项决策相连通等相关内容。



温室外部气象站



尽管玻璃温室能够给温室中作物生长带来相对理想的环境,但实践中,室外气候对温室内的生长条件和栽培策略也有着重大影响。这也就是为何温室外部气象站对温室控制至关重要的原因。


经过多品种的传感器结合使用,气象站能够采集关键数据并传递给气候计算机进行下一步应对天气变化的策略控制,特别是在面对极端天气条件方面发挥着不可或缺的作用。


常见的综合功能气象站,可快速准确地测量外界影响,根据实际需求可选择配置包括降雨量、风速、风向、温度、湿度、太阳辐射、PAR 光和向外的地热辐射等关键因子(以豪根道的传感器元件为例)。


外界温度测量


室外温度是温室内部气候的重要影响因素,无论是天窗开放或者关闭,室外温度都会对温室内部策略包括控制加热、通风和能源幕布是否关闭等带来重要影响。


传感器安装在一个特殊的外壳中,可确保传感器充分通风,并免受降水、阳光直射和反射对数据收集带来的影响。



外界湿度测量


室外湿度对温室气候同样有很大影响。当顶天窗通风打开时,温室内外空气可以进行交换,如果外部空气越干燥,在相同的通风速度下温室内部湿度降低就能越快。同理,因为对于植物而言,相对湿度偏低通常是更严重的胁迫因素,如果温室内部温度升高,但如果经测量室外相对湿度较低的话那么选择关闭顶天窗将会是更合理的选择。



外界风速、风向测量


风速和风向的测量数据作为气候计算机测算两侧天窗如何开关、温室加热和幕布控制的基础,也需要室外的气象站进行测量和收集。特别是在当地气候较为极端的地区,风向风速测量可以表明风暴或狂风天气过境,温室就应当选择关闭天窗,防止温室或作物受到物理性威胁。


另外风向、风速传感器还配备加热元件防止冻结等消极情况导致测量不准的情况出现。


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日照辐射传感器


太阳辐射作为温室最大的热源之一,是决定作物蒸发和灌溉等关键过程的决定性因素。因此,总太阳辐射的测量对于温室内部气候调节及控制至关重要,如温室内部加热、通风策略、幕布开关、灌溉时间、能源管理等。



地面长波辐射传感器


在地球表面不断吸收太阳辐射的同时,其实它也会以长波辐射的方式传送给大气。这个关键参数也是作物和温室整体能量平衡的重要因素之一。特别是在天空晴朗的夜晚,输出的长波辐射 (OLR) 的能量损失会格外显著(比多云的天气损失更多)。此时如果有传感器数据测量给气候计算机以数据支撑,就可以系统调整能量幕布的开关控制,这样可以防止能量的大量散失并防止作物生长点意外冷却。



降水、降水强度传感器


降水包括雨、雪、冰雹等形式,对这些降水天气的掌握对一个良好的温室气候控制也是不可或缺的。一方面可以预防较大的热量损失,另一方面还可以通过及时关闭天窗防止作物淋湿或受潮。对于一些极端情况下,特别是针对位于容易出现短时间超强雨量的地区的温室,降水强度监测的实现也会显得十分必要。

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