1. Tehniki kesgitleme we esasy funksiýalar
Toprak sensory topragyň daşky gurşaw parametrlerini fiziki ýa-da himiki usullar arkaly real wagt režiminde gözegçilik edýän akylly enjamdyr. Onuň esasy gözegçilik ölçegleri aşakdakylary öz içine alýar:
Suwuň gözegçiligi: Suwuň göwrümli mukdary (SGM), matrisa potensialy (kPa)
Fiziki we himiki häsiýetler: Elektrik geçirijiligi (EK), pH, Redoks potensialy (REDOX)
Iýmit maddalarynyň seljermesi: Azotyň, fosforyň we kaliýiň (NPK) mukdary, organiki maddalaryň konsentrasiýasy
Termodinamik parametrler: topragyň temperatura profili (0-100 sm gradient ölçegi)
Biologiki görkezijiler: Mikrob işjeňligi (CO₂ dem alyş tizligi)
Ikinjiden, esasy akym duýujy tehnologiýasynyň seljermesi
Çyglylyk sensory
TDR görnüşi (wagt domeniniň refleksometriýasy): elektromagnit tolkun ýaýramagynyň wagt ölçegi (takyklyk ±1%, aralyk 0-100%)
FDR görnüşi (ýygylyk domeniniň şöhlelenmesi): Kondensatoryň geçirgenligini anyklamak (arzan baha, yzygiderli kalibrleme gerek)
Neýtron zond: Wodorod bilen dolandyrylýan neýtron sany (laboratoriýa derejesindäki takyklyk, radiasiýa rugsatnamasy talap edilýär)
Köp parametrli kompozit zond
5-in-1 datçigi: Çyglylyk +EC+ temperatura +pH+ Azot (IP68 goragy, duzly-şerbetli korroziýa garşylygy)
Spektroskopik sensor: Organiki maddalary ýerinde anyklamak üçin ýakyn infragyzyl (NIR) (anyklama çägi 0.5%)
Täze tehnologiki açyş
Uglerod nanotuba elektrody: EC ölçeg çözgüdi 1μS/sm3 çenli
Mikrofluidik çip: nitrat azotyny çalt anyklamak üçin 30 sekunt
Üçünjiden, senagat ulanylyş senariýleri we maglumatlaryň gymmaty
1. Akylly oba hojalygynyň takyk dolandyrylmagy (ABŞ-nyň Aýowa ştatyndaky mekgejöwen meýdany)
Ýerleşdiriş shemasy:
Her 10 gektarda bir profil gözegçilik stansiýasy (20/50/100sm üç derejeli)
Simsiz ulgam (LoRaWAN, geçirijilik aralygy 3 km)
Akylly karar:
Suwaryşyň başlangyjy: 40 sm çuňlukda VWC <18% bolanda damjalaýyn suwaryşy başlaň
Üýtgeýän dökünleme: ±20% EC gymmatynyň tapawudyna esaslanyp, azot ulanylyşynyň dinamiki sazlanyşy
Peýda maglumatlary:
Suw tygşytlamak 28%, azot ulanylyş derejesi 35% ýokarlandy
Her gektarda mekgejöweniň möçberi 0,8 tonna artdy
2. Çölleşmegiň öňüni almak boýunça gözegçilik (Sahara Fringe ekologiýa taýdan dikeltmek taslamasy)
Sensor massiwi:
Suwuň derejesini gözegçilik etmek (pýezoresist, 0-10MPa aralygynda)
Duzuň öň tarapyny yzarlamak (1 mm elektrod aralygy bolan ýokary dykyzlykly EC zond)
Irki duýduryş modeli:
Çölleşme indeksi =0.4×(EC>4dS/m)+0.3×(organiki maddalar <0.6%)+0.3×(suwuň mukdary <5%)
Dolandyryş täsiri:
Ösümlik örtügi 12% -den 37% -e çenli ýokarlandy
Ýerüsti duzlulygyň 62% azalmagy
3. Geologik betbagtçylyklar barada duýduryş (Şizuoka prefekturasy, Ýaponiýanyň ýer süýşmesini gözegçilik etmek ulgamy)
Gözegçilik ulgamy:
Içki eňňit: gözenekli suw basyşynyň sensory (0-200kPa aralygynda)
Ýüziň süýşmegi: MEMS dipmetr (rezolýusiýa 0.001°)
Irki duýduryş algoritmi:
Kritiki ýagyş: topragyň doýgunlygy >85% we sagatlyk ýagyş >30 mm
Ýeriň süýşme tizligi: yzly-yzyna 3 sagat >5mm/s gyzyl signaly işe salýar
Durmuşa geçirmegiň netijeleri:
2021-nji ýylda üç gezek ýer süýşmesi barada üstünlikli duýduryş berildi
Gyssagly ýagdaýlara jogap bermek wagty 15 minuta çenli azaldyldy
4. Hapalanan ýerleri arassalamak (Germaniýanyň Ruhr senagat zolagynda agyr metallary arassalamak)
Anyklaýyş shemasy:
XRF Fluoresensiýa sensory: Gurşun/kadmiý/Myşýak in situasiýasynda anyklaýyş (ppm takyklygy)
REDOX potensial zynjyry: Bioremediasiýa proseslerini gözegçilikde saklamak
Akylly dolandyryş:
Myşsagyň konsentrasiýasy 50ppm-den aşak düşende, fitoremediasiýa işjeňleşdirilýär
Potensial >200mV bolanda, elektron donorynyň inýeksiýasy mikroblaryň dargamagyna ýardam edýär.
Dolandyryş maglumatlary:
Gurşun bilen hapalanmak 92% azaldy
Bejeriş sikli 40% azaldy
4. Tehnologiýanyň ösüş tendensiýasy
Miniatýurlaşdyrma we massiw
Nanosimli sensorlar (diametri <100 nm) bir ösümligiň kök zolagyny gözegçilikde saklamaga mümkinçilik berýär
Çeýe elektron deri (300% dartylýar) Topragyň deformasiýasyna uýgunlaşýar
Multimodal perseptual birleşme
Toprak teksturasynyň akustik tolkun we elektrik geçirijiligi arkaly tersine öwrülmegi
Suw geçirijiliginiň termal impuls usuly bilen ölçenilmegi (takyklyk ±5%)
AI akylly analitikany öňe sürýär
Konwolusiýa neýron torlary topragyň görnüşlerini kesgitleýär (98% takyklyk)
Sanly ekizler iýmit maddalarynyň göçmegini simulýasiýa edýärler
5. Tipiki ulanylyş ýagdaýlary: Demirgazyk-Gündogar Hytaýda gara ýerleri goramak taslamasy
Gözegçilik ulgamy:
100,000 datçik toplumy 5 million gektar oba hojalyk ýerini gurşap alýar
0-50 sm toprak gatlagynda “çyglylyk, hasyllylyk we ykjamlyk” boýunça 3D maglumatlar bazasy döredildi
Gorag syýasaty:
Organiki maddalar 3% -den az bolanda, saman çuňlugyna burawlamak hökmanydyr
Topragyň göwrüm dykyzlygy >1.35g/sm³ bolsa, toprak gazmak işini başlaýar
Durmuşa geçirmegiň netijeleri:
Gara toprak gatlagynyň ýitgi derejesi 76% azaldy
Soýa fasulýasynyň her mu meýdandaky ortaça hasyllylygy 21% ýokarlandy
Uglerod saklama möçberi ýylda gektara 0,8 tonna artdy
Netije
“Empirik ekerançylykdan” “maglumat ekerançylygyna” çenli toprak sensorlary adamlaryň ýer bilen gürleşmegini täzeden kemala getirýär. MEMS prosesiniň we “Zatlaryň interneti” tehnologiýasynyň çuňňur integrasiýasy bilen topragyň gözegçiligi geljekde nanosölçegli giňişlik çözgüdinde we minut derejesindäki wagt jogabynda öňegidişliklere ýeter. Ählumumy azyk howpsuzlygy we ekologiýa taýdan pese gaçma ýaly kynçylyklara jogap hökmünde, bu çuňňur gömülen “dymma gözegçiler” esasy maglumat goldawyny bermäge we Ýeriň ýerüsti ulgamlarynyň akylly dolandyrylmagyny we gözegçiligini ösdürmäge dowam ederler.
Ýerleşdirilen wagty: 2025-nji ýylyň 17-nji fewraly