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农业灌溉中使用土壤水分传感器的重要性
农业灌溉是指按所需的量和时间向土壤中植物根部区域提供植物所需但降雨无法满足的水分。我国许多地区处于干旱和半干旱气候带，在这些干旱农业地区，如果植物生长期间自然降雨不足，应采取最合适的方法进行农业灌溉，以实现高产优质。
农业灌溉确保植物发芽，保持细胞、茎、枝和叶等器官的活力，并确保植物所需的养分被根部溶解并输送到植物的其他部分。
除了灌溉对植物的重要性外，真正重要的是关键灌溉期（每种植物都不同）及其所需的水量。如果忽略植物发育期间和关键灌溉期所需的水分量，会导致严重的产量损失和产品质量下降。为了消除农业中的此类问题并有效利用我们日益减少的水资源，应使用土壤水分传感器。
土壤水分传感器
土壤水分传感器是一种我们可以用来测量土壤中水分含量的传感器。将水分计探头插入待测土壤中。逐步从多个点测量不同类型土壤的水分值。
土壤水分传感器类型
得益于不断发展的技术，土壤水分测量已开始使用土壤水分传感器而非重量法。为此开发了许多土壤水分传感器。我们可以根据其工作原理将这些传感器分为3组。它们是：张力计、介电（电磁反射）传感器和中子散射法。
张力计
张力计是测量土壤颗粒与水分子之间这种张力的土壤水分传感器。张力计是由充满水的塑料体、透水陶瓷头和真空计（压力表）组成的仪器。随着土壤水分含量的减少，土壤开始变干，土壤颗粒周围持有的水分被更牢固地持有。将张力计放入土壤后，水分开始根据土壤中的水分含量从陶瓷头进入土壤。当陶瓷头周围的土壤吸收水分时，张力计内部会产生真空。这种真空在压力表上进行监测。
介电（电磁反射）传感器
介电传感器测量土壤的介电常数，这是一种取决于土壤含水量的电特性。近年来，基于土壤介电特性测量土壤含水量的方法的使用有所增加。介电技术基于干土介电常数与纯水介电常数之间的巨大差异。TDR（时域反射计）、FDR（频域反射计）和 TDT（时域透射计）等传感器用于基于介电常数测量土壤水分。
- TDR（时域反射计）传感器：基于从信号源沿放置在土壤中的两个或三个探头发送电磁信号的原理。信号以单次运动（点击、冲击脉冲）的形式存在。这些电磁波沿探头传播，信号通过探头触及土壤，作为反射返回信号源。测量该电磁波沿探头长度传播的路径以及返回信号源所需的时间。土壤中的水分越多，介电强度越高（传输速度越慢）。
- FDR（频域反射计）传感器：基于 FDR 方法的土壤水分传感器工作原理与基于 TDR 方法的传感器非常相似。然而，TDR 测量电磁波的传播时间，而 FDR 测量电磁波的频率。FDR 传感器有两种不同类型的电极：两平行尖端型或圆形金属环。平行两尖端型埋在土壤中，而圆形金属环用于管中。
- TDT（时域透射计）传感器：基于 TDT 的土壤水分传感器测量电磁脉冲沿传输线单向传播的时间。因此，它与 TDR 相似，但需要在传输线的起点和终点进行电气连接。
中子散射法
该方法基于具有高减速能力的氢原子使从设备的放射源散射的中子减速，并检测土壤水分中的氢原子的原理。由于土壤中氢的来源主要是水，因此在快中子源周围计数的减速中子用于测量土壤含水量。此外，使用这些设备所需的专门培训和注意以及其昂贵的价格是使用的缺点。
Esular 无线太阳能板土壤水分传感器
无线电池供电湿度传感器，使用太阳能板充电电池工作。它有1路土壤水分传感器输入。无需外部能源为传感器供电。湿度按一定间隔测量并传输，水分值可以远程监控。
它无线工作。测量值按一定间隔传输到服务器。同时，当这些值超出特定间隔时，它们将被传输到服务器并可以创建警报。可以远程无线设置限值。由于其无线和电池供电的结构，可以从多个点进行监控和控制。
带土壤水分传感器的灌溉系统
农业和景观灌溉是淡水资源消耗最多的应用领域。水的智能化管理有助于提高灌溉效率、降低成本和环境可持续性。为了优化用水、降低能耗并提高作物质量，应在灌溉系统中添加湿度传感器等传感器。
土壤水分传感器通过测量土壤的水分值来确定合适的灌溉时间和灌溉持续时间。在发生意外降雨时，湿度传感器会推迟灌溉时间。
作为 Esular，通过我们的无线、电池供电智能土壤水分传感器和智能算法，对可记录在云系统上的传感器数据进行分析，有助于确定理想的灌溉周期和灌溉持续时间，同时我们还能减少农业生产中的用水量并提高效率。
农业灌溉中土壤水分传感器的优势
在灌溉应用中，准确测量植物根区的湿度并评估土壤中的水分变化非常重要。测量土壤水分最有效、最明确的解决方案是土壤水分传感器。土壤水分传感器在农业灌溉中的优势有很多，可以概括如下：
- 减少用水量：由于土壤水分传感器可以计算土壤中植物所需的水分，因此可以防止使用超过必要的水量，从而减少用水量。
- 提高农业生产效率：植物根据生长环境的内容，通过主动或被动运输将水分摄入体内。如果土壤中没有足够的水分，植物会通过主动运输摄取水分，而主动运输需要更多能量，这会导致从种子发芽到收获的每个阶段都出现损失。另一方面，如果环境中的水分超过需要，植物就无法接收养分，微生物活动减少，并产生病原体。将土壤含水量保持在所种植植物所需的水平，防止产品损失并确保生产可持续性极其重要。
- 阶段性和多点测量：分阶段、多点测量不同类型土壤的水分值，并通过人工智能和机器学习解决方案的支持提供有效的灌溉优化。
- 可以创建警报：测量值按一定间隔传输到服务器。同时，当超过特定间隔时，这些值会传输到服务器并可以创建警报。
- 无线电池供电：由于其无线、电池供电的结构，无需额外的能源为传感器供电。
- 根据气象数据和降雨信息自动延迟灌溉：自动检测该地区降雨等突发情况，延迟灌溉系统的启动。水分传感器可以检测土壤中的水分量，从而节约用水。
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