Wie funktioniert ein automatisches Gewächshaus-Bewässerungssystem? Schritt-für-Schritt-Funktionsprinzip

In der modernen Gewächshauswirtschaft ist die präzise Bewässerung einer der kritischsten Faktoren, um die Pflanzengesundheit zu erhalten und die Effizienz zu maximieren. Traditionelle, manuelle Bewässerungsmethoden bringen viele Probleme mit sich, wie Wurzelfäule durch Überwässerung, Pflanzenstress durch unzureichende Bewässerung, hohe Arbeitskosten und Wasserverschwendung. Digitale Agrartechnologien sind darauf ausgelegt, diese Probleme grundlegend zu lösen. Wie genau funktioniert also ein automatisches Gewächshaus-Bewässerungssystem?

Das Funktionsprinzip basiert auf einem Ökosystem ähnlich dem menschlichen Körper: "Sensoren" (Augen), die Daten wahrnehmen, ein "Gehirn" (Zentralstation), das diese Daten verarbeitet und Entscheidungen trifft, und "Ausführer" (Ventilsteuerungseinheiten), die diese Entscheidung umsetzen. Hier ist das Schritt-für-Schritt-Funktionsprinzip dieses Systems mit der esular-Technologie.

Grundkomponenten: Intelligentes Gewächshaus-Ökosystem

Ein voll funktionsfähiges automatisches Bewässerungssystem besteht aus drei Hauptkomponenten:

• 1. Beobachter (Sensoren): Speziell für Gewächshäuser entwickelte drahtlose Bodenfeuchtigkeitssensoren, drahtlose Klimasensoren (CO2, Feuchtigkeit, Temperatur), die das Klima der Umgebung messen, und Geräte, die den Wasserstand messen.
• 2. Gehirn (Zentralstation - Gateway): Die Hauptsteuerungseinheit, die Daten von allen Sensoren auf dem Feld drahtlos (normalerweise LoRa) sammelt und diese Daten in die Cloud (GSM/Wi-Fi) überträgt. Gleichzeitig übermittelt diese Einheit die Befehle, die an die Ventile gesendet werden sollen.
• 3. Ausführer (Ventilsteuerungseinheiten): Drahtlose intelligente Ventilsteuerungsgeräte, die die Befehle "ÖFFNEN" oder "SCHLIESSEN" von der Zentralstation empfangen und die vorhandenen Magnetventile auslösen.

Schritt-für-Schritt-Funktionsprinzip: Von Daten zu Taten

Der automatische Bewässerungszyklus erfolgt durch das perfekte Zusammenspiel dieser drei Komponenten. Der Prozess folgt der Philosophie "Beobachten, Lernen, Verwalten".

Schritt 1: Installation und Platzierung

Damit das System in Betrieb gehen kann, erfolgt zunächst die physische Installation. Die Esular Zentrale Kommunikationsstation (Gateway) wird an einem zentralen Punkt im Gewächshaus oder auf dem Gelände so platziert, dass sie mit allen Sensoren und Ventilen kommunizieren kann. Drahtlose Bodenfeuchtigkeitssensoren werden in den Tiefen montiert, in denen die Pflanzenwurzeln aktiv sind (z. B. 30 cm, 60 cm), und an den Punkten, die den allgemeinen Feuchtigkeitszustand des Gewächshauses am besten repräsentieren. Schließlich werden die Drahtlosen intelligenten Ventilsteuerungseinheiten neben den vorhandenen Bewässerungsventilen (Magnetventilen) im Gewächshaus platziert und mit den Ventilen verbunden.

Der größte Vorteil dieses Systems ist, dass die esular-Technologie vollständig drahtlos ist. Es müssen weder für die Sensoren noch für die Ventilsteuerungseinheiten Energie- oder Datenkabel gezogen werden; alle sind batteriebetrieben oder solarbetrieben.

Schritt 2: Datenerfassung (Sensornetzwerk in Betrieb)

Sobald die Installation abgeschlossen ist, beginnen die "Beobachter" zu arbeiten. Der im Boden platzierte Drahtlose Bodenfeuchtigkeitssensor misst in festgelegten Intervallen (z. B. alle 30 Minuten) den Feuchtigkeits- und Temperaturgehalt des Bodens. Gleichzeitig misst der Gewächshaus-Klimasensor die Luftfeuchtigkeit, Temperatur und den CO2-Gehalt.

Schritt 3: Kommunikation (Daten fließen zur Zentrale)

Die von den Sensoren gemessenen Daten (z. B. "Zone 1 Feuchtigkeit: 35 %") werden über die energiesparende LoRaWAN-Funktechnologie an die Zentralstation (Gateway) gesendet. Diese Station kann diese Daten sicher aus Entfernungen von bis zu 10 km sammeln.

Schritt 4: Entscheidungsfindung (Das Gehirn analysiert)

Die Zentralstation empfängt den Wert "35 % Feuchtigkeit" vom Sensor. Diese Daten werden mit den Regeln verglichen, die der Benutzer zuvor über die mobile Anwendung festgelegt hat.

Zum Beispiel könnte die Regel lauten:

WENN 'Zone 1 Feuchtigkeit' < 40% (Minimum-Schwellenwert) IST
UND 'Wetterbericht' keinen Niederschlag vorhersagt
DANN 'Zone 1 Ventil' für 45 Minuten ÖFFNEN

Die Zentralstation entscheidet basierend auf dieser Regel, dass eine Bewässerung durchgeführt werden muss.

Schritt 5: In Aktion treten (Drahtlose Ventilsteuerung)

Nachdem das "Gehirn" entschieden hat, sendet es Befehle an die "Ausführer". Die Zentralstation sendet über LoRaWAN ein Signal an die Drahtlose intelligente Ventilsteuerungseinheit in "Zone 1": "ÖFFNEN".

Sobald die Ventilsteuerungseinheit dieses Signal empfängt, sendet sie ein kleines elektrisches Signal an das angeschlossene 9V Latch-Magnetventil. Dieses Signal bewirkt, dass sich das Ventil öffnet und die Bewässerung beginnt. Für diesen Befehl werden keine Kabel benötigt.

Schritt 6: Abschluss des Zyklus und Überwachung

Die Bewässerung beginnt und der Boden wird nass. Der Bodenfeuchtigkeitssensor misst weiterhin. Wenn der Feuchtigkeitsgehalt von 35 % auf 45 %, 55 % und schließlich 60 % (den vom Benutzer festgelegten maximalen Schwellenwert) ansteigt, sendet der Sensor diese neuen Informationen erneut an die Zentralstation.

Die Zentralstation erkennt, dass die Feuchtigkeit das Ziel erreicht hat (z. B. 60 %), und sendet diesmal den Befehl "SCHLIESSEN" an die Ventilsteuerungseinheit. Das Ventil schließt sich und die Bewässerung stoppt. Dieser gesamte Prozess wird vom Benutzer über die mobile Anwendung in Echtzeit überwacht und protokolliert.

Grundsteine Ihres Systems: Esular-Produkte

Um dieses automatische Bewässerungsökosystem zu realisieren, werden von esular entwickelte, voll kompatible Produkte in Industriequalität verwendet. Hier sind die Hauptakteure dieses Systems:

1. Kablosuz Pilli Toprak Nem Sensörü

Dieser Sensor, die "Augen" Ihres Systems, misst die Bodenfeuchtigkeit und -temperatur in 1, 2, 3 oder 4 verschiedenen Stufen. Mit der optionalen EC-Messung können Sie auch den Salzgehalt und das Nährstoffniveau Ihres Bodens verfolgen. Dank seines Solarpanel- und Batteriedesigns arbeitet er jahrelang wartungsfrei.

2. Kablosuz Akıllı Vana Kontrol Ünitesi

Dieses Gerät, die "Hände" Ihres Systems, wird an Ihre vorhandenen Magnetventile angeschlossen. Es öffnet oder schließt Ihre Ventile mit Befehlen von der Zentralstation. Es sind Modelle mit 1, 2 oder 4 Ventilausgängen erhältlich, und es ist vollständig drahtlos. Dank seines Solarpanel-Designs verursacht es keine Energieprobleme.

3. Merkezi Kontrol İstasyonu (Gateway)

Diese Station, das "Gehirn" Ihres Systems, kann mit einer LoRa-Reichweite von bis zu 10 km gleichzeitig mit Hunderten von Sensoren und Ventilsteuerungsgeräten kommunizieren. Durch die Verbindung mit der Cloud-Plattform über GSM (SIM-Karte) oder Wi-Fi ermöglicht sie Ihnen, Ihr System von überall auf der Welt aus zu verwalten.

Fazit: Datengesteuerte intelligente Bewässerung

Das Funktionsprinzip des automatischen Gewächshaus-Bewässerungssystems basiert auf dem Zyklus "Messen, Entscheiden, Ausführen". Die Esular-Technologie automatisiert diesen gesamten Zyklus zuverlässig, ohne Abhängigkeit von Kabeln und Energie. Im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden basieren Ihre Bewässerungsentscheidungen nicht auf Vermutungen oder einem Kalender, sondern auf Echtzeitdaten aus der Wurzelzone Ihrer Pflanze.

Dank dieses Ansatzes ist es möglich, Wassereinsparungen von bis zu 60 %, Ertragssteigerungen von bis zu 40 % und eine Senkung der Arbeitskosten um bis zu 60 % zu erreichen. Um Ihr Gewächshaus in das Zeitalter der digitalen Landwirtschaft zu führen und Ihre Produktivität zu steigern, ist Automatisierung kein Luxus, sondern eine Notwendigkeit.

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