ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΑΙΣΘΗΤΗΡΩΝ
1. Αισθητήρες χαρτογράφησης παραγωγής για καλλιέργειες που συγκομίζονται με μηχανές.
- Αισθητήρες στις θεριζοαλωνιστικές μηχανές (μέτρηση ροή του σπόρου και την υγρασία)
- Αισθητήρες χαρτογράφησης παραγωγής σε βαμβακοσυλλεκτικές μηχανές (μέτρηση ροή του σπόρου)
- Αισθητήρες χαρτογράφησης παραγωγής σε μηχανές συγκομιδής σταφυλιών
2. Αισθητήρες χαρτογράφησης παραγωγής σε σιλοκοπτικά
3. Αισθητήρες χαρτογράφησης παραγωγής σε προϊόντα που δεν συγκομίζονται μηχανικά
4. Αισθητήρες ποιοτικών χαρακτηριστικών του σπόρου
5. Αισθητήρες περιβάλλοντος
- Αισθητήρες μέτρησης υγρασίας περιβάλλοντος
- Αισθητήρες μέτρησης θερμοκρασίας περιβάλλοντος
6. Αισθητήρες αγρού
- Αισθητήρες υγρασίας και θερμοκρασίας εδάφους
- Αισθητήρες συστήματος διαχείρισης άρδευσης
- Αισθητήρες μέτρησης ηλεκτρικής αγωγιμότητας εδάφους
- Αισθητήρες μέτρησης ηλεκτρικής αγωγιμότητας χωρίς επαφή
- Αισθητήρες λίπανσης μεταβλητής περιοχής δόσης N
- Αισθητήρες φυτών και ζιζανίων
7. Αισθητήρες χαρτογράφησης ηλεκτρικής αγωγιμότητας
- Αισθητήρες ηλεκτρική αγωγιμότητας και δειγματοληψίας εδάφους
- Ηλεκτρική αγωγιμότητα και υγρασία εδάφους
- Ηλεκτρική αγωγιμότητα και αλατότητα
- Ηλεκτρική αγωγιμότητα και νηματώδεις
- Ηλεκτρική αγωγιμότητα και παραγωγή
8. Αισθητήρες Τηλεπισκόπησης
- Ενεργοί αισθητήρες
- Παθητικοί αισθητήρες
Αισθητήρες WSN
Τα συστήματα γεωργικής παραγωγής μέσω της χρήσης WSN παρέχουν πληροφορίες σε πραγματικό χρόνο δημιουργώντας ένα μοντέλο λήψης αποφάσεων για τους αγρότες. Το μοντέλο δίνει την ευχέρεια στον χρήστη-γεωργό να προσαρμόσει την στρατηγική οποιαδήποτε στιγμή υπάρξει ανάγκη.
Η πρόοδος στις ασύρματες επικοινωνίες έχει συντελέσει στην ανάπτυξη πολυλειτουργικών αισθητήρων χαμηλής ισχύος και κόστους. Είναι μικρού μεγέθους και ενεργειακά αυτόνομοι και αποτελούνται από επί μέρους τμήματα αίσθησης επεξεργασίες δεδομένων και επικοινωνίας και είναι σε θέση να αντιδρούν σε περιβαλλοντικές μεταβολές.
Τα ασύρματα δίκτυα WSN χρησιμοποιούνται κυρίως για παρατηρήσεις και ελέγχους του φυσικού περιβάλλοντος σε περιπτώσεις που η τοποθεσία δεν είναι εύκολα προσβάσιμη.
Αισθητήτες μέτρησης υγρασία περιβάλλοντος
Εφαρμόζονται στη Γεωργία Ακριβείας σε αυτόματους μετεωρολογικούς σταθμούς και σε αγρο-μετεωρολογικούς σταθμούς.
Αισθητήρες διαχείρισης συστημάτων άρδευσης
Το σύστημα αυτό συγκρίνει τα δεδομένα των εμπειρογνώμων με δεδομένα υγρασίας σε πραγματικό χρόνο για να προσδιορίσει αν οι καλλιέργειες πρέπει να αρδευτούν και να αποφασίσει την ποσότητα άρδευσης στην ανά μονάδα περιοχή. Οι οδηγίες άρδευσης στέλνονται στο σταθμό βάσης για να ορίσει τη θέση και το ποσό άρδευσης.
Αισθητήρες φυτών και ζιζανίων
Με αισθητήρες και ενεργοποιητές που είτε συνδέονται με το τρακτέρ είτε είναι ανεξάρτητες αυτόνομες μηχανές γίνεται η ανίχνευση των ζιζανίων, των ασθενειών και των εντόμων. Το σύστημα Weedseeker ανιχνεύει τη διαφορά μεταξύ ζιζανίων και εδάφους ψεκάζοντας μόνο τα ζιζάνια καθώς προχωράει στον αγρό.
Αισθητήρες λίπανσης μεταβλητής περιοχής δόσης αζώτου
Πρώτο και βασικό στάδιο στην εκτίμηση των απαιτήσεων της καλλιέργειας σε Ν είναι η παραγωγή ενός χάρτη του δείκτη χλωροφύλλης. Η πιο σύγχρονη μέθοδος χρήσης αισθητήρων φυλλώματος για την λίπανση είναι η χρήση τους σε συστήματα μεταβλητής παροχής του Ν για λίπανση σε πραγματικό χρόνο.
Αισθητήρες μέτρησης θερμοκρασίας περιβάλλοντος
Με την ανάπτυξη αισθητήρων μπορεί να προβλεφθεί η θερμοκρασία του περιβάλλοντος και να αποφευχθούν ενδεχόμενες ζημιές στις καλλιέργειες.
Μέτρηση ηλεκτρικής αγωγιμότητας με αισθητήρες
Τα συστήματα που έχουν αναπτυχτεί από την εταιρεία Veris για μέτρηση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας είναι το 3100, 3150, 2000ΧΑ, QuandEC1000 και Quand 2800. Ειδικά προσαρμοσμένο μηχάνημα για βαριά συνεκτικά εδάφη με πολύ ανθεκτική κατασκευή και πολύ καλή μετάδοση ηλεκτρικού πεδίου. Αρχή λειτουργίας στη μέση οι δύο αισθητήρες απορρόφησης του ηλεκτρικού πεδίου και στα άκρα και εσωτερικά οι πηγές ηλεκτρικού ρεύματος και τα αντίστοιχα ηλεκτρικά πεδία που δημιουργούνται σε βάθος.
Το GPS είναι απαραίτητο για τον προσδιορισμό της θέσης κάθε στιγμή που αντιστοιχεί σε μια μέτρηση ηλεκτρικής αγωγιμότητας. Καλό είναι να τοποθετείται στην κορυφή του γεωργικού ελκυστήρα, ενώ ένα RTKGPS είναι πάντα χρήσιμο για να έχουμε πιο ακριβείς μετρήσεις. Η μέτρηση της ταχύτητας μπορεί να γίνει είτε μέσω GPS είτε με ραντάρ. Το σύστημα επεξεργασίας και αποτύπωσης των δεδομένων είναι ουσιαστικά ένα λογισμικό και μια κονσόλα που μας επιτρέπει να επέμβουμε στα δεδομένα που προέκυψαν. Στα περισσότερα συστήματα μέτρησης αγωγιμότητας πλέον είναι προσαρμοσμένα συστήματα ταυτόχρονης αποθήκευσης, επεξεργασίας και αποτύπωσης των δεδομένων που προσαρμόζονται στην καμπίνα του γεωργικού ελκυστήρα.
Σύμφωνα με μελέτη, για τη δημιουργία χαρτών ηλεκτρικής αγωγιμότητας και τον υπολογισμό απορροής των αλάτων έγινε συσχέτιση της αγωγιμότητα με την έκπλυση των στοιχείων. Βρέθηκε έντονη συσχέτιση μεταξύ ηλεκτρικής αγωγιμότητας και απορροής αλάτων (στοιχείων). Έτσι, σύμφωνα με τα παραπάνω δημιουργήθηκε ένας χάρτης διπλής ανάγνωσης, δηλαδή ανάλογα με τις τιμές ηλεκτρικής αγωγιμότητας, να μεταφράζονται και απώλειες στοιχείων λόγω έκπλυσης. Πρακτικά, δημιουργήθηκαν ζώνες διαχείρισης και εφαρμογής μεταβλητών δόσεων λιπασμάτων χωρικά ανάλογα με τον χάρτη ηλεκτρικής αγωγιμότητας ενός χωραφιού. Συγκεκριμένα, λιγότερη δόση χρειάζεται σε περιοχές υψηλής ηλεκτρικής αγωγιμότητας πάνω από >4 ds/m (πιο ασφαλές πάνω από 8 ds/m), καθώς έχουμε λιγότερες απώλειες στοιχείων λόγω έκπλυσης.
Επιπλέον διεξήχθη μία άλλη μελέτη σχετικά με τη χωρική και χρονική παραλλακτικότητα στην οποία παρατηρήθηκε υψηλή συγκέντρωση αλατότητας σε έδαφος. Για το σκοπό αυτό, δημιουργήθηκαν χάρτες ηλεκτρικής αγωγιμότητας σε διάφορα χρονικά διαστήματα και παρατηρήθηκε ότι οι συγκεντρώσεις σε αλάτι τόσο χωρικά όσο και χρονικά παραμένουν σταθερές. Ωστόσο, οι τιμές αυτές σε έναν αγρό ενδέχεται να μεταβληθούν σημαντικά ακόμα και σε έναν χρόνο.
Αισθητήρες Τηλεπισκόπησης
Οι αισθητήρες που χρησιμοποιούνται στην τηλεπισκόπηση διακρίνονται σε 2 κατηγορίες. Αυτές είναι οι ενεργοί αισθητήρες και οι παθητικοί αισθητήρες. Η διαφορά τους είναι ότι οι ενεργοί αισθητήρες εκπέμπουν ακτινοβολία για να πραγματοποιήσουν τις μετρήσεις τους, ενώ οι παθητικοί αισθητήρες χρησιμοποιούν την υπάρχουσα ακτινοβολία από τον ήλιο για να πραγματοποιήσουν τις δικές τους μετρήσεις.
Παθητικοί αισθητήρες
- Ραδιόμετρο
- Φασματικές κάμερες
- Φασματικό ραδιόμετρο
- Φασματόμετρο
- Φασματοραδιόμετρο
Ενεργοί αισθητήρες
- RADAR (Radio Detection and Ranging)
- Scatterometer
- Lidar (Light Detection and Ranging)
- Laser υψομέτρου
Βιβλιογραφία
Anusha P. & Shobha K.R., 2015, Design and Implementation of Wireless Sensor Network for Pecision Agriculture. International Journal of Scientific Engineering and Applied Science,
1: 521-527.
Dargie, W., & Poellabauer, C. (2010). Fundamentals of wireless sensor networks: theory and practice (1st ed.). United Kingdom. MA: John Wiley and Sons.
Grisso R.B., Alley, M., Holsehouser, D. and Thomason, W. 2009. Precision Farming Tools: Soil Electrical Conductivity. Virginia State University
Lesch, S.M., Corwin, D.L. and Robinson, D.A. 2005. Apparent soil electrical conductivity mapping as an agricultural management tool in arid zone soils. Computers and Electronics in Agriculture 46: 351–378.
Madsen, T. E. and Jakobsen, H. L. 2001. Mobile robot for weeding. MSc. Thesis.Danish Technical University (DTU), Lyngby, Denmark.
Ojha T., Misra S., & Raghuwanshi N.S, 2015, Wireless network sensor for agriculture: The state-of-the-art in practice and future challenges. Computer and Electronics in Agriculture , 118: 66-84.
Ruiz-Garcia L., Lunadei L., Barreiro P. and Robla J.I., 2009, A Review of Wireless Sensor Technologies and Applications in Agriculture and Food Industry: Stare of the Art and Current Trends, Sensors, 9: 4728-4850.
Sohraby, K., Minoli, D., & Znati, T. (2007). Wireless Sensor Networks: Technology, Protocols and Applications(1st ed.). Hoboken. MA: John Wiley and Sons.
Thessler S., Kooistra L., Teye F., Huitu H. & Bregt A.K., 2011,Geosensors to Support Crop Production: Current Applications and User Requirements. Sensor, 11: 6656-6684.
Yan, Li., Zhou, S., Ci-Fang, W., Hong-YI, L. and Fang, L. 2008. Determination of potential management zones from soil electrical conductivity, yield and crop data. Journal of Zhejiang University Science B (Biomedicine & Biotechnology) 9: 68-76.
Ευαγγέλου Λ. & Τσαντήλας Χ., 2011, Γεωργία Ακριβείας: το μελλοντικό σύστημα παραγωγής αγροτικών προϊόντων. Ινστιτούτο Βιομηχανικών και Κτηνοτροφικών Φυτών, 10: 19-21.
Ευαγγέλου Λ. & Τσαντήλας Χ., 2015, Αισθητήρες φυλλώματος και αζωτούχος λίπανση των καλλιεργειών. Ινστιτούτο Βιομηχανικών και Κτηνοτροφικών Φυτών, 10: 13-15.
Κατσαλής Κ., Ξενάκης Α., Σακαλλερίου Α., Κίκιρας Π., 2007, Βελτιστοποίηση της τοπολογίας του ασύρματου δικτύου αισθητήρων σε εφαρμογές γεωργίας ακριβείας, Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας, Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων, Πρακτικά 5ου Εθνικού Συνεδρίου Γεωργικής Μηχανικής, Λάρισα: 18 – 20 Οκτωβρίου 2007.
Μακρή Χ. Α., 2011, Μελέτη Συνύπαρξης Ασύρματων Δικτύων Αισθητήρων και Δικτύων Wi-Fi σε Πραγματικό Περιβάλλον, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών Τομέας Συστημάτων Μετάδοσης Πληροφορίας και Τεχνολογίας Υλικών, Αθήνα.
Μπουρίκα Σταυρούλα, Κοζάνη, Ιούνιος 2019, Διπλωματική εργασία, Μελέτη συστημάτων γεωργίας ακριβείας, Study of precision farming systems, Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας, Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών.
Φουντάς, Σ., Γέμτος, Θ., 2015. Γεωργία ακριβείας. [ηλεκτρ. βιβλ.] Αθήνα: Σύνδεσμος Ελληνικών Ακαδημαϊκών Βιβλιοθηκών.
