Que sont les capteurs dans l’agriculture de précision ?

Introduction détaillée des capteurs dans l'agriculture de précision.

L'agriculture de précision est une méthode de gestion agricole qui intègre des technologies avancées de collecte et d'analyse de données pour accroître la productivité agricole et les rendements des cultures tout en réduisant l'impact environnemental. Les capteurs jouent un rôle essentiel dans l'agriculture de précision. Ce sont des dispositifs de détection spécialisés dans la surveillance de l'environnement agricole, capables d'acquérir des données sur le sol, l'eau, l'atmosphère et d'autres paramètres environnementaux en temps réel, afin de prendre des décisions plus scientifiques et plus éclairées. Ces données constituent des références importantes pour la croissance des cultures, la lutte antiparasitaire et la prévention, ainsi que pour une utilisation efficace des ressources agricoles. Voici une présentation détaillée des capteurs couramment utilisés en agriculture de précision, de leurs fonctions, scénarios d'application et utilisations :

Anémomètre Capteur de vitesse du vent	Capteur de direction du vent	Capteur de pluviomètre à auget basculant	Capteur de pluviomètre à auget basculant	Pluviomètre piézoélectrique
Capteur de température et d'humidité atmosphérique et de pression d'air	Capteur de station météo à ultrasons 5 en 1	Capteur de rayonnement solaire	capteur d'éclairage	Station météo à ultrasons 7 en 1
Capteur de dioxyde de carbone	Capteur de rayonnement photosynthétiquement actif	Capteur NPK du sol	Capteur de pH du sol	Capteur de température et d'humidité du sol

Capteurs utilisés en agriculture de précision et leurs fonctions

Il existe de nombreux types de capteurs couramment utilisés dans l'agriculture de précision, et chacun d'entre eux entreprend différentes tâches de surveillance. Voici une introduction à certains des principaux capteurs et à leurs fonctions :

1. capteur de sol :

   - Capteur d'humidité du sol : mesure la teneur en humidité du sol pour une irrigation de précision et une gestion du sol.

   - Capteur de température du sol : surveille la température du sol, ce qui est important pour la germination des graines et la croissance des cultures.

   - Capteur de pH du sol : surveille l'acidité et l'alcalinité du sol pour aider les agriculteurs à réguler le pH du sol pour des conditions de sol optimales pour la croissance des cultures.

   - Capteur de conductivité du sol : mesure la teneur en sel du sol pour aider à ajuster les stratégies d'application d'engrais.

- Capteur NPL du sol : mesure la quantité d'azote, de phosphore, de potassium et d'autres nutriments dans le sol pour garantir que la culture reçoit suffisamment de nutriments et pour minimiser les problèmes de qualité causés par des nutriments insuffisants ou excessifs.

2. Capteurs météorologiques :

   - Capteur de température de l'air : mesure la température de l'air, qui a un impact sur la croissance des cultures et l'apparition de ravageurs et de maladies.

   - Capteur d'humidité : surveille l'humidité de l'air, ce qui est important pour l'irrigation et la transpiration des plantes.

   - Capteurs de vitesse et de direction du vent : fournissent des informations sur le vent, ce qui affecte la croissance des cultures et les opérations de pulvérisation agricole.

   - Capteurs de lumière : ils surveillent l'intensité et la durée de la lumière pour aider les agriculteurs à contrôler la photosynthèse et à améliorer l'efficacité de l'utilisation de l'énergie lumineuse par les plantes. Ceci est particulièrement important en serre, où les sources lumineuses peuvent être ajustées avec précision pour une production agricole optimale.

- Capteur de concentration de dioxyde de carbone : surveille la concentration de dioxyde de carbone dans l'environnement agricole, car le dioxyde de carbone est une matière première importante pour la photosynthèse et sa concentration a un impact significatif sur la croissance des plantes.

- Capteur d'oxygène : surveille la concentration en oxygène dans l'environnement aérien de la serre pour garantir un apport suffisant en oxygène pour les activités de la vie des cultures.

- Capteur de gaz : détecte la concentration de gaz nocifs dans l'environnement agricole, tels que l'ammoniac, le sulfure d'hydrogène, etc., pour assurer la sécurité de l'environnement de production agricole.

3. Capteurs végétaux :

   - Capteur d'humidité de la surface des feuilles : surveille le degré d'humidité des feuilles des plantes pour la gestion de l'irrigation.

   - Capteur de croissance des plantes : mesure la hauteur, le diamètre et d'autres paramètres de croissance des plantes.

4. capteurs de qualité de l'eau :

   - Capteur d'oxygène dissous : surveille la teneur en oxygène dissous dans l'eau, ce qui est très important pour l'aquaculture.

   - Capteur de turbidité : mesure la propreté de l'eau, ce qui affecte la qualité de l'eau d'irrigation.

5. polluants environnementaux :

   - Surveiller la concentration de gaz nocifs tels que l'ammoniac et le dioxyde de soufre dans des applications spécifiques telles que l'élevage en serre ou l'élevage.

Nouveaux capteurs dans l'agriculture de précision :

De nouveaux capteurs continuent d'émerger en agriculture de précision. Ils sont conçus pour améliorer l'efficacité et la précision de la collecte de données et ainsi mieux appuyer la prise de décision agricole. Voici quelques-uns de ces nouveaux capteurs et leurs applications potentielles :

1. Capteurs de drones :

   - Capteurs multispectraux et d'imagerie thermique : transportés par des drones, ils permettent une surveillance rapide de vastes zones de terres agricoles, identifiant la santé des cultures, la distribution de l'eau, les ravageurs et les maladies.

   - Radar laser (LiDAR) : utilisé pour générer des cartes topographiques de haute précision pour aider à optimiser l'irrigation et la fertilisation.

2. Capteurs robotiques automatisés :

   - Capteurs de navigation autonomes : pour la navigation et l'évitement d'obstacles dans les robots agricoles autonomes.

   - Capteurs d'imagerie 3D : pour aider les robots à effectuer des mesures précises de l'espacement des cultures et des rangs afin d'optimiser la disposition des cultures.

4. Capteurs de qualité de l'air :

   - Capteurs de gaz à effet de serre : utilisés pour surveiller les émissions de gaz à effet de serre afin d'aider à optimiser l'environnement de la serre et à améliorer les rendements des cultures.

   - Capteurs de pollution atmosphérique : utilisés pour surveiller les polluants atmosphériques tels que les résidus de pesticides afin de protéger l'environnement et la santé humaine.

5. Technologies de fusion et de traitement des données :

   - Capteurs d'apprentissage automatique : utilisez des algorithmes d'apprentissage automatique pour analyser les données de plusieurs capteurs afin de fournir une évaluation et une prévision plus précises de l'état des cultures.

Grâce aux données collectées à partir de ces capteurs tels que les capteurs d'humidité du sol , les capteurs de température, les capteurs de pH du sol, les capteurs de conductivité du sol , les capteurs d'intensité lumineuse , les capteurs de vitesse du vent et les capteurs de direction du vent, les agriculteurs sont en mesure de mettre en œuvre des intrants variables (par exemple, engrais, eau et pesticides), au bon endroit au bon moment, dans la bonne quantité, pour améliorer l'efficacité de l'utilisation des ressources et réduire les impacts environnementaux tout en augmentant les rendements et les avantages économiques.

Capteurs dans les scénarios d'application et les utilisations de l'agriculture de précision

Ces capteurs sont largement utilisés dans les champs agricoles, les serres, les vergers et autres zones agricoles. Les scénarios d'application et les utilisations spécifiques incluent :

1. Gestion de l'irrigation : Grâce aux données des capteurs d'humidité du sol et des capteurs météorologiques, nous pouvons réaliser une irrigation précise et réduire le gaspillage des ressources en eau.

2. Prévention et contrôle des nuisibles : 

Combinez les données des capteurs météorologiques et des capteurs de gaz pour prédire et prévenir les parasites et réduire l’utilisation de pesticides.

3. Gestion des engrais : 

Selon les données des capteurs de sol , comprenez l'état de fertilité du sol, réalisez une fertilisation précise et améliorez le taux d'utilisation des engrais.

4. Suivi de la croissance des cultures : 

Utilisation de capteurs de lumière, de capteurs de concentration de dioxyde de carbone, etc., pour surveiller l'environnement de croissance des cultures, optimiser les conditions de croissance et améliorer le rendement et la qualité des cultures.

5. plantation en serre : 

Dans l'environnement de serre, toutes sortes de capteurs fonctionnent ensemble pour fournir le meilleur environnement de croissance aux cultures afin d'obtenir une production efficace.

Capteurs en agriculture de précision dans une large gamme de scénarios d'application et d'utilisations, en plus de la gestion de l'irrigation mentionnée précédemment, de la prévention et du contrôle des parasites, de la gestion des engrais, de la surveillance de la croissance des cultures et de la plantation en serre, y compris, mais sans s'y limiter, les points suivants :

6. Surveillance des éléments nutritifs du sol

Scénarios d’application : terres agricoles, vergers et autres endroits où une gestion précise des nutriments du sol est requise.

Utilisation : Surveillance de la teneur en nutriments essentiels tels que l'azote, le phosphore et le potassium dans le sol grâce à des capteurs de nutriments pour aider les agriculteurs à comprendre l'état de fertilité du sol et à obtenir une fertilisation précise. Cela permet non seulement d'éviter le gaspillage des ressources et la pollution environnementale due à une fertilisation excessive, mais aussi d'améliorer le taux d'utilisation des engrais et de favoriser une croissance saine des cultures.

7. Surveillance de la santé des cultures

Scénario d'application : Diverses zones de plantation de cultures.

Utilisations : Surveillance des cultures par télédétection à l'aide de capteurs multispectraux ou hyperspectraux. L'analyse des caractéristiques spectrales des reflets foliaires permet d'identifier si les cultures sont affectées par des ravageurs, des maladies, des carences nutritionnelles ou d'autres facteurs de stress. Cette surveillance sans contact permet un accès rapide et en temps réel aux informations sur la santé des cultures et fournit aux agriculteurs des conseils opportuns sur la lutte contre les ravageurs et les maladies, ainsi que sur la gestion nutritionnelle.

8. Applications des drones

Scénarios d'application : grandes superficies de terres agricoles, vergers, etc.

Utilisations : Les drones équipés de divers capteurs (caméras multispectrales, imageurs thermiques, capteurs de gaz, etc.) pour la surveillance par télédétection à haute altitude permettent de collecter efficacement des données sur les terres agricoles, notamment sur les conditions de croissance des cultures, la répartition des ravageurs et des maladies, l'humidité du sol et sa teneur en nutriments. Après traitement et analyse, ces données peuvent fournir aux agriculteurs des conseils précis pour la gestion des champs, notamment pour une pulvérisation précise de pesticides et d'engrais.

9. Machines agricoles intelligentes

Scénario d'application : Scénario d'exploitation de la mécanisation agricole.

Utilisations : Les outils agricoles modernes, tels que les semoirs et les moissonneuses intelligents, commencent à intégrer des capteurs, tels que des capteurs de navigation GPS et des capteurs d'humidité du sol . Ces capteurs peuvent détecter l'environnement d'exploitation en temps réel et guider les équipements agricoles pour effectuer des semis, des récoltes et d'autres opérations de précision, afin d'améliorer l'efficacité opérationnelle et le rendement des cultures.

10. Gestion des ressources en eau

Scénario d'application : Système d'irrigation, aquaculture, etc.

Utilisation : Surveillance d'indicateurs clés tels que l'oxygène dissous, le pH, l'ammoniac et l'azote dans les plans d'eau grâce à des capteurs de qualité de l'eau, afin de fournir des informations précises sur la qualité de l'eau pour l'irrigation et l'aquaculture. Cela permet aux agriculteurs d'ajuster en temps opportun leurs stratégies de gestion de l'eau, comme l'augmentation de l'oxygène et l'ajustement du pH, afin de garantir une croissance saine des cultures et une production de produits aquatiques de haute qualité.

11. Contrôle environnemental des serres

Scénario d'application : Serres à effet de serre et autres installations pour l'agriculture.

Utilisation : L'environnement de la serre est complexe et variable, nécessitant un contrôle précis de la température, de l'humidité, de la lumière et d'autres paramètres environnementaux. Le capteur fournit des données au système de contrôle de l'environnement de la serre en surveillant ces paramètres en temps réel. Le système de contrôle ajuste automatiquement les paramètres environnementaux de la serre en fonction des données du capteur, comme l'ouverture et la fermeture des aérations, des filets d'ombrage, etc., afin de créer les conditions environnementales les plus propices à la croissance des cultures.

Pourquoi ces capteurs sont nécessaires :

L'agriculture de précision a besoin d'utiliser ces capteurs, principalement pour les raisons suivantes :

1. Améliorer l'efficacité de la production agricole : les capteurs peuvent surveiller et renvoyer en temps réel les paramètres environnementaux agricoles, pour aider les agriculteurs à effectuer des ajustements opportuns pour optimiser le programme de plantation afin d'améliorer l'efficacité de la production.

2. Garantir la qualité des produits agricoles : grâce à un contrôle précis de l'environnement de croissance des cultures, le capteur contribue à améliorer la qualité et le goût des produits agricoles.

3. Économie des ressources : l’irrigation de précision, la fertilisation et d’autres mesures de gestion peuvent réduire le gaspillage d’eau, d’engrais et d’autres ressources pour parvenir à un développement durable de l’agriculture.

4. Réduire la pollution de l'environnement : en réduisant l'utilisation excessive de pesticides et d'engrais, le capteur contribue à réduire la pollution environnementale de la production agricole.

5. Promouvoir la modernisation agricole : l'application de capteurs est l'un des symboles importants de la modernisation agricole, ils sont combinés avec l'Internet des objets, le big data et d'autres technologies pour promouvoir le développement de l'agriculture dans le sens de l'intelligence et de l'informatisation.

6. Répondre au changement climatique : les données des capteurs aident les agriculteurs à mieux répondre aux défis posés par le changement climatique, tels que les sécheresses et les inondations.

7. Analyse des données et aide à la décision : les données collectées par les capteurs peuvent être traitées par des outils et des modèles d’analyse de données pour aider les producteurs à prévoir les tendances de croissance des cultures, à prendre des mesures opportunes pour prévenir les parasites et les maladies et à améliorer la qualité des cultures.

En résumé, les capteurs sont essentiels à l'agriculture de précision : ils surveillent les données clés, contribuent à la gestion scientifique, améliorent le rendement et la qualité des cultures, réduisent le gaspillage des ressources et protègent l'environnement. Grâce à la surveillance et à l'analyse des données en temps réel, ils fournissent aux agriculteurs une base de décision précise, favorisent le développement de l'intelligence et du raffinement agricoles et constituent le moteur principal de la modernisation agricole et du développement durable. La technologie des capteurs rend la production agricole plus efficace et plus respectueuse de l'environnement, et favorise la transformation et la modernisation de l'agriculture.