Аналіз розвитку сучасних мобільних систем для моніторингу ґрунтових характеристик

Соколік, Сергій Петрович; Sokolik, S. P.

Аналіз розвитку сучасних мобільних систем для моніторингу ґрунтових характеристик

Соколік, Сергій Петрович; Sokolik, S. P.

URI: https://repo.snau.edu.ua:8080/xmlui/handle/123456789/12758

Date: 2024

Abstract:

В даній роботі проведено аналіз існуючих методів і систем для збору даних про неоднорідності ґрунтових умов, зокрема твердості та розташування ущільнених зон, як окремо, так і безпосередньо під час проведення операцій обробітку ґрунту, проаналізовано їх переваги і недоліки. В сучасному агровиробництві для якісного виконання операцій обробітку ґрунту необхідні точні цифрові карти ґрунтових властивостей. Вченими та виробниками обладнання постійно вдосконалюються існуючі системи визначення характеристик ґрунту, які б дозволили створювати точні ґрунтові карти. На сьогодні використовуються декілька типів датчиків: електромагнітні, оптичні, механічні, акустичні та ін. З них виробниками серійно випускаються і широко використовуються переважно електромагнітні датчики. Вони збирають інформацію про ґрунтову неоднорідність, що дозволяє визначати на полі відносно постійні і менші за розмірами ділянки, які називають зонами управління. Доцільним є використання даних, отриманих в результаті електромагнітного сканування під час руху по полю, як одного з джерел інформації для визначення відмінностей. На ділянках з подібною електропровідністю і з відносно стійкою врожайністю можна виконувати технологічні операції на однакових режимах роботи агрегатів, які можна визначити за меншою кількістю проб. Створення нових сенсорів та систем, які здатні швидко змінювати режими роботи машинних агрегатів в реальному часі, дозволить збільшити ефективність від їх застосування, тим самим зменшити вплив ґрунтових відмінностей на урожайність агрокультури. Перспективним напрямком є використання мобільних ґрунтових сканерів, що дозволить підвищити якість і знизити вартість створення ґрунтових карт. Подальше вдосконалення процесу аналізу ґрунту датчиками під час руху дозволить використовувати отримані дані для регулювання режимів роботи агрегатів в реальному часі. На сьогодні лише системи електромагнітного картографування доступні агровиробникам на комерційній основі. Тому важливим є продовження розробки нових мобільних систем для моніторингу ґрунтових характеристик, які в подальшому можуть використовуватися науковими і комерційними установами. Основними вимогами до таких систем є підвищенння точності даних при зниженні затрат на створення картограм, що полегшить процес ухвалення рішень.

Description:

In this paper, an analysis of existing methods and systems for collecting data on the inhomogeneity of soil conditions, in particular the hardness and location of compacted zones, both separately and directly during soil cultivation operations, was analyzed, their advantages and disadvantages were analyzed. In modern agricultural production, accurate digital maps of soil properties are necessary for the high-quality performance of soil cultivation operations. Scientists and equipment manufacturers are constantly improving existing systems for determining soil characteristics, which would allow creating accurate soil maps. Today, several types of sensors are used: electromagnetic, optical, mechanical, acoustic, etc. Among them, manufacturers mainly produce and widely use electromagnetic sensors. They collect information about soil heterogeneity, which makes it possible to define relatively constant and smaller areas in the field, which are called management zones. It is appropriate to use the data obtained as a result of electromagnetic scanning during movement on the field as one of the sources of information to determine the differences. In areas with similar electrical conductivity and with relatively stable yield, technological operations can be performed at the same modes of operation of units, which can be determined by a smaller number of samples. The creation of new sensors and systems capable of quickly changing the operating modes of machine units in real time will increase the efficiency of their use, thereby reducing the impact of soil differences on agricultural productivity. A promising direction is the use of mobile soil scanners, which will improve the quality and reduce the cost of creating soil maps. Further improvement of the process of soil analysis by sensors during movement will allow using the received data to adjust the operating modes of the units in real time. Currently, only electromagnetic mapping systems are available to agricultural producers on a commercial basis. Therefore, it is important to continue the development of new mobile systems for monitoring soil characteristics, which can be used by scientific and commercial institutions in the future. The main requirements for such systems are to increase the accuracy of data while reducing the cost of creating cartograms, which will facilitate the decision-making process.

Show full item record