식물은 토양에서 물과 대부분의 영양분을 수집합니다. 이러한 토양 영양분은 식물의 뿌리에 의해 흡수되어 "목부(Xylem)"라는 관다발 조직을 통해 광합성이 일어나는 잎으로 전달됩니다. 따라서 토양은 식물뿐만 아니라 다른 생물체의 식량 생산을 위한 초기 플랫폼 역할을 함으로써 전체 식량 순환을 지원합니다.
농업인과 농민은 작물의 성장을 촉진하기 위해 토양의 최적 영양 및 수분 수준을 유지하는 것이 중요하다는 것을 알고 있습니다. 비료와 거름을 사용하면 토양의 질이 향상되고 견고한 관개 시스템으로 토양의 수분 함량을 쉽게 조절할 수 있습니다.
사물 인터넷과 센서 기술의 발전으로 다양한 토양 수분 감지 시스템이 탄생했습니다. 농부는 이러한 장치를 사용하여 토양의 질을 모니터링 및 관리하고 자신의 밭에서 자라기에 적합한 작물을 선택할 수 있습니다. 이러한 센서가 토양 수분 함량을 결정하는 데 사용되는 다양한 메커니즘이 있습니다. 따라서 토양 수분과 관련된 다양한 용어를 숙지하는 것이 중요합니다.
다음은 토양 수분 측정과 관련된 몇 가지 용어입니다.
이러한 용어는 일반적으로 토양의 수분 함량을 결정할 때 사용됩니다. 다양한 토양 수분 감지기는 이러한 용어를 사용하여 존재하는 수분의 양을 나타냅니다. 토양 수분 센서의 작동은 일반적으로 센서가 사용하는 메커니즘에 따라 달라집니다.
반사 측정법을 사용하는 토양 수분 센서는 토양에 반사된 특정 매개변수의 변화를 측정하여 수분 함량을 결정합니다. 반사계에는 일반적으로 토양에 깊이 삽입되는 2~3개의 금속 막대가 있습니다. 알려진 매개변수의 파동이 이 막대를 통과합니다. 센서는 반사파를 포착하고 토양에 존재하는 수분의 양은 매개변수의 변화에 따라 결정됩니다.
반사계에 사용되는 매개변수에 따라 세 가지 유형으로 분류됩니다:
시간 영역 전송률계는 TDR과 유사하지만 양쪽 끝이 전원과 연결된 완전한 루프로 구성됩니다. TDT는 펄스가 토양 깊숙이 묻힌 후 전체 루프를 통해 전파되는 데 걸리는 시간을 측정합니다. 맥박이 전파되는 데 걸리는 시간은 건조한 토양보다 습한 토양에서 더 길어집니다. 맥박에 걸리는 시간을 고려하여 토양에 존재하는 수분의 양을 추정합니다.
장력계는 토양 수분 장력을 사용하여 토양의 수분 함량을 결정합니다. 그것은 물로 채워진 유리관으로 구성됩니다. 튜브의 끝 부분에는 토양 깊숙이 삽입되는 다공성 팁이 장착되어 있습니다. 토양은 수분이 감소하자마자 토양 수분 장력으로 인해 튜브에서 물을 추출합니다. 이렇게 하면 토양 수분 함량의 변화를 반영하는 튜브에 진공이 생성됩니다.
이 센서는 전기 저항을 측정하여 토양의 수분 수준을 결정합니다. 이는 석영으로 구성된 세분화된 매트릭스에 둘러싸인 전극으로 구성됩니다. 이 장치는 금속 케이스에 채워진 석고 용액에 담겨 있습니다. 작은 전하가 전극을 통과하고 전극을 통한 전기 저항이 측정됩니다. 토양의 수분이 감소하면 센서의 수분이 토양에 의해 추출되어 저항이 증가합니다. 저항 수준의 이러한 변화는 토양 수분 함량을 추정하는 데 사용됩니다.
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토양 수분은 식물의 성장을 촉진하는 중요한 특성입니다. 이는 토양에 존재하는 다양한 영양분에 대한 용매 역할을 하며 그 자체로 광합성의 주요 성분으로 작용합니다. 이는 새로운 식물의 개화를 더욱 보장하는 토양 온도를 조절합니다.
따라서 토양 수분 함량을 측정하는 것은 작물 수확량을 최대화하고 품질을 보장하는 데 중요합니다. 다양한 메커니즘으로 작동하는 토양 수분 센서가 등장하여 농부들이 농장 토양의 질에 대한 최신 정보를 지속적으로 얻을 수 있도록 지원합니다.
IoT 기반 토양 수분 감지 시스템은 농업 IoT의 다양한 애플리케이션 중 하나입니다. 수분 센서를 통해 수집된 데이터는 게이트웨이를 통해 농부의 명령 센터 역할을 하는 중앙 집중식 플랫폼으로 전송됩니다. 그는 이 플랫폼의 데이터를 사용하여 다양한 농업 작업을 원격으로 모니터링 및 관리하고 작물의 품질과 건강을 보장할 수 있습니다.
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사물 인터넷 기술
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