ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដី៖ "ភ្នែកក្រោមដី" សម្រាប់ការត្រួតពិនិត្យកសិកម្មច្បាស់លាស់ និងអេកូឡូស៊ី

1. និយមន័យបច្ចេកទេស និងមុខងារស្នូល
ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដីគឺជាឧបករណ៍ឆ្លាតវៃដែលត្រួតពិនិត្យប៉ារ៉ាម៉ែត្របរិស្ថាននៃដីក្នុងពេលវេលាជាក់ស្តែងតាមរយៈវិធីសាស្ត្ររូបវិទ្យា ឬគីមី។ វិមាត្រត្រួតពិនិត្យស្នូលរបស់វារួមមាន:

ការត្រួតពិនិត្យទឹក៖ បរិមាណទឹកបរិមាណ (VWC), សក្តានុពលម៉ាទ្រីស (kPa)
លក្ខណៈសម្បត្តិរូបវិទ្យា និងគីមី៖ ចរន្តអគ្គិសនី (EC), pH, សក្តានុពល REDOX (ORP)
ការវិភាគសារធាតុចិញ្ចឹម៖ មាតិកាអាសូត ផូស្វ័រ និងប៉ូតាស្យូម (NPK) ការប្រមូលផ្តុំសារធាតុសរីរាង្គ
ប៉ារ៉ាម៉ែត្រទែរម៉ូឌីណាមិកៈទម្រង់សីតុណ្ហភាពដី (ការវាស់វែងជម្រាលពី 0-100 សង់ទីម៉ែត្រ)
សូចនាករជីវសាស្រ្ត៖ សកម្មភាពអតិសុខុមប្រាណ (អត្រាផ្លូវដង្ហើម CO₂)

ទីពីរ ការវិភាគនៃបច្ចេកវិទ្យាចាប់សញ្ញាចរន្ត
ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាសំណើម
ប្រភេទ TDR (ការឆ្លុះបញ្ចាំងតាមដែនពេលវេលា)៖ ការវាស់វែងពេលវេលានៃរលកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច (ភាពត្រឹមត្រូវ ± 1%, ជួរ 0-100%)
ប្រភេទ FDR (ការឆ្លុះបញ្ជាំងដែនប្រេកង់): ការរកឃើញការអនុញ្ញាតរបស់ capacitor (តម្លៃទាប ត្រូវការការក្រិតតាមខ្នាតទៀងទាត់)
ការស៊ើបអង្កេតនឺត្រុង: ចំនួននឺត្រុងមធ្យមអ៊ីដ្រូសែន (ភាពត្រឹមត្រូវនៃថ្នាក់មន្ទីរពិសោធន៍ តម្រូវឱ្យមានការអនុញ្ញាតពីវិទ្យុសកម្ម)

ការស៊ើបអង្កេតសមាសធាតុពហុប៉ារ៉ាម៉ែត្រ
ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា 5-in-1: សំណើម + សីតុណ្ហភាព EC + + pH + អាសូត (ការការពារ IP68, ធន់ទ្រាំនឹងការច្រេះអំបិល - អាល់កាឡាំង)
ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា Spectroscopic៖ នៅជិតអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ (NIR) នៅក្នុងការរកឃើញសារធាតុសរីរាង្គ (ដែនកំណត់ការរកឃើញ 0.5%)

របកគំហើញបច្ចេកវិទ្យាថ្មី។
អេឡិចត្រូត nanotube កាបូន៖ ដំណោះស្រាយការវាស់វែង EC រហូតដល់ 1μS/cm
បន្ទះឈីប Microfluidic: 30 វិនាទីដើម្បីបញ្ចប់ការរកឃើញយ៉ាងឆាប់រហ័សនៃអាសូតនីត្រាត

ទីបី សេណារីយ៉ូនៃកម្មវិធីឧស្សាហកម្ម និងតម្លៃទិន្នន័យ
1. ការគ្រប់គ្រងច្បាស់លាស់នៃកសិកម្មឆ្លាតវៃ (វាលពោតនៅរដ្ឋ Iowa សហរដ្ឋអាមេរិក)

គ្រោងការណ៍ដាក់ពង្រាយ៖
ស្ថានីយ៍ត្រួតពិនិត្យទម្រង់មួយរៀងរាល់ 10 ហិកតា (20/50/100cm បីកម្រិត)
បណ្តាញឥតខ្សែ (LoRaWAN ចម្ងាយបញ្ជូន 3km)

ការសម្រេចចិត្តឆ្លាតវៃ៖
កេះប្រព័ន្ធធារាសាស្រ្ត៖ ចាប់ផ្តើមប្រព័ន្ធធារាសាស្រ្តស្រក់នៅពេលដែល VWC<18% នៅជម្រៅ 40cm
ការបង្កកំណើតអថេរ៖ ការកែតម្រូវថាមវន្តនៃកម្មវិធីអាសូតដោយផ្អែកលើភាពខុសគ្នានៃតម្លៃ EC នៃ ±20%

ទិន្នន័យអត្ថប្រយោជន៍៖
សន្សំសំចៃទឹក 28%, អត្រាប្រើប្រាស់អាសូតកើនឡើង 35%
ការកើនឡើងនៃពោត 0.8 តោនក្នុងមួយហិកតា

2. ការត្រួតពិនិត្យការគ្រប់គ្រងលើវាលខ្សាច់ (គម្រោងស្តារអេកូឡូស៊ីតំបន់សាហារ៉ា)

អារេឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា៖
ការត្រួតពិនិត្យតារាងទឹក (piezoresistive, ជួរ 0-10MPa)
ការតាមដានខាងមុខអំបិល (ការស៊ើបអង្កេត EC ដែលមានដង់ស៊ីតេខ្ពស់ជាមួយនឹងគម្លាតអេឡិចត្រូត 1 មម)

គំរូ​ការ​ព្រមាន​មុន​:
សន្ទស្សន៍វាលខ្សាច់ =0.4×(EC>4dS/m)+0.3×(សារធាតុសរីរាង្គ <0.6%)+0.3×(មាតិកាទឹក <5%)

ឥទ្ធិពលនៃការគ្រប់គ្រង៖
ការគ្របដណ្តប់បន្លែបានកើនឡើងពី 12% ទៅ 37%
62% កាត់បន្ថយជាតិប្រៃលើផ្ទៃ

3. ការព្រមានអំពីគ្រោះមហន្តរាយភូមិសាស្ត្រ (ខេត្ត Shizuoka ប្រទេសជប៉ុន បណ្តាញត្រួតពិនិត្យការរអិលបាក់ដី)

ប្រព័ន្ធត្រួតពិនិត្យ៖
ជម្រាលខាងក្នុង៖ ឧបករណ៏សម្ពាធទឹករន្ធ (ជួរ 0-200kPa)
ការផ្លាស់ទីលំនៅលើផ្ទៃ៖ MEMS dipmeter (ដំណោះស្រាយ 0.001°)

ក្បួនដោះស្រាយការព្រមានជាមុន៖
ទឹកភ្លៀងសំខាន់ៗ៖ តិត្ថិភាពដី> ៨៥% និងទឹកភ្លៀងក្នុងមួយម៉ោង> ៣០ ម។
អត្រាផ្លាស់ទីលំនៅ៖ 3 ម៉ោងជាប់ៗគ្នា > 5mm/h បង្កការជូនដំណឹងពណ៌ក្រហម

លទ្ធផលនៃការអនុវត្ត៖
ការរអិលបាក់ដីចំនួនបីត្រូវបានព្រមានដោយជោគជ័យក្នុងឆ្នាំ 2021
ពេលវេលាឆ្លើយតបបន្ទាន់ត្រូវបានកាត់បន្ថយមកត្រឹម 15 នាទី។

4. ការ​ជួសជុល​កន្លែង​កខ្វក់ (ការ​ព្យាបាល​លោហៈ​ធ្ងន់​នៅ​ក្នុង​តំបន់​ឧស្សាហកម្ម Ruhr ប្រទេស​អាល្លឺម៉ង់)

គ្រោងការណ៍ការរកឃើញ៖
ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាពន្លឺនៃ XRF៖ សំណ / កាដមីញ៉ូម / អាសេនិចក្នុងការរកឃើញទីតាំង (ភាពត្រឹមត្រូវ ppm)
ខ្សែសង្វាក់សក្តានុពល REDOX៖ តាមដានដំណើរការ bioremediation

ការគ្រប់គ្រងឆ្លាតវៃ៖
Phytoremediation ត្រូវបានធ្វើឱ្យសកម្មនៅពេលដែលកំហាប់អាសេនិចធ្លាក់ចុះក្រោម 50ppm
នៅពេលដែលសក្តានុពលគឺ> 200mV ការចាក់បញ្ចូលអេឡិចត្រុងជំរុញការរិចរិលអតិសុខុមប្រាណ

ទិន្នន័យអភិបាលកិច្ច៖
ការបំពុលសំណត្រូវបានកាត់បន្ថយ 92%
វដ្តជួសជុលត្រូវបានកាត់បន្ថយ 40%

4. និន្នាការវិវត្តន៍បច្ចេកវិទ្យា
ខ្នាតតូច និងអារេ
ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា Nanowire (<100nm នៅក្នុងអង្កត់ផ្ចិត) បើកការត្រួតពិនិត្យតំបន់ឫសរុក្ខជាតិតែមួយ
ស្បែកអេឡិចត្រូនិចដែលអាចបត់បែនបាន (លាតសន្ធឹង 300%) ADAPTS ទៅនឹងការខូចទ្រង់ទ្រាយដី

ការលាយបញ្ចូលគ្នានៃការយល់ឃើញចម្រុះ
ការបញ្ច្រាសវាយនភាពដីដោយរលកសូរស័ព្ទ និងចរន្តអគ្គិសនី
វិធីសាស្ត្រវាស់ជីពចរកំដៅនៃចរន្តទឹក (ភាពត្រឹមត្រូវ± 5%)

AI ជំរុញការវិភាគឆ្លាតវៃ
បណ្តាញសរសៃប្រសាទ Convolutional កំណត់ប្រភេទដី (ភាពត្រឹមត្រូវ 98%)
កូនភ្លោះឌីជីថលក្លែងធ្វើការផ្លាស់ប្តូរសារធាតុចិញ្ចឹម

5. ករណីអនុវត្តធម្មតា៖ គម្រោងការពារដីខ្មៅនៅភាគឦសាននៃប្រទេសចិន
បណ្តាញត្រួតពិនិត្យ៖
ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាចំនួន 100,000 ឈុតគ្របដណ្តប់លើផ្ទៃដីស្រែចំនួន 5 លានហិចតា
មូលដ្ឋានទិន្នន័យ 3D នៃ "សំណើម ការមានកូន និងការបង្រួម" នៅក្នុងស្រទាប់ដី 0-50cm ត្រូវបានបង្កើតឡើង

គោលនយោបាយការពារ៖
នៅពេលដែលសារធាតុសរីរាង្គ <3%, ការបង្វែរចំបើងជ្រៅគឺចាំបាច់
ដង់ស៊ីតេភាគច្រើននៃដី > 1.35g/cm³ ធ្វើឱ្យដំណើរការនៃស្រទាប់ខាងក្រោម

លទ្ធផលនៃការអនុវត្ត៖
អត្រាបាត់បង់ស្រទាប់ដីខ្មៅថយចុះ ៧៦%
ទិន្នផលសណ្តែកសៀងជាមធ្យមក្នុងមួយម៉ែតបានកើនឡើង ២១%
ការផ្ទុកកាបូនបានកើនឡើង 0.8 តោន/ហិកតាក្នុងមួយឆ្នាំ

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន
ពី "ការធ្វើកសិកម្មបែបអាណាចក្រ" ទៅ "ការធ្វើកសិកម្មទិន្នន័យ" ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដីកំពុងរៀបចំឡើងវិញនូវវិធីដែលមនុស្សនិយាយទៅកាន់ដី។ ជាមួយនឹងការរួមបញ្ចូលយ៉ាងស៊ីជម្រៅនៃដំណើរការ MEMS និងបច្ចេកវិទ្យា Internet of Things ការត្រួតពិនិត្យដីនឹងសម្រេចបាននូវរបកគំហើញនៅក្នុងដំណោះស្រាយទំហំ nanoscale និងការឆ្លើយតបពេលវេលាកម្រិតនាទីនាពេលអនាគត។ ដើម្បីឆ្លើយតបទៅនឹងបញ្ហាប្រឈមនានា ដូចជាសន្តិសុខស្បៀងសកល និងការរិចរឹលនៃអេកូឡូស៊ី "ឧបករណ៍បញ្ជូនស្ងាត់" ដែលកប់យ៉ាងជ្រៅទាំងនេះនឹងបន្តផ្តល់ការគាំទ្រទិន្នន័យសំខាន់ៗ និងលើកកម្ពស់ការគ្រប់គ្រង និងការគ្រប់គ្រងដ៏ឆ្លាតវៃនៃប្រព័ន្ធផ្ទៃផែនដី។