Насосные станции с дистанционным управлением, экономя более 100 000 галлонов воды на акр
Аляй Шаукат, писатель
Швейцарская компания PlantCare разработала интеллектуальную систему орошения, которая самостоятельно контролирует уровни влажности почвы и воды. Система IoT доказала, что уменьшает количество отработанных отходов до 30%.
Беспроводные сенсорные сети (WSN) были ключевой технологией в революции IoT, обслуживающей коммерческие, промышленные, медицинские и даже сельскохозяйственные сферы для интеллектуальных коммуникаций M2M. Более новые архитектуры с малой мощностью в глобальной сети (LPWAN) подходят к уникальной нише беспроводной связи, которая позволяет достичь расстояний между линиями более 10 км, в то время как конечные устройства потребляют чрезвычайно низкую мощность (от 10 до 20 дБм), что позволяет использовать батареи до 10 года. Технология беспроводной сети в системе PlantCare использует как европейские полосы ISM 868 МГц, так и 2, 4 ГГц, которые нелицензированы и, следовательно, более экономичны. В сельскохозяйственной системе используются кластеры сенсорных узлов, которые могут быть размещены в пределах максимального радиуса 200 м для каждой зоны орошения. Для полей, которые разбросаны вокруг фермы в километрах, используются удлинители диапазона (REXes) или повторители, которые позволяют расширить дальность 3 км. До 12 датчиков могут подключаться к одному REX, в котором каждый REX может подключаться к четырем другим REX. Таким образом, PlantCare может поддерживать многие топологии ферм, которые требуют как короткого, так и долгосрочного подключения.
Их запатентованный датчик воды использует метод Micro Heated Pulse (MHP) для контроля влажности почвы, в котором датчик излучает короткий всплеск тепла, который позволяет охладиться окружающей средой, чтобы помочь обнаружить разницу температур в почве. Изменения температуры напрямую коррелируют с количеством влаги в окружающей Земле. Датчик включает в себя гидрофильный войлочный наконечник, который защищает чувствительные внутренние электронные схемы, а также всасывает влагу окружающей почвы для анализа влажности. Затем узел датчика связывается с другими интеллектуально расположенными датчиками в регионе для оценки относительной влажности в области. Система рассчитывает оптимальное время для воды в соответствии с конкретными потребностями воды в установке и автоматически корректирует время работы в соответствии с их стадиями роста и сезонными колебаниями температуры.
Дополнительным преимуществом является то, что оборудование специально предназначено для минимального обслуживания. Чувствительный наконечник на датчиках способен сохранять свои свойства в течение нескольких лет, в то время как потребляемая мощность сенсорных узлов минимальна - две 1, 5-вольтовые батареи АА или D-ячейки могут обеспечивать питание датчика до одного года при условии, что время между двумя измерениями составляет один час. Для более энергоемкого блока управления и водяного насоса сбор солнечной энергии осуществляется с помощью фотогальванических элементов (PV), чтобы обеспечить постоянную работу без заботы о замене батареи.
Федеральное ведомство по охране окружающей среды (FOEN) провело исследования с системой PlantControl CX еще в 2013 году на ферме площадью 15 акров, где были орошаемы различные режимы влажности почвы. Результаты показали более 30% экономии воды при использовании только 64 100 галлонов на акр по сравнению с предыдущим средним значением 203 000 галлонов воды. С почти 70% пригодной для использования пресной воды, предназначенной для полива животных, полива сельскохозяйственных культур и для обработки сельскохозяйственных культур, это может стать началом значительного поворотного момента в рациональном использовании воды. Подобные системы могут стимулировать положительное глобальное воздействие на минимизацию водных отходов, учитывая, что вода представляет собой один из самых больших рисков для человечества, согласно докладу Всемирного экономического форума (ВЭФ) в 2014 году.
Источник: PRNewswire, Plant-care.ch, patents.justia.com