Коллин Джозефсон, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники Калифорнийского университета в Санта-Крузе, создала прототип пассивного радиочастотного датчика, который можно закопать под землю и который будет отражать радиоволны от считывающего устройства, расположенного над землей — будь то в руках человека, на борту дрона или на транспортном средстве. Датчик будет сообщать фермерам о влажности почвы на основе времени, необходимого для распространения радиоволн.
Цель Джозефсона — расширить использование дистанционного зондирования при принятии решений в области орошения.
«Главная цель — повысить точность орошения, — сказал Джозефсон. — Многолетние исследования показывают, что использование орошения, основанного на данных с датчиков, позволяет экономить воду и поддерживать высокие урожаи».
Однако существующие сети датчиков обходятся дорого, требуя солнечных батарей, проводки и подключения к интернету, что может стоить тысячи долларов для каждой точки наблюдения.
Загвоздка в том, что считывателю придётся пройти в непосредственной близости от метки. Она предполагает, что её команда сможет обеспечить её работу на высоте до 10 метров над землёй и на глубине всего 1 метра.
Джозефсон и ее команда создали успешный прототип метки — коробку размером примерно с обувную коробку, содержащую радиочастотную метку, питающуюся от пары батареек типа АА, и наземный считыватель.
Получив грант от Фонда исследований в области продовольствия и сельского хозяйства, она планирует повторить эксперимент с меньшим прототипом и изготовить десятки таких устройств, достаточных для полевых испытаний на коммерческих фермах. По ее словам, испытания будут проводиться на листовой зелени и ягодах, поскольку это основные сельскохозяйственные культуры в долине Салинас недалеко от Санта-Круз.
Одна из целей — определить, насколько хорошо сигнал будет распространяться через листву. На данный момент на станции установлены метки рядом с капельными линиями на глубине до 75 см, и получают точные показания параметров почвы.
Эксперты по ирригации на северо-западе высоко оценили эту идею — точное орошение действительно обходится дорого, — но у них возникло много вопросов.
Чет Дюфолт, фермер, использующий автоматизированные системы орошения, одобряет эту концепцию, но его смущает трудозатраты, необходимые для приближения датчика к метке.
«Если вам нужно отправить кого-то или отправить кого-то самому… вы можете так же легко установить почвенный зонд за 10 секунд», — сказал он.
Трой Питерс, профессор кафедры биологической системной инженерии Вашингтонского государственного университета, задался вопросом, как тип почвы, плотность, текстура и неровность влияют на показания, и нужно ли проводить индивидуальную калибровку в каждом конкретном месте.
Сотни датчиков, установленных и обслуживаемых техническими специалистами компании, обмениваются данными по радио с единственным приемником, питающимся от солнечной панели и расположенным на расстоянии до 450 метров, который затем передает данные в облако. Проблем с зарядом батареи нет, поскольку специалисты посещают каждый датчик не реже одного раза в год.
Прототипы Джозефсона относятся к 30-летней давности, — сказал Бен Смит, технический специалист по ирригации компании Semios. — Он помнит, как они были закопаны в землю с оголенными проводами, которые рабочий физически подключал к портативному регистратору данных.
Современные датчики позволяют анализировать данные о воде, питании, климате, вредителях и многом другом. Например, почвенные детекторы компании проводят измерения каждые 10 минут, что позволяет аналитикам выявлять тенденции.
Дата публикации: 06 мая 2024 г.