Коллин Джозефсон, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники Калифорнийского университета в Санта-Крузе, создала прототип пассивной радиочастотной метки, которую можно закопать под землю и отражать радиоволны от надземного считывателя, который можно держать в руках, переносить с помощью дрона или устанавливать на транспортном средстве. Датчик будет сообщать фермерам о влажности почвы, исходя из времени, необходимого радиоволнам для прохождения сигнала.
Цель Джозефсона — расширить использование дистанционного зондирования при принятии решений по орошению.
«Основная цель — повышение точности полива», — сказал Джозефсон. «Десятилетия исследований показывают, что использование орошения с использованием датчиков позволяет экономить воду и поддерживать высокую урожайность».
Однако существующие сенсорные сети обходятся дорого и требуют солнечных панелей, проводки и интернет-подключения, которые могут стоить тысячи долларов для каждой точки установки датчика.
Проблема в том, что считыватель должен будет проходить в непосредственной близости от метки. По её оценкам, её команда может обеспечить работу устройства на высоте до 10 метров над землёй и на глубине до 1 метра под землёй.
Джозефсон и ее команда создали успешный прототип метки — коробку размером с обувную коробку, в которой находится радиочастотная метка, работающая от пары батареек типа АА, и наземный считыватель.
Получив грант от Фонда исследований продовольствия и сельского хозяйства, она планирует повторить эксперимент с меньшим прототипом и изготовить десятки экземпляров, достаточных для полевых испытаний на коммерческих фермах. Испытания будут проводиться на листовой зелени и ягодах, поскольку это основные культуры в долине Салинас недалеко от Санта-Крус, сказала она.
Одна из целей — определить, насколько хорошо сигнал проходит сквозь лиственный покров. На данный момент на станции установлены датчики рядом с капельными трубами на глубине до 2,5 футов (7,5 м) и получены точные показания состояния почвы.
Эксперты по ирригации на северо-западе приветствовали эту идею (точное орошение действительно требует больших затрат), но у них возникло много вопросов.
Чету Дюфо, производителю, который использует автоматизированные системы полива, нравится эта концепция, но его смущают трудозатраты на размещение датчика в непосредственной близости от метки.
«Если вам нужно отправить кого-то или себя… вы можете так же легко ввести зонд для взятия пробы почвы за 10 секунд», — сказал он.
Трой Питерс, профессор кафедры биологических системной инженерии в Университете штата Вашингтон, задался вопросом, как тип почвы, плотность, текстура и неровность влияют на показания и потребуется ли индивидуальная калибровка для каждого местоположения.
Сотни датчиков, установленных и обслуживаемых специалистами компании, связываются по радио с одним приёмником, работающим от солнечной панели, на расстоянии до 450 метров, который затем передаёт данные в облако. Время работы аккумулятора не проблема, поскольку специалисты проверяют каждый датчик как минимум раз в год.
Бен Смит, специалист по ирригации компании Semios, рассказал, что прототипы Джозефсона появились 30 лет назад. Он помнит, как в земле были проложены оголённые провода, которые рабочий подключал к портативному регистратору данных.
Современные датчики способны анализировать данные о воде, питании, климате, вредителях и многом другом. Например, детекторы почвы компании проводят измерения каждые 10 минут, что позволяет аналитикам выявлять тенденции.
Время публикации: 06 мая 2024 г.