Colleen Josephson, phó giáo sư ngành kỹ thuật điện và máy tính tại Đại học California, Santa Cruz, đã chế tạo một nguyên mẫu thẻ tần số vô tuyến thụ động có thể được chôn dưới lòng đất và phản xạ sóng vô tuyến từ đầu đọc trên mặt đất, có thể do người cầm, được mang bằng máy bay không người lái hoặc gắn trên xe. Cảm biến sẽ cho người trồng trọt biết độ ẩm trong đất dựa trên thời gian sóng vô tuyến truyền đi.
Mục tiêu của Josephson là thúc đẩy việc sử dụng công nghệ cảm biến từ xa trong các quyết định về thủy lợi.
“Động lực chung là cải thiện độ chính xác của hệ thống tưới tiêu,” Josephson nói. “Nhiều thập kỷ nghiên cứu cho thấy khi sử dụng hệ thống tưới tiêu dựa trên cảm biến, bạn sẽ tiết kiệm được nước và duy trì năng suất cao.”
Tuy nhiên, mạng lưới cảm biến hiện tại rất tốn kém, đòi hỏi phải có tấm pin mặt trời, hệ thống dây điện và kết nối internet có thể tốn hàng nghìn đô la cho mỗi điểm thăm dò.
Vấn đề là đầu đọc sẽ phải đi qua gần thẻ. Cô ước tính nhóm của mình có thể khiến nó hoạt động ở độ cao 10 mét so với mặt đất và ở độ sâu 1 mét dưới lòng đất.
Josephson và nhóm của bà đã chế tạo thành công một nguyên mẫu thẻ, một chiếc hộp hiện có kích thước bằng một hộp đựng giày chứa thẻ tần số vô tuyến được cấp nguồn bởi một vài cục pin AA và một đầu đọc trên mặt đất.
Được tài trợ bởi Quỹ Nghiên cứu Lương thực và Nông nghiệp, bà dự định nhân rộng thí nghiệm này với một nguyên mẫu nhỏ hơn và sản xuất hàng chục chiếc, đủ để thử nghiệm trên đồng ruộng tại các trang trại thương mại. Bà cho biết các thử nghiệm sẽ được thực hiện trên rau lá xanh và quả mọng, vì đây là những cây trồng chính ở Thung lũng Salinas gần Santa Cruz.
Một mục tiêu là xác định tín hiệu sẽ truyền qua tán lá tốt như thế nào. Cho đến nay, tại trạm, họ đã chôn các thẻ bên cạnh các đường ống nhỏ giọt xuống độ sâu 2,5 feet (khoảng 0,7 mét) và đang thu thập dữ liệu đất chính xác.
Các chuyên gia tưới tiêu vùng Tây Bắc hoan nghênh ý tưởng này — tưới tiêu chính xác thực sự rất tốn kém — nhưng vẫn còn nhiều câu hỏi.
Chet Dufault, một người trồng trọt sử dụng các công cụ tưới tiêu tự động, thích ý tưởng này nhưng lại e ngại về công sức cần thiết để đưa cảm biến đến gần thẻ.
Ông cho biết: “Nếu bạn phải cử ai đó hoặc chính mình đi… bạn có thể cắm một đầu dò đất trong 10 giây một cách dễ dàng”.
Troy Peters, giáo sư kỹ thuật hệ thống sinh học tại Đại học bang Washington, đã đặt câu hỏi về cách loại đất, mật độ, kết cấu và độ gồ ghề ảnh hưởng đến kết quả đo và liệu mỗi vị trí có cần phải được hiệu chuẩn riêng hay không.
Hàng trăm cảm biến, được lắp đặt và bảo trì bởi các kỹ thuật viên của công ty, giao tiếp qua sóng vô tuyến với một bộ thu duy nhất được cấp nguồn bởi một tấm pin năng lượng mặt trời ở khoảng cách lên đến 1.500 feet (khoảng 450 mét), sau đó truyền dữ liệu lên đám mây. Tuổi thọ pin không phải là vấn đề, vì các kỹ thuật viên sẽ đến thăm từng cảm biến ít nhất một lần mỗi năm.
Ben Smith, chuyên gia kỹ thuật tưới tiêu của Semios, cho biết các nguyên mẫu của Josephson gợi nhớ đến 30 năm trước. Ông nhớ lại những lần chôn vùi cùng với những sợi dây điện hở mà một công nhân phải cắm trực tiếp vào máy ghi dữ liệu cầm tay.
Các cảm biến ngày nay có thể phân tích dữ liệu về nước, dinh dưỡng, khí hậu, sâu bệnh, v.v. Ví dụ, máy dò đất của công ty thực hiện đo lường cứ sau 10 phút, cho phép các nhà phân tích phát hiện xu hướng.
Thời gian đăng: 06-05-2024