Система предназначена для работы на открытом грунте. Это потребовало от нас при разработке учитывать:

Разработка системы велась в два этапа.

На первом этапе работ мы разработали модуль анализатора, который с заданным в системе интервалом проводит измерения влажности и содержания солей в почве и передает данные по сети LoRaWAN на центральный модуль управления. При этом для проверки локальных показателей мы добавили возможность подключаться к модулю анализатора по BLE с помощью смартфона. В этом сценарии использования модуль анализатора можно рассматривать, как отдельное смарт-устройство, которое можно использовать без центрального модуля.

На втором этапе работ мы разработали два модуля: центральный и исполнительный. Центральный модуль собирает данные с модуля анализатора и передает сигналы исполнительному модулю, а исполнительный модуль запускает процесс полива и удобрения почвы.

Для систем Интернета вещей в сельском хозяйстве приоритетом является надежность и невысокая стоимость. Зачастую сельхозугодья находятся в местах с плохим покрытием сотовой связи, поэтому для повышения надежности систем нужно на этапе разработки предусматривать дублирующие способы связи и управления, такие как Wifi или BLE модули, а также размещать сервера приложений не в облаке, а на одноплатных компьютерах в модулях управления системами.

Чтобы обеспечить автономную работу всех модулей системы на удаленных сельскохозяйственных участках мы установили в корпуса модулей солнечные батареи, мощности которых хватает на подзарядку встроенных в корпуса литьевых аккумуляторов.

При разработке модуля управления, чтобы обеспечить автономность системы, мы отказались от облачных серверов и разместили сервера приложения на одноплатном компьютере центрального модуля. При наличии подключения к интернету система управляется удаленно, а при его отсутствии изменение настроек и управление работой системы можно делать вручную, подключившись по Wi-Fi.

Чтобы уменьшить себестоимость системы, мы заменили готовое решение LoRaWAN модема на модуль RFM95, который выступает в роли трансивера, а не модема. Такое решение увеличило трудозатраты на разработку прошивки, однако это позволило применить радиомодуль для реализации связи по LoRaWAN в 3 раза дешевле предыдущего.

EnCata разработала интеллектуальную систему полива почвы и изготовила прототипы 3-х модулей системы:

Система использует разные технологии связи в зависимости от задачи пользователя: