Умная система полива почвы Умная система полива следит за влажностью почвы и запускает орошение при необходимости. Сеть автономных датчиков и модуль управления формируют карту влажности почвы и управляют поливочной техникой. |
- Промышленный дизайн
- Разработка печатных плат
- Разработка встроенного ПО
- Разработка механических частей
- Прототипирование
- Испытания
Наша роль
Описание проекта
Система предназначена для работы на открытом грунте. Это потребовало от нас при разработке учитывать:
- Необходимость обеспечить автономную работу всех модулей системы на удаленных сельскохозяйственных участках – система должна быть надежной, а периодическое обслуживание редким, чтобы достичь приемлемого для конечных пользователей уровня эксплуатационных расходов.
- Плохое покрытие мобильной связи затрудняет работу с удаленным сервером. Таким, образом мы не могли рассчитывать на постоянный удаленный доступ к системе.
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.
3д модель модуля химического анализа почвы
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.
3д модели центрального модуля и исполнительного модуля
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.
Результаты
EnCata разработала интеллектуальную систему полива почвы и изготовила прототипы 3-х модулей системы:
- модуль анализатора - собирает показатели почвы;
- центральный модуль - собирает данные с модуля анализатора и на их основе, передает команды исполнительному модулю;
- исполнительный модуль - принимает команды от центрального модуля, управляет процессом полива и удобрения почвы.
Система использует разные технологии связи в зависимости от задачи пользователя:
- LoRaWAN – для подключения модулей анализатора к центральному модулю;
- Wi-Fi – для управления центральным модулем и сбора телеметрии с модулей анализатора при отсутствии подключения к Интернет;
- BLE – для прямого подключения к модулю анализатора с помощью смартфона.
До 5 км
радиус действия системы
В 3 раза
уменьшили стоимость системы
2 варианта
управления системой
Мы ждем ваше резюме
It's totally free
