استفاده از یک حسگر رطوبت خاک مقرون‌به‌صرفه‌تر

کالین جوزفسون، استادیار مهندسی برق و کامپیوتر در دانشگاه کالیفرنیا، سانتا کروز، نمونه اولیه‌ای از یک برچسب فرکانس رادیویی غیرفعال ساخته است که می‌تواند در زیر زمین دفن شود و امواج رادیویی را از یک دستگاه خوانش در بالای زمین، چه توسط یک شخص نگه داشته شود، چه توسط یک پهپاد حمل شود و چه به یک وسیله نقلیه نصب شود، منعکس کند. این حسگر بر اساس زمانی که طول می‌کشد تا امواج رادیویی این سفر را طی کنند، به کشاورزان می‌گوید که چه مقدار رطوبت در خاک وجود دارد.
هدف جوزفسون افزایش استفاده از سنجش از دور در تصمیم‌گیری‌های آبیاری است.
جوزفسون گفت: «انگیزه اصلی، بهبود دقت آبیاری است. دهه‌ها مطالعه نشان می‌دهد که وقتی از آبیاری مبتنی بر حسگر استفاده می‌کنید، در مصرف آب صرفه‌جویی می‌کنید و بازده بالایی را حفظ می‌کنید.»
با این حال، شبکه‌های حسگر فعلی گران هستند و به پنل‌های خورشیدی، سیم‌کشی و اتصالات اینترنتی نیاز دارند که می‌تواند هزاران دلار برای هر سایت کاوش هزینه داشته باشد.
نکته این است که دستگاه خواننده باید از نزدیکی برچسب عبور کند. او تخمین می‌زند که تیمش می‌تواند آن را تا فاصله ۱۰ متری بالای زمین و تا عمق ۱ متری زمین فعال کند.
جوزفسون و تیمش یک نمونه اولیه موفق از این برچسب را ساخته‌اند، جعبه‌ای که در حال حاضر تقریباً به اندازه یک جعبه کفش است و حاوی برچسب فرکانس رادیویی است که با چند باتری قلمی تغذیه می‌شود و یک خواننده روی زمین نیز دارد.
او که با کمک مالی بنیاد تحقیقات غذا و کشاورزی تأمین مالی شده است، قصد دارد این آزمایش را با یک نمونه اولیه کوچکتر تکرار کند و ده‌ها عدد از آنها را تولید کند، که برای آزمایش‌های میدانی در مزارع تجاری کافی باشد. او گفت که این آزمایش‌ها روی سبزیجات برگ‌دار و انواع توت‌ها انجام خواهد شد، زیرا اینها محصولات اصلی دره سالیناس در نزدیکی سانتا کروز هستند.
یکی از اهداف، تعیین میزان موفقیت سیگنال در عبور از سایبان‌های پربرگ است. تاکنون، در ایستگاه، آنها برچسب‌هایی را در مجاورت خطوط آبیاری قطره‌ای تا عمق ۲.۵ فوت دفن کرده‌اند و در حال اندازه‌گیری دقیق خاک هستند.
کارشناسان آبیاری شمال غربی از این ایده استقبال کردند - آبیاری دقیق واقعاً گران است - اما سوالات زیادی داشتند.
چت دوفاولت، کشاورزی که از ابزارهای آبیاری خودکار استفاده می‌کند، این ایده را دوست دارد اما از نیروی کار لازم برای نزدیک کردن حسگر به برچسب، امتناع می‌کند.
او گفت: «اگر مجبورید کسی یا خودتان را بفرستید... می‌توانید به همین راحتی در عرض ۱۰ ثانیه یک کاوشگر خاک را بچسبانید.»
تروی پیترز، استاد مهندسی سیستم‌های بیولوژیکی در دانشگاه ایالتی واشنگتن، این سوال را مطرح کرد که چگونه نوع، تراکم، بافت و ناهمواری خاک بر خوانش‌ها تأثیر می‌گذارد و آیا هر مکان نیاز به کالیبراسیون جداگانه دارد یا خیر.
صدها حسگر که توسط تکنسین‌های شرکت نصب و نگهداری می‌شوند، از طریق رادیو با یک گیرنده واحد که توسط یک پنل خورشیدی تا فاصله ۱۵۰۰ فوت تغذیه می‌شود، ارتباط برقرار می‌کنند و سپس داده‌ها را به فضای ابری منتقل می‌کنند. عمر باتری مشکلی ندارد، زیرا آن تکنسین‌ها حداقل سالی یک بار از هر حسگر بازدید می‌کنند.
بن اسمیت، متخصص فنی آبیاری در Semios، گفت نمونه‌های اولیه جوزفسون به ۳۰ سال پیش برمی‌گردند. او به یاد می‌آورد که سیم‌های مدفون شده در معرض دید، به طور فیزیکی به یک دستگاه ثبت اطلاعات دستی وصل می‌شدند.
حسگرهای امروزی می‌توانند داده‌های مربوط به آب، تغذیه، آب و هوا، آفات و موارد دیگر را تجزیه و تحلیل کنند. به عنوان مثال، آشکارسازهای خاک این شرکت هر 10 دقیقه اندازه‌گیری‌هایی انجام می‌دهند و به تحلیلگران اجازه می‌دهند روندها را تشخیص دهند.