DropControl von WiseConn hilft Landwirten, ihre Ernten zu maximieren und ihren Bewässerungseinsatz zu optimieren, indem es die Bodenfeuchtigkeit, Brunnen, Ventile, Wetterstationen und mehr sorgfältig und präzise überwacht. WiseConn nutzt Digi XBee-PRO® Funkgeräte in einer Mesh-Netzwerkkonfiguration, um Daten von Sensoren mit geringem Stromverbrauch zu erfassen und an die Kontrollstation des Landwirts zu übertragen, um eine vollständige und optimale Bewässerungssteuerung zu gewährleisten.
Geschäftliche Herausforderung
In praktisch allen Bereichen der großflächigen Landwirtschaft sind die Gewinnspannen gering, so dass die Landwirte sorgfältig abwägen müssen, ob sie ihren Wasserverbrauch kontrollieren und gleichzeitig verhindern wollen, dass die Ernte durch Unter- oder Überbewässerung verdirbt. Aber wenn man Hunderte von Hektar bewirtschaftet, ist es fast unmöglich, jedes Feld genau zu kontrollieren. Da es nicht möglich ist, jedes Feld zu überwachen, verfügen viele Landwirte nicht über genügend Fakten und Daten und müssen ihre Pflanzen ausschließlich auf der Grundlage von Berechnungen, Erfahrungen und Einschätzungen bewässern.
Leider bedeutet der Ansatz "eine Bewässerung für alle", dass viele Felder übermäßig bewässert werden und viele Felder nicht genug Wasser erhalten. Infolgedessen müssen Landwirte und Agrarunternehmen schwankende Ernten, suboptimale Erträge und eine unnötige Verschwendung wertvoller Wasserressourcen hinnehmen. WiseConn erkannte, dass Sensoren und die Fernsteuerung von Bewässerungsanlagen dem Prozess ein neues Maß an Intelligenz und Effizienz verleihen könnten, und entwickelte DropControl, ein vernetztes Hardware/Software-System für das Bewässerungsmanagement.
DropControl besteht aus einem drahtlosen Netzwerk zur Überwachung und Steuerung sowie einer zentralen Webanwendung. Die Netzwerkknoten sind mit Sensoren und Aktoren verbunden, um Wetterbedingungen, Bodenfeuchtigkeit und historische Bewässerungsdaten zu überwachen und die Pumpen, Ventile und anderen Komponenten des Bewässerungssystems zu aktivieren, deaktivieren und kalibrieren. Die Knoten kommunizieren miteinander, um Informationen an das zentrale DropControl Gateway zu senden, das das Netzwerk mit einem Webserver verbindet.
Lösung
Laut Jose Ulloa, Chief Technical Officer von WiseConn, stützten sich die ersten Implementierungen des Unternehmens auf Open-Source-Software-Stacks für die Konnektivität. "Dieser Ansatz funktionierte", so Ulloa, "aber er war sehr aufwändig zu pflegen. Wir wollten eine Lösung, die einen geringeren Stromverbrauch, größere Netzwerkflexibilität und eine größere Reichweite bietet. Als wir die Digi XBee-PRO-Funkgeräte testeten, fanden wir eine Lösung, die für uns und unsere Kunden von großem Nutzen war."
WiseConn DropControl mit Digi XBee-PRO Radio
WiseConn hat seine DropControl-Lösung mit den Digi XBee-PRO® 900HP-Embedded-Modulen erweitert, die eine klassenbeste Funkreichweite bieten und das DigiMesh®-Netzwerkprotokoll mit dichtem Netzwerkbetrieb, Unterstützung für schlafende Router und eine proprietäre Punkt-zu-Mehrpunkt-Konfiguration verwenden. Durch die Unterstützung von RF-Sichtweiten von bis zu 28 Meilen (mit High-Gain-Antennen) und Datenraten von bis zu 200 Kbps ist das Digi XBee-PRO ideal für WiseConns Anwendungen mit großer Reichweite.
"Für uns waren der geringe Stromverbrauch, die ISM-Kompatibilität und die große Reichweite von Digi ausschlaggebend", so Ulloa. "Genauso wichtig ist, dass wir das Peer-to-Peer-Mesh-Netzwerk von Digi nutzen können. Die Bewässerung und die Flusskontrolle über große Entfernungen erfordern eine robuste P2P-Kommunikation, die nicht von einem ständig verbundenen zentralen Koordinator abhängt. Wir hatten großes Vertrauen in Digi. Dank des Mesh-Protokolls von Digi konnten wir unsere Ressourcen auf die Bewässerungsfunktionalität konzentrieren und mussten uns nicht um die Feinheiten des Netzwerks kümmern. Auch die langen Produktlebenszyklen von Digi haben uns gefallen. Wir hatten in den letzten fünf Jahren im Wesentlichen die gleiche Pinbelegung und Firmware."
Ergebnisse
Mit DropControl können Landwirte die optimale Menge, Häufigkeit und Ausbringungsrate des Bewässerungswassers auf geplante und effiziente Weise bestimmen und steuern - alles auf der Grundlage der aktuellen Bodenfeuchtigkeit, Wetterbedingungen und Prognosen. Das Unternehmen hat DropControl an 1.500 Standorten (50.000 Hektar) für 300 landwirtschaftliche Betriebe in Chile, Peru und Kalifornien eingesetzt. Die Daten jedes Standorts werden alle 15 Minuten von jedem lokalen Sensor (normalerweise vier drahtlose Sensoren pro Knoten) erfasst. Diese Standorte können jeweils bis zu 60 Knoten haben, die alle im Peer-to-Peer-Modus über die Mesh-Topologie kommunizieren.
"Diese Konfiguration ist ideal für eine dezentrale Steuerung", so Ulloa. "Jeder Knoten kann hydraulische Zustände signalisieren, wie z. B. das Ein- und Ausschalten der Pumpe und das Absenken des Niveaus - und diese sind für eine effektive Bewässerung entscheidend. Letztendlich erzielen unsere Kunden mit Digi XBee-PRO in unserer Lösung höhere Erträge, verbessern die Qualität der angebauten Pflanzen und sparen bis zu 30 Prozent ihres Wasserverbrauchs."