DropControlvon WiseConn hilft Landwirten, ihre Ernten zu maximieren und ihren Bewässerungseinsatz zu optimieren, indem es die Bodenfeuchtigkeit, Brunnen, Ventile, Wetterstationen und vieles 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.
Business Herausforderung
In praktisch jedem Segment der großflächigen Landwirtschaft sind die Gewinnspannen dünn, was bedeutet, 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, fehlt es vielen Landwirten an Fakten und Daten, und sie müssen ihre Pflanzen ausschließlich auf der Grundlage von Berechnungen, Erfahrungen und Urteilen bewässern.
Leider bedeutet der "Eine-Bewässerung-für-alle"-Ansatz, dass viele Felder übermäßig bewässert werden und viele Felder nicht genug bekommen. Infolgedessen müssen Landwirte und Agrarunternehmen schwankende Ernten, suboptimale Erträge und eine unnötige Verschwendung von kostbaren Wasserressourcen hinnehmen. WiseConn erkannte, dass Sensoren und die Ferninstrumentierung von Bewässerungsanlagen ein neues Maß an Intelligenz und Effizienz in den Prozess bringen 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 um die Pumpen, Ventile und andere Komponenten des Bewässerungssystems zu aktivieren, zu deaktivieren und zu 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 klassenbeste drahtlose Reichweite 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.
"Die Schlüssel für uns waren der geringe Stromverbrauch von Digi, die ISM-Kompatibilität und die große Reichweite", so Ulloa. "Genauso wichtig ist, dass wir das Peer-to-Peer-Mesh-Netzwerk von Digi nutzen können. Bewässerung und Flusskontrolle mit großer Reichweite benötigen eine robuste P2P-Kommunikation, die nicht auf einen ständig verbundenen zentralen Koordinator angewiesen ist. Wir hatten großes Vertrauen in Digi. Dank des Digi Mesh-Protokolls konnten wir unsere Ressourcen auf die Bewässerungsfunktionalität konzentrieren - und mussten uns nicht um die Feinheiten der Vernetzung kümmern. Uns gefielen auch die langen Produktlebenszyklen von Digi. Wir hatten in den letzten fünf Jahren im Wesentlichen das gleiche Pin-Layout und die gleiche Firmware."
Ergebnisse
Mit DropControl können Landwirte die optimale Menge, Häufigkeit und Ausbringungsrate des Bewässerungswassers planvoll und effizient bestimmen und steuern - alles auf Basis der aktuellen Bodenfeuchte, Wetterbedingungen und Prognosen. Das Unternehmen hat DropControl an 1.500 Standorten (50.000 Acres) für 300 landwirtschaftliche Betriebe in Chile, Peru und Kalifornien implementiert. Die Daten von jedem Standort werden alle 15 Minuten von jedem lokalen Sensor (typischerweise 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."