Технологии дистанционного зондирования для мониторинга данных о почвы в режиме реального времени занимают свой сегмент в точном земледелии для оптимизации выращивания культур, при этом, современных датчики также становятся все более экологичными.
Исследователи из Университета Осаки разработали беспроводную технологию измерения влажности почвы, которая в значительной степени биоразлагаема. Эта работа является важной вехой на пути к безопасной утилизации использованных сенсорных устройств.
Сенсорные сети для сбора информации о распределении ресурсов, в том числе влаги, на пахотных землях имеют преимущества перед спутниками и дронами. Для оптимального сбора данных устройства измерения влажности должны быть установлены на уровне земли с высокой плотностью размещения. Если датчики не являются биоразлагаемыми, их необходимо собирать по окончании срока службы, что может быть трудоемким и непрактичным. Целью настоящей работы является достижение как электронной функциональности, так и биоразлагаемости в одной технологии.
«Наша система включает в себя несколько датчиков, беспроводной источник питания и тепловизионную камеру для сбора и передачи данных зондирования и местоположения», - объясняет Такааки Касуга, ведущий автор исследования. - Компоненты, находящиеся в почве, в значительной степени экологичны; они состоят из подложки из нанобумаги, защитного покрытия из натурального воска, угольного нагревателя и оловянных проводящих линий».
В основе технологии лежит то, что эффективность беспроводной передачи энергии на датчик соответствует температуре нагревателя датчика и влажности окружающей почвы. Например, при оптимизированных положениях и углах датчиков на гладкой почве увеличение влажности почвы с 5% до 30% снижает эффективность передачи с ~46% до ~3%. Затем тепловизионная камера снимает изображения местности для одновременного сбора данных о влажности почвы и данных о местоположении приборов. В конце сезона сбора урожая датчики можно закопать в почву для биоразложения.
«Мы успешно визуализировали области дефицита влаги в почве, используя 12 датчиков на демонстрационном участке размером 0,4 на 0,6 метра. Таким образом, наша система работает при высокой плотности датчиков, необходимой для точного земледелия», - отметил Касуга.
(Источник, графика и фото: Osaka University).
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.