Если вы поклонник авокадо, вы знаете, что ваше стремление к фруктам часто бывает недешевым удовольствием. Так получается отчасти потому, что это урожай, который требует много воды для выращивания. В Калифорнии фермеры обычно расходуют 333,5 литров воды для выращивания 500 г  авокадо, согласно Mesfin Mekonnen и Arjen Hoekstra, исследователям из Университета Twente в Нидерландах. При выращивании авокадо нужно тратить намного больше воды, чем для выращивания такого же количества помидоров, клубники или листьев салата.

Пять лет назад Курт Бантл, старший менеджер компании Spirent, которая предоставляет услуги по оценке и разработке телекоммуникационных сетей, устройств и приложений, решил попробовать свои силы в сельском хозяйстве, а точнее выращивать авокадо. Он сразу понял, как много воды ему понадобится для производства.

«У меня есть всего 12 акров, что является небольшим размером для фермы с авокадо», - говорит Бантл. Когда он купил ферму, Бантл решил полностью завязать со своей технической работой. Однако, когда во время исторической засухи в Калифорнии ему пришлось управлять фермой из 900 деревьев авокадо, ему пришлось изменить свое решение

Большинство производителей авокадо, говорит Бантл, используют почти 5 миллионов литров воды для орошения каждого акра деревьев в год. Но при стоимости 5000 долларов за акр, потребление воды может сделать авокадо убыточным продуктом.  Поэтому, Бантл решил превратить свое хобби по выращиванию авокадо в рабочий проект.

Все началось с изучения рынка для систем IoT, предназначенных для сельского хозяйства. «Существуют решения IoT для крупномасштабных операций, - поясняет Бантл, - например, для крупные фермеров, которые выращивают тысячи акров сои, но ничего не было для малого масштаба». Он начал с тестирования использования датчиков влажности почвы, которые связываются через сеть ячеек ZigBee, но обнаружил, что управление сетью быстро стало затруднительным.

Вместо того, чтобы пытаться оптимизировать датчики ZigBee, Бантл решил оценить другие технологии. В то время на рынке начали появляться энергоэффективные радиорелейные сети большой дальности (LPWAN), работающие в нелицензированном диапазоне ISM.

Сеть LoRa, развернутая Бантлом, работает примерно один год и содержит 20 датчиков влажности, которые измеряют уровень воды в почве на основе ее электрического сопротивления, а также 10 терморезисторов. Два датчика влажности (один расположен ближе к верхнему слою почвы и другой более глубоко), а один каждый терморезистор подключен к  микроконтроллеру, который соединен с радиостанцией LoRa, предоставляемой Multitech Systems.

Каждые 10 минут датчики передают свои показания по радио LoRa на шлюз, предоставляемый Multitech. Шлюз содержит встроенную SIM-карту (eSIM), предоставленную партнером Spirent Oasis. Встроенные SIM-карты - это микросхемы, которые впаяны в устройства и программируемы по воздуху (Over the Air) с профилем SIM-карты, который позволяет устройству  подключаться к сети определенного оператора мобильной связи, но впоследствии может быть перезаписана с профилем другого оператора.

Данные о влажности собираются в облачной (cloud based) программной платформе, которую Spirent готовит к коммерциализации, смоделированной по системе, разработанной Бантлом. Когда уровень влажности падает ниже установленного порога, платформа посылает сообщение обратно на шлюз по сотовой сети, а шлюз передает команду контроллерам клапанов на ирригаторах. Датчики продолжают передавать данные о влажности и температуре в облачное программное обеспечение через шлюз, и после подачи достаточного количества воды система закрывает ирригационные клапаны.

Система принесла ему огромную выгоду. Его цель состояла в том, чтобы уменьшить потребление воды на 50 процентов, но на самом деле он использует только четверть воды, которую он использовал до начала использования датчиков. Он оптимистично относится к этой технологии и полагает, что даже когда деревья растут и требуют больше воды, это позволит ему поддерживать гораздо более эффективную с точки зрения воды работу, чем он выполнял до сетевой установки. «Деревья еще не выросли полностью, но даже когда это произойдет, мы будем экономить до 50% воды.

Бантл потратил $ 8200 на оборудование (радиостанции LoRa, датчики, контроллеры клапанов, шлюз LoRa), плюс его ежемесячная стоимость абонентской подписки - 60 долларов США. Тем не менее, сократив потребление воды на 75 процентов, он смог добиться возврата своих инвестиций всего за шесть месяцев.