Якщо ви шанувальник авокадо, ви знаєте, що ваше прагнення до фруктів часто буває недешевим задоволенням. Так виходить частково тому, що це урожай, який потребує багато води для вирощування. У Каліфорнії фермери зазвичай витрачають 333,5 літрів води для вирощування 500 г авокадо, згідно з даними Mesfin Mekonnen і Arjen Hoekstra, дослідників з Університету Twente в Нідерландах. При вирощуванні авокадо потрібно витрачати набагато більше води, ніж для вирощування такої ж кількості помідорів, полуниці або листя салату.

П'ять років тому Курт Бантл, старший менеджер компанії Spirent, яка надає послуги з оцінки та розробки телекомунікаційних мереж, пристроїв і застосунків, вирішив спробувати свої сили в сільському господарстві, а точніше вирощувати авокадо. Він відразу зрозумів, як багато води йому знадобиться для виробництва.

«У мене є всього 12 акрів, що є невеликим розміром для ферми з авокадо», — говорить Бантл. Після придбання ферми Бантл вирішив зав'язати зі своєю технічною роботою. Однак, коли під час історичної посухи в Каліфорнії йому довелося керувати фермою з 900 дерев авокадо, йому довелося змінити своє рішення

«Більшість виробників авокадо, — каже Бантл, — використовують майже 5 мільйонів літрів води для зрошення кожного акра дерев на рік. Але при вартості 5000 доларів за акр, споживання води може зробити авокадо збитковим продуктом». Тому, Бантл вирішив перетворити своє хобі з вирощування авокадо в робочий проект.

Все почалося з вивчення ринку для систем IoT, призначених для сільського господарства. «Існують рішення IoT для операцій великого масштабу, — пояснює Бантл, — наприклад, для великих фермерів, які вирощують тисячі акрів сої, але нічого не було для малого масштабу». Він почав з тестування використання датчиків вологості грунту, які зв'язуються через мережу осередків ZigBee, але виявив, що управління мережею швидко стало занадто складним.

Замість того, щоб намагатися оптимізувати датчики ZigBee, Бантл вирішив оцінити інші технології. В той час на ринку почали з'являтися енергоефективні радіорелейні мережі великої дальності (LPWAN), що працюють у неліцензованому діапазоні ISM.

Мережа LoRa, розгорнута Бантлом, працює приблизно один рік і містить 20 датчиків вологості, які вимірюють рівень води в ґрунті на основі її електричного опору, а також 10 терморезисторів. Два датчика вологості (один розташований ближче до верхнього шару грунту, інший — глибше), кожен терморезистор підключений до мікроконтролера, який з'єднаний з радіостанцією LoRa, що надається Multitech Systems.

Кожні 10 хвилин датчики передають свої дані по радіо LoRa на шлюз, що надається Multitech. Шлюз містить вбудовану SIM-карту (eSIM), надану партнером Spirent Oasis. Вбудовані SIM-карти — це мікросхеми, які впаяні в пристрої і програмовані безконтактно (Over the Air) з профілем SIM-карти, який дозволяє пристрою підключатися до мережі певного оператора мобільного зв'язку, але згодом може бути перезаписана з профілем іншого оператора.

Дані про вологість збираються в хмарній (cloud based) програмній платформі, яку Spirent готує до комерціалізації, змодельованій за системою, розробленою Бантлом. Коли рівень вологості падає нижче встановленого порогу, платформа посилає повідомлення назад на шлюз по сотовій мережі, а шлюз передає команду контролерам клапанів на іригаторах. Датчики продовжують передавати дані про вологості і температуру в хмарне програмне забезпечення через шлюз, і після подачі достатньої кількості води система закриває іригаційні клапани.

Система принесла йому величезну вигоду. Його мета полягала в тому, щоб зменшити споживання води на 50 відсотків, але насправді він використовує лише чверть води, яку він використовував до застосування датчиків. Він оптимістично ставиться до цієї технології і вважає, що навіть коли дерева ростуть і потребують більше води, це дозволить йому виконувати набагато більш ефективну з точки зору використання води роботу, ніж він виконував до мережевої установки. «Дерева ще не виросли повністю, але навіть коли це станеться, ми будемо економити до 50% води.

Бантл витратив 8200 доларів на обладнання (радіостанції LoRa, датчики, контролери клапанів, шлюз LoRa), плюс його щомісячна вартість передплати — 60 доларів США. Проте, скоротивши споживання води на 75 відсотків, він домігся повернення своїх інвестицій всього за шість місяців.