今天，我們想重點介紹康奈爾大學電氣與計算機工程學院畢業生的自動灌溉系統。類似于加州大學洛杉磯分校 William Kaiser 教授監督下的SensorTile 頂點項目，這個智能灌溉系統在Joseph Skovira教授的指導下，旨在為未來的專業人士提供應對明天挑戰的經驗和知識。我們還要贊揚工程碩士研究生徐博一和布賴恩格羅斯，他們領導了這一開創性（雙關語）智能灌溉系統的工作。

根據世界銀行的說法，氣候智能型農業 （CSA） 是“一種管理景觀的綜合方法——農田、牲畜、森林和漁業——應對糧食安全和氣候變化的相互關聯的挑戰。” 到 2050 年，世界將需要多生產 70% 的糧食來維持將生活在我們星球上的 90 億人，但這將需要“對水、土壤、養分和其他農業資源的管理方式進行重大轉變，”根據國際原子能機構的說法。像康奈爾這樣的一流大學因此承擔起讓學生理解和創造能夠更好地管理這些資源以塑造未來社會的技術的準備。

康奈爾及其他地區！

乍一看，這個設計看似簡單，但更深入的研究揭示了它的獨創性。主設備向一個或多個從設備發送命令，每個從設備控制灌溉系統沿線的滴管閥。因此，該網絡可以在特定時間自動開始澆水，檢測和報告泄漏，或快速將新閥門集成到網絡中以促進灌溉系統的擴展。主機和從機都使用NUCLEO-L152RE作為基礎和STEVAL-FKI915V1擴展板，其中包括一個S2-LP模塊以利用 Sigfox 網絡。然后將該堆棧連接到外部閥門控制電路、電磁閥和水流量傳感器。

因此，該項目的第一個優勢在于其巨大的成本效益。灌溉系統往往非常昂貴，有些型號的成本為 100，000 美元。然而，通過使用 ST 產品，學生們能夠設計出一種價格更實惠的設備，每臺設備的成本不到 100 美元，并有可能惠及中小型農場。 第二個顯著優勢是其體積小，這使得部署和管理相當容易。奴隸可以在田間使用電池運行，小型外殼可以保護他們免受元素的影響，使整個安裝更加實用，特別是對于技術投資較少的農民。這可能是該項目最被低估的方面之一，因為其易于部署為需要 CSA 以減少浪費和大幅提高效率的發展中國家的出色應用打開了大門。

自動灌溉系統的起源

康奈爾大學的學生通過試驗STSW-S2LP-DK快速使用無線電，該開發套件提供圖形用戶界面以增加 STEVAL-FKI915V1 擴展板上 S2-LP 模塊的可訪問性。使用該開發套件的應用示例還有助于創建一個簡單的網絡以體驗硬件功能。

學生們開始使用示例應用程序的源代碼，然后根據他們的需要進行構建。例如，他們使用STM32CubeMX配置 NUCLEO-L152RE 的微控制器以初始化附加功能并超越原始功能集。他們還使用 Nucleo 板上的調試器來檢查寄存器并更快地找到錯誤，這有助于他們解決在構建代碼時出現的一些問題。

Sigfox：讓數據和水流動

Joseph Skovira 教授還深入研究了使用 Sigfox 低功耗廣域網 （LPWAN） 連接主設備和從設備的決定。學校曾為其他項目使用定制的亞千兆赫網絡，學生們知道他們有多種選擇，但 Sigfox 和 ST 之間的良好關系促使他們利用這個生態系統。

這種整合水平還降低了成本，這是試圖普及氣候智能型農業的項目的一個重要目標。此外，使用 Sigfox 加速了開發。例如，學校有一個 S2-LP 模塊，其中預裝了 Sigfox 固件。此外，網絡協議中包含的安全功能為學生提供了抵御入侵的重要保護層。

學校的經歷也非常積極。Sigfox 的現場銷售工程師 David Baughman 告訴我們，安裝網絡非常簡單，不到半小時就完成了。確實，主設備目前在迪爾蒙山學生農場的谷倉中。然而，學生們擔心這個位置可能不夠好，因為這座建筑坐落在山腳下，視線不是最理想的。盡管如此，所有連接到網絡的設備和帶寬都非常好，這證明了 Sigfox 網絡的穩健性。 該項目的下一步是利用該網絡優化主從設備之間的通信，以節省資源并展示該自動灌溉系統的可靠性和有效性。

審核編輯：郭婷