土壤变化很慢,这是好事
在植物旁边放一桶水,观察一下：什么也不会发生。把水倒出来,渗透进去需要几分钟,而根系深度的湿度出现明显变化则需要几个小时。土壤湿度的变化以小时,有时甚至以天为单位。一场热浪不会在两杯咖啡的时间之间把一块地晒干,滴灌系统也不会在三十秒内把土壤浇湿。
这种缓慢正是回答“传感器应该多久测量一次”这个问题的关键。每分钟测量一次,一小时就是六十个数据点,而这些数据几乎都在说同一件事。你并没有因此更了解你的土壤,只是把同一幅画面看了六十遍而已。
一次测量真正的代价
为什么要在意这个？因为传感器发送的每一次测量,都会消耗你更希望节省的三样东西。
电池
无线土壤传感器几乎都属于所谓的“休眠型”设备：它一整天绝大部分时间都处于深度休眠状态,只有在需要测量并发送数据时才会唤醒。真正耗电的正是这个唤醒并打开无线电的瞬间。每两分钟唤醒一次的传感器,耗电量大约是每五分钟唤醒一次的三倍。这对你多久需要更换一次电池有实实在在的影响。
空中时间
你业务周边的每一台无线设备都共享同一段空中信道：你的传感器、你的wifi、邻居家的设备、婴儿监视器。每发送一次测量,都会占用这段共享空间的一部分。少数几个传感器发送得不必要地频繁,不会有人注意到;但一个不断扩大、每台设备都发送得不必要地频繁的网络,最终会开始互相等待,而首先失联的,恰恰是那些信号最弱、离得最远的传感器。
注意力
一个每天上千次汇报同样情况的传感器,并不会让你多学到什么,反而会让你更难发现那个真正重要的警报。
在我们自己的测试网络中实测
减少不必要的消息流量,带来的差别是：传感器不再经常“消失”,网络也能持续稳定运行。不是因为传感器变好了,而是因为它们不再互相妨碍。
每5分钟一次就足够
对于种植决策而言,也就是什么时候灌溉、灌溉多少,以及你的灌溉系统是否在正常工作,每五分钟测量一次绰绰有余。
算一算就知道：假设你为干燥阈值设置了一个警报。在五分钟的节奏下,这个警报最坏情况下会“迟到”五分钟。而对于一个以小时计算的过程来说,五分钟根本不算什么。任何一条根系都不会察觉出区别。
而你换来的好处却相当可观。与每一到两分钟一次的节奏相比,这样能节省大约百分之六十到七十的消息流量,连带节省相应比例的电池消耗和空中拥堵。同样的信息,却只需要一小部分的代价。
什么时候更快确实合理
如果你种植在非常轻质的沙质土壤、盆栽或水槽栽培中,那里的水分会流失得很快,你可能希望暂时用更快的节奏。而在调试一套新的滴灌系统时,能够逐分钟观察也很有用。
但只在那些时刻使用
这些只是临时的情况,不该成为整季的固定设置。调试完成后就把节奏调回平稳状态,这样你的电池和网络在接下来的一整年都能受益。
FairGrow是如何处理这个问题的
在FairGrow中,测量节奏可以按花园或温室分别调整,不需要任何人带着笔记本电脑跑到你的传感器旁边：这只是一个设置项,而不是重新搭建。默认值特意设定为平稳的节奏,而你作为种植者,可以决定自己的作物是否需要不同的设置。
每个传感器都按照自己的标准来判断
有些传感器兢兢业业地每分钟汇报一次,有些出厂时就带着不规律的节奏和长时间的沉默,而这对它们来说完全正常。如果一个监控系统用同一个标准去要求所有设备,那么对这类设备要么每天误报一次警报,要么更糟,错过一个可靠传感器真正出故障的时刻。FairGrow会学习每个传感器各自的“正常状态”,只在设备偏离自己的模式时才发出警告。
改变节奏,预期也会随之改变
把一个传感器的节奏从两分钟改为五分钟,每天的测量次数自然会减少。这不是故障,而是新的常态,平台会自动做出相应调整。所以你不会因为自己主动做出的选择而收到一连串的警报。
送给你网络的一份小礼物：智能 插座
像Zigbee这样的无线传感器网络,工作方式就像接力赛：电池供电的传感器尽量多休眠,而始终保持通电、一直醒着的设备则负责替它们转发消息。每一台通电供电的Zigbee设备都会自动做到这一点,哪怕你从未打算让它这么做：一个智能插座、一个窗帘电机、一个硬接线开关都是如此。
只有一个中继点会出什么问题
如果你只有一个这样的设备,一部分传感器就会依赖它。一旦这台设备出问题,那些传感器也会跟着一起失联,尽管它们本身完全没有故障。
我们在实际使用中见过这种情况：一个卡住的窗帘电机,把一个完全健康的移动传感器一起拖入了长达数小时的沉默。
解决办法大约花费十五欧元
在中间位置的某个插座上,插上一个经过认证的Zigbee智能插座。它一次做了两件事：为你的网络提供了第二条路径,这样一个中继点掉线时,另一个就能接管;同时也把信号范围向你最远的传感器延伸。
对于那个总是刚好处于信号边缘、位于温室最远角落的传感器来说,这样一个插座,就是“时好时坏”和“稳定送达”之间的差别。
不久之后：按照你作物的 节奏来测量
我们正在努力实现的,是一种能根据当下情况自动调整的测量节奏：在灌溉窗口活跃时看得快一些,在安静的夜间时段慢一些,其余时间则保持节俭的默认节奏。实现这项技术所需的基础已经具备;它将成为一项功能,在不牺牲任何洞察力的前提下,为你赢得更多电池续航。
对土壤湿度来说这意味着：每五分钟一次就足够,你的电池用得更久,你的网络保持平稳可靠,而你一点也不会错过什么。土壤变化很慢,善用这一点对你有利。
关于测量节奏的常见问题
如果我的传感器只每五分钟测量一次,我会错过什么吗？
不会。土壤湿度的变化以小时为单位。干燥阈值警报最坏情况下会晚五分钟到达,而对于一个持续数小时的过程来说,这几乎可以忽略不计。
为什么更频繁地测量会多耗费那么多电池？
因为真正耗电的是唤醒和发送信号的过程,而不是休眠。每两分钟唤醒一次的传感器,耗电量大约是每五分钟唤醒一次的三倍。
我可以自己更改测量节奏吗？
可以。测量节奏在FairGrow中可以按花园或温室分别调整。不需要任何人带着笔记本电脑跑到你的传感器旁边：这只是一个设置项,而不是重新搭建。
什么时候更快的节奏其实是合理的？
在非常轻质的沙质土壤上、盆栽或水槽栽培中,以及在调试新的滴灌系统期间。之后要把节奏调回平稳状态,因为如果把它固定为整季的设置,只会白白浪费电池和空中带宽。
智能插座和我的传感器有什么关系？
每一台通电供电的Zigbee设备都会自动为休眠中的电池传感器转发消息。第二个中继点能为你的网络提供额外的路径和更大的覆盖范围。可以进一步了解Zigbee究竟是什么,以及我们为什么使用标准Zigbee传感器。
想知道哪种测量节奏适合你的作物？
告诉我们你的地点和作物情况,我们会一起帮你思考合适的传感器、测量节奏以及配套的网络方案。我们乐意为你安排一次无需承诺的试点。