Design and Controlled-Plot Validation of a Smart Dual-Mode Irrigation System for West African Riverbank Farms
Izuchukwu Okafor · Afeez Adewale · Olawale Olugbenga Olarewaju 等 4 人
为西非河岸农场设计并验证低成本太阳能物联网灌溉系统，自动灌溉黄麻叶。
ESP32、电容式土壤湿度传感器、太阳能直驱水泵、离线网页仪表盘，42天田间试验
湿度传感器R²达0.975，灌溉阈值22-25%启动、35-38%停止，电池无低压事件，农户易用性4
可探索无电网、无网络环境下低成本IoT灌溉的作物通用化与长期可靠性验证。
面向西非河岸小农户的低成本太阳能物联网灌溉系统，含实地验证数据，方法扎实但影响范围限于区域。
长蒴黄麻（Ewedu，学名Corchorus olitorius）是西非一种在营养和经济上均至关重要的叶菜，然而其在河岸地块上的旱季种植仍受限于人工、凭直觉驱动的灌溉方式，这种方式劳动强度大且在农艺上不够精确。现有的智能灌溉系统难以适用于这一场景，因为它们通常假定具备市电供电、可靠的互联网以及技术熟练的用户——而这些条件在西非河岸农场中基本不存在。为弥补这一空白，我们设计、搭建并田间测试了一套低成本、太阳能供电的物联网灌溉系统，利用实时电容式土壤水分监测为小农户实现长蒴黄麻灌溉的自动化。该系统集成了一个运行作物专用滞回逻辑的ESP32微控制器、一套直接由太阳能充电电池组供电的12V直流泵和微喷灌网络（省去了逆变器环节），以及一个农民友好、可在线和离线使用的网页仪表盘。水分传感器的重量法校准取得了平均R²为0.975的结果。田间测试确定了灌溉滞回区间：体积含水量（VWC）22–25%时启动水泵，35–38%时关闭水泵。在为期42天的试验中，太阳能子系统在日均耗电40 Wh的情况下，将电池平均荷电状态维持在50%，且未出现低电量事件。一名招募的农民在无人协助下完成了全部七项用户验收任务，并将易用性评为4.6/5。