ADI作為互聯(lián)社會(huì )公認的領(lǐng)軍企業(yè)，愿意為一些已發(fā)現的問(wèn)題提供創(chuàng )新有效的解決方案，繼續承擔更多的社會(huì )責任。近期， ADI與多方合作伙伴共同將“智能水源”（Smart Water）項目引入烏干達農村社區。

 

 

ADI數字醫療事業(yè)部生物傳感器技術(shù)總監Ray Speer表示，此類(lèi)社會(huì )公益項目會(huì )帶來(lái)多重積極影響。Ray說(shuō)道：“回想2013年，我當時(shí)剛好有些空余時(shí)間，想通過(guò)某種方式帶來(lái)一些改變。我志愿參與了一項前往非洲了解情況的任務(wù)，在那里，我親眼見(jiàn)到可靠、可獲取的清潔水源對農村社區而言有多么重要。每當引水進(jìn)村時(shí)，村民都會(huì )大肆慶祝一番，但倘若水井枯竭或者水泵出現故障，村民們就只能收集有各種安全隱患的地表水。”

 

在非洲，取水從來(lái)是“女性的工作”。這通常意味著(zhù)婦女和年輕女孩不得不長(cháng)途跋涉，在方形油桶里接滿(mǎn)水，再運回家。在他們看來(lái)，取水比上學(xué)更重要（如果有學(xué)可上的話(huà)），所以女孩們經(jīng)常無(wú)法接受教育。另外，獨自一人取水還伴隨著(zhù)種種危險。換言之，如果非洲農村社區能鑿一口井，生活質(zhì)量就會(huì )顯著(zhù)提高。

 

發(fā)現問(wèn)題，尋找解決方案

 

在東非，社區共用的手動(dòng)泵抽水井已經(jīng)非常普遍。愛(ài)爾蘭非政府組織Fields of Life曾挖過(guò)一些優(yōu)質(zhì)水井，井深為40米到100米，以確保與水層相交，低水位地區還需要挖得更深。這些水泵總體性能可靠，但在長(cháng)時(shí)間連續使用后，不可避免地會(huì )出現組件磨損，需要維護和保養。

 

一旦水井無(wú)法使用，當地社區就會(huì )立即回到尋水取水的傳統模式，并被迫承受隨之而來(lái)的各種危險。Ray注意到，在尋找必要的維修資源和商定付款期間，一口井幾個(gè)月都不能使用的情況并不少見(jiàn)。

 

他表示，智能水源項目計劃為這些偏遠的水井安裝無(wú)線(xiàn)監控，實(shí)行合理的資源管理、水泵實(shí)時(shí)監控和定期維護，從而避免故障發(fā)生。同樣的問(wèn)題在非洲各個(gè)農村不斷上演，如果能有可推廣的解決方案，將有助實(shí)現聯(lián)合國可持續發(fā)展目標第6.1條：“到2030年以前，人人都可享有安全、可負擔的飲用水。”

 

Ray從非洲回來(lái)后，曾與上文提及的Fields of Life發(fā)展與募資部負責人Alex Gason進(jìn)行過(guò)交流。該組織已在東非開(kāi)展了20多年的工作，Gason深知取水和水供應中斷問(wèn)題長(cháng)期困擾著(zhù)當地人民的生活。

 

他們用一杯咖啡的時(shí)間探討了這些難題，也談起了智能水源項目誕生的緣由。顯然，落實(shí)這一宏偉項目不僅需要協(xié)作，還需要更多的在非實(shí)地考察。

 

協(xié)作與伙伴精神

 

Ray表示：“已故的時(shí)任首席技術(shù)官Peter Real曾堅定支持這一（智能水源）想法，他呼吁要建立相互協(xié)作的伙伴關(guān)系。”在公司內部取得支持后，下一步行動(dòng)是找到合適的伙伴。

 

2018年末，ADI在利默里克的歐洲研發(fā)中心主辦了一場(chǎng)信息分享大會(huì )，當地學(xué)術(shù)界、工業(yè)界人士以及ADI員工均踴躍參與。

 

附近香農區的電子系統設計與生產(chǎn)公司CW Applied Technology的首席執行官John O’Connell率先表示將鼎力支持。知名的工程咨詢(xún)公司奧雅納（Arup）也對項目愿景表示贊同，更重要的是，奧雅納為現場(chǎng)試驗安裝提供了水文學(xué)方面的專(zhuān)業(yè)知識和在非人員協(xié)助。

 

2019年初，ADI、萊特肯尼理工學(xué)院無(wú)線(xiàn)傳感器與應用研究（WiSAR）實(shí)驗室（Ray是其董事會(huì )成員）、CW Applied Technology、愛(ài)爾蘭電信提供商VT、奧雅納以及烏干達庫米（Kumi）地方政府共同達成了創(chuàng )新合作伙伴關(guān)系。

 

所有利益相關(guān)方、用水戶(hù)、水井委員會(huì )、區域水資源辦公室和當地政府員工都參與到項目中，這一點(diǎn)尤為重要。

 

 

通常每400口鉆井中，區域水資源部門(mén)的預算僅能支持約15口井的維修費用，因此這些部門(mén)很快就體會(huì )到了智能水源項目帶來(lái)的益處。而這很大程度上要歸功于Fields of Life和奧雅納在烏干達的工作人員，他們不辭辛勞地向社區代表解釋概念、安撫群眾恐懼心理并傾聽(tīng)訴求。期間，Fields of Life提出一項要求：代表社區做出用水相關(guān)決定的井管理委員會(huì )中，女性委員占比應高于男性。

 

Gason表示：“有段時(shí)間，Fields of Life想弄清楚烏干達鉆井的運轉情況，后來(lái)發(fā)現水井破損給社區帶來(lái)的打擊是致命的，我們想盡己所能避免這種情況發(fā)生。另外，通過(guò)智能水源項目，我們得以讓捐款去向透明化，并讓捐款人士知曉水井運轉良好。”

 

充分利用現有技術(shù)

 

從第一天起，Ray的愿景就是找到一種重新利用現有技術(shù)的方式，以完成測量水流這個(gè)看似簡(jiǎn)單的任務(wù)。

 

例如，手動(dòng)泵依靠泵體中活塞的垂直運動(dòng)將水抬升，該裝置內出現橫向移動(dòng)是磨損的前兆，意味著(zhù)即將出現故障。有監控的水井或鉆井會(huì )生成與使用情況相關(guān)的數據，這些數據信息有助于做出更好的資源管理和維修安排，有望令社區人員免受水泵故障帶來(lái)的痛苦。

 

問(wèn)題很容易表述：統計水泵手柄的沖程次數，測算相應的出水量，監控手柄是否出現橫向運動(dòng)，傳輸數據，確保工作零功耗，裝置小巧，價(jià)格在可承受的范圍內，最重要的是，能永遠使用下去。

 

ADI的MEMS加速度計（ADXL362）是理想之選。

 

這是一款超低功耗的加速度計，只有檢測到水泵動(dòng)作時(shí)才會(huì )激活微控制器。泵頭金屬外罩中的啟動(dòng)裝置上安有一個(gè)小型定制模塊，加速度計就裝在模塊中，隔絕所有潛在干擾。加速度計隨水泵工作而進(jìn)行垂直運動(dòng)，任何橫向移動(dòng)都處于磨損情況監控之下。

 

Ray表示：“萊特肯尼理工學(xué)院的創(chuàng )新合作伙伴研究了不同的水流傳感器，我們從中選用了一種簡(jiǎn)潔的定時(shí)浮動(dòng)裝置。我們考慮了多種無(wú)線(xiàn)連接的方式，并將系統設計模塊化，這樣就可根據基礎設施的完備情況選擇相應的無(wú)線(xiàn)調制解調器。”

 

他繼續補充：“最初，在烏干達進(jìn)行實(shí)地試驗時(shí)，我們選擇使用Sigfox技術(shù)，這是一種廣泛使用的低功耗、低帶寬的系統，非常適用于苛刻的條件（或者說(shuō)我們當時(shí)是這么認為的?。?。所有的設計決策都以堅固耐用、低功耗、免維修為主要指導原則。”

 

“我知道LyIT的發(fā)展團隊若想明確從哪里著(zhù)手，就需要先拿到一個(gè)手動(dòng)泵，因此我與Fields of Life安排了兩個(gè)泵，發(fā)往愛(ài)爾蘭……類(lèi)似的泵不久前才在這里變得普遍。首席研究員Martin Bradley和他的團隊由此可以充分理解該裝置的物理限制。”

 

接下來(lái)幾個(gè)月的時(shí)間里，許多想法從無(wú)到有、經(jīng)過(guò)評估，智能水源的設計也隨之進(jìn)行了一系列靈活修改。例如，庫米地區的水井使用者請求安裝防竊開(kāi)關(guān)。

 

之所以納入這項簡(jiǎn)單的設計，是為了防止一口好井的部件被偷走，用于維修另一處的壞井。明白了這一點(diǎn)后，團隊發(fā)現冰箱燈的開(kāi)關(guān)極適合用作防竊開(kāi)關(guān)。

 

初步發(fā)展，未來(lái)可期

 

截止至撰稿日期，烏干達庫米區的東部區域已打好12口井，并安裝了帶有智能水源監控器的手動(dòng)泵。

 

ADI使用MEMS XL加速度計和電源管理組件設計出解決方案，生成Fields of Life所需的數據，打造出的實(shí)地水泵原型得到了社區代表的一致好評。Ray強調：“ADI并非第一家嘗試用傳感器為非洲次大陸解決問(wèn)題的公司，但深入思考問(wèn)題、與當地社區密切合作是非常必要的。”

 

Fields of Life的Gason表示：“人們對這些設想和這個(gè)系統已經(jīng)有了初步的認識和了解，特別是無(wú)線(xiàn)電波和無(wú)線(xiàn)電數據傳輸的相關(guān)知識。當大家看到這個(gè)系統是多么小巧精細且容易操作之后，接連發(fā)出贊嘆。一個(gè)小小的設備就可以產(chǎn)生數據，我覺(jué)得人們要在腦海中接受這件事比較困難，但是，看到區域水資源單位員工出現在現場(chǎng)，在屏幕上點(diǎn)擊不同的村莊，查看數據生成，并對數據加以解釋……真是倍感自豪。”

 

重要的是，愛(ài)爾蘭的公司多方合作伙伴內部一直保持穩健的合作，而Ray最初的愿景被認為是項目得以啟動(dòng)的原因之一。

 

誠然，隨著(zhù)項目繼續推進(jìn)，仍有一些因素需要作出調整，但是為了讓物聯(lián)網(wǎng)走進(jìn)農村社區，付出這些努力十分值得。這些設備不斷將有價(jià)值的數據傳輸給我們的合作伙伴，其中大量信息集中在水流、高峰期和橫向移動(dòng)方面。橫向移動(dòng)的相關(guān)數據對于評估磨損尤為有用，當地水資源部門(mén)可采取省時(shí)省錢(qián)的預防性維護措施。

 

女性長(cháng)期承擔的取水角色，如今可由相對簡(jiǎn)單的技術(shù)代勞，也是一項重要福利。

 

正如我們強調的，ADI長(cháng)期承擔企業(yè)社會(huì )責任，并致力于可持續創(chuàng )新。烏干達的智能水源項目仍處于早期階段，但Ray相信此技術(shù)不僅會(huì )顯著(zhù)改善目前的這些社區，還會(huì )深刻影響該區域的其他社區。

 

Ray說(shuō)：“數十年來(lái)，ADI的MEMS傳感器已經(jīng)挽救了許多駕乘人員的生命，如今看到這項技術(shù)又為偏遠農村社區帶來(lái)不會(huì )傳播疾病的清潔水源，我為此倍感自豪。并且做大事離不開(kāi)團隊合作，我們就是一個(gè)由ADI發(fā)起，政府、學(xué)術(shù)界、工業(yè)界和非政府組織都踴躍參與其中的出色團隊。”

 

（來(lái)源：亞德諾半導體）