S rychlým rozvojem chytrého zemědělství a internetu věcí (IoT) moderní rybí a krevetové farmy stále více využívají automatizované krmení, monitorování kvality vody v reálném čase (jako jsou senzory rozpuštěného kyslíku, pH a teploty vody) a vzdálené video monitorovací systémy.
Protože se však akvakulturní farmy obvykle nacházejí v otevřených vodních oblastech, pobřežních oblastech nebo odlehlých předměstích , vysoká vlhkost, slaná mlha a rozsáhlé požadavky na pokrytí představují pro bezdrátový přenos signálu značné problémy. Výběr správného řešení antény je klíčem k zajištění stabilního přenosu dat a snížení provozních nákladů.
1. Výzvy bezdrátové komunikace v prostředí akvakultury
Před formulováním plánu antény je nezbytné porozumět jedinečnému fyzickému prostředí komunikace nad vodou:
Odraz vodní hladiny (Vícecestný efekt): Vodní hladina působí jako zrcadlo, které odráží elektromagnetické vlny. Odrazový signál a přímý signál se překrývají, což snadno způsobuje útlum signálu nebo slepá místa.
Vysoká vlhkost a koroze solným sprejem: Pobřežní farmy na krevety a vnitrozemské rybí farmy mají extrémně vysokou vlhkost. Běžné antény jsou vysoce náchylné k rezivění a pronikání vody, což drasticky snižuje elektrický výkon.
Široké pokrytí s nulovými překážkami: Rybníky akvakultury jsou obvykle rozmístěny ve velkých plochách s jasnou linií viditelnosti (LOS), ale vzdálenosti jsou velké a vyžadují antény s vysokým ziskem pro rozšíření dosahu přenosu.
2. Doporučení pro hlavní scénář pro antény
Přizpůsobené různým aplikačním scénářům v rámci chytrých farem doporučujeme následující tři strategie kombinace antén:
Řešení 1: Monitorování kvality vody a nízkoenergetické senzory (LoRa / NB-IoT)
Senzory kvality vody (jako jsou bóje a pobřežní sběrné terminály) potřebují pravidelně nahrávat malé množství dat a vyžadují extrémně nízkou spotřebu energie. Typicky se zde používají technologie LoRa nebo NB-IoT.
Strana brány (základnová stanice/můstek): Doporučuje se používat všesměrovou anténu ze skleněných vláken s vysokým ziskem.
Výhody: Poskytuje 360stupňové všesměrové pokrytí. Sklolaminátový materiál je odolný proti korozi a větru. V kombinaci se ziskem 6dBi - 8dBi snadno pokryje všechna akvakulturní jezírka v okruhu několika kilometrů.
Strana uzlu (senzorové bóje): Doporučuje se použít malou vodotěsnou pružinovou anténu nebo všesměrovou bičovou anténu s nízkým ziskem.
Výhody: Malý půdorys a nízká odolnost proti větru. Ve spojení s vodotěsným krytem udržuje stabilní všesměrové signálové spojení, i když se bóje houpe s vlnami.
Řešení 2: HD Video Surveillance & Remote Control (2,4 GHz / 5,8 GHz Wi-Fi / 4G / 5G)
Aby se zabránilo krádežím, sledování aktivity ryb/krevet a ovládání automatických podavačů, farmy obvykle nasazují HD kamery, které vyžadují vysokou šířku pásma.
Dálkový přenos z bodu do bodu (bez nosných sítí): Doporučuje se použít směrovou mostovou anténu (jako je parabolická anténa nebo panelová směrová anténa).
Výhody: Pokud je řídicí centrum vzdáleno několik kilometrů od zemědělské oblasti, použití 5,8GHz směrových antén vzájemně zarovnaných může poskytnout stabilní šířku pásma desítek nebo dokonce stovek megabitů, což ušetří obrovské náklady na pokládání optických kabelů.
Mobilní kontrola a pokrytí blízkého pole: Doporučuje se používat vysoce výkonnou dvoupásmovou venkovní sektorovou anténu pro montáž na stěnu.
Výhody: Vyznačuje se specifickým úhlem pokrytí sektoru (např. 60° nebo 90°), který soustřeďuje energii k přesnému pokrytí určených hlavních cest nebo klíčových zemědělských zón.
Řešení 3: Pobřežní a pobřežní hlubinné klece (vylepšení signálu 4G / 5G CPE)
U hlubokomořských klecí umístěných blízko pobřeží se komunikace obvykle opírá o celulární signály z pozemních základnových stanic. Mobilní telefony kvůli vzdálenosti často ztrácejí signál.
Doporučené řešení: 5G Full-Band High-Gain MIMO venkovní anténa připojená k venkovnímu CPE.
Výhody: Technologie MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) účinně bojuje proti vícecestnému vyblednutí způsobenému odrazy vodní hladiny. Použitím antén s vysokým ziskem k 'chytání' slabých signálů z pozemních základnových stanic je převádí na stabilní Wi-Fi pro personál a monitorovací zařízení v klecích.
