Με την ταχεία ανάπτυξη της έξυπνης γεωργίας και του Διαδικτύου των Πραγμάτων (IoT), οι σύγχρονες εκμεταλλεύσεις ψαριών και γαρίδων υιοθετούν όλο και περισσότερο αυτοματοποιημένη σίτιση, παρακολούθηση ποιότητας νερού σε πραγματικό χρόνο (όπως αισθητήρες διαλυμένου οξυγόνου, pH και θερμοκρασίας νερού) και συστήματα απομακρυσμένης παρακολούθησης βίντεο.
Ωστόσο, δεδομένου ότι τα αγροκτήματα υδατοκαλλιέργειας βρίσκονται συνήθως σε ανοιχτές υδάτινες περιοχές, παράκτιες περιοχές ή απομακρυσμένα προάστια , η υψηλή υγρασία, ο ψεκασμός αλατιού και οι τεράστιες απαιτήσεις κάλυψης θέτουν σημαντικές προκλήσεις στην ασύρματη μετάδοση σήματος. Η επιλογή της σωστής λύσης κεραίας είναι το κλειδί για τη διασφάλιση σταθερής μετάδοσης δεδομένων και τη μείωση του λειτουργικού κόστους.
1. Προκλήσεις ασύρματης επικοινωνίας σε περιβάλλοντα υδατοκαλλιέργειας
Πριν διαμορφώσετε ένα σχέδιο κεραίας, είναι απαραίτητο να κατανοήσετε το μοναδικό φυσικό περιβάλλον της επικοινωνίας πάνω από το νερό:
Αντανάκλαση της επιφάνειας του νερού (Πολλαπλό φαινόμενο): Η επιφάνεια του νερού λειτουργεί σαν καθρέφτης, αντανακλώντας ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Το σήμα ανάκλασης και το άμεσο σήμα επικαλύπτονται, προκαλώντας εύκολα εξασθένηση του σήματος ή τυφλά σημεία.
Υψηλή υγρασία και διάβρωση με ψεκασμό αλατιού: Οι παράκτιες γαρίδες και οι ιχθυοκαλλιέργειες της ενδοχώρας αντιμετωπίζουν εξαιρετικά υψηλή υγρασία. Οι συνηθισμένες κεραίες είναι πολύ επιρρεπείς σε σκουριά και εισροή νερού, γεγονός που υποβαθμίζει δραστικά την ηλεκτρική απόδοση.
Ευρεία κάλυψη με μηδενικά εμπόδια: Οι λίμνες υδατοκαλλιέργειας κατανέμονται συνήθως σε μεγάλα τμήματα με σαφή οπτική γραμμή (LOS), αλλά οι αποστάσεις είναι μεγάλες, απαιτώντας κεραίες υψηλής απολαβής για την επέκταση του εύρους μετάδοσης.
2. Συστάσεις κεραίας βασικού σεναρίου
Προσαρμοσμένες σε διαφορετικά σενάρια εφαρμογών σε έξυπνες φάρμες, συνιστούμε τις ακόλουθες τρεις στρατηγικές συνδυασμού κεραιών:
Λύση 1: Παρακολούθηση ποιότητας νερού και αισθητήρες χαμηλής κατανάλωσης (LoRa / NB-IoT)
Οι αισθητήρες ποιότητας νερού (όπως οι σημαδούρες και τα τερματικά συλλογής στην ξηρά) πρέπει να ανεβάζουν μικρές ποσότητες δεδομένων περιοδικά και απαιτούν εξαιρετικά χαμηλή κατανάλωση ενέργειας. Εδώ χρησιμοποιούνται συνήθως οι τεχνολογίες LoRa ή NB-IoT.
Πλευρά πύλης (Σταθμός βάσης/Γέφυρα): Συνιστάται να χρησιμοποιείτε μια πανκατευθυντική κεραία από Fiberglass High-Gain.
Πλεονεκτήματα: Παρέχει πανκατευθυντική κάλυψη 360 μοιρών. Το υλικό από υαλοβάμβακα είναι ανθεκτικό στη διάβρωση και στον αέρα. Σε συνδυασμό με κέρδος 6dBi - 8dBi, μπορεί εύκολα να καλύψει όλες τις λίμνες υδατοκαλλιέργειας σε ακτίνα αρκετών χιλιομέτρων.
Πλευρά κόμβου (σημαντήρες αισθητήρα): Συνιστάται να χρησιμοποιείτε μια μικρή αδιάβροχη κεραία ελατηρίου ή μια πανκατευθυντική κεραία μαστίγιο χαμηλής απολαβής.
Πλεονεκτήματα: Μικρό αποτύπωμα και χαμηλή αντίσταση στον αέρα. Σε συνδυασμό με ένα αδιάβροχο περίβλημα, διατηρεί μια σταθερή πανκατευθυντική σύνδεση σήματος ακόμα και όταν η σημαδούρα ταλαντεύεται με τα κύματα.
Λύση 2: Παρακολούθηση βίντεο HD και τηλεχειριστήριο (2,4 GHz / 5,8 GHz Wi-Fi / 4G / 5G)
Για την πρόληψη της κλοπής, την παρακολούθηση της δραστηριότητας των ψαριών/γαρίδων και τον έλεγχο των αυτοματοποιημένων ταΐστρων, οι φάρμες συνήθως χρησιμοποιούν κάμερες HD, οι οποίες απαιτούν υψηλό εύρος ζώνης.
Μετάδοση από σημείο σε σημείο σε μεγάλη απόσταση (χωρίς δίκτυα κινητής τηλεφωνίας): Συνιστάται η χρήση κατευθυντικής κεραίας γέφυρας (όπως παραβολική κεραία ή κατευθυντική κεραία πίνακα).
Πλεονεκτήματα: Εάν το κέντρο ελέγχου απέχει αρκετά χιλιόμετρα από την περιοχή καλλιέργειας, η χρήση κατευθυντικών κεραιών 5,8 GHz ευθυγραμμισμένες μεταξύ τους μπορεί να παρέχει σταθερό εύρος ζώνης δεκάδων ή και εκατοντάδων Megabit, εξοικονομώντας το τεράστιο κόστος της τοποθέτησης καλωδίων οπτικών ινών.
Επιθεώρηση κινητής τηλεφωνίας και κάλυψη κοντινού πεδίου: Συνιστάται η χρήση υψηλής ισχύος Dual-band εξωτερικής κεραίας τοίχου Sector.
Πλεονεκτήματα: Διαθέτει μια συγκεκριμένη γωνία κάλυψης τομέα (όπως 60° ή 90°), συγκεντρώνοντας ενέργεια για να καλύψει με ακρίβεια καθορισμένα κύρια μονοπάτια ή βασικές ζώνες καλλιέργειας.
Λύση 3: Παράκτιες και υπεράκτιες κλωβοί βαθιάς θάλασσας (βελτίωση σήματος CPE 4G / 5G)
Για κλουβιά βαθέων υδάτων που βρίσκονται κοντά στην ακτογραμμή, η επικοινωνία συνήθως βασίζεται σε κυψελωτά σήματα από σταθμούς βάσης που βρίσκονται στην ξηρά. Λόγω της απόστασης, τα κινητά τηλέφωνα συχνά χάνουν σήμα.
Προτεινόμενη λύση: Εξωτερική κεραία MIMO Full-Band High-Gain 5G συνδεδεμένη σε εξωτερικό CPE.
Πλεονεκτήματα: Η τεχνολογία Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) καταπολεμά αποτελεσματικά το ξεθώριασμα πολλαπλών διαδρομών που προκαλείται από τις αντανακλάσεις της επιφάνειας του νερού. Χρησιμοποιώντας κεραίες υψηλής απολαβής για να 'πιάνουν' αδύναμα σήματα από σταθμούς βάσης ξηράς, τα μετατρέπει σε σταθερό Wi-Fi για το προσωπικό και τον εξοπλισμό παρακολούθησης στα κλουβιά.
