مزارع هوشمند ماهی و میگو: چگونه مناسب ترین راه حل آنتن با کارایی بالا را انتخاب کنیم؟

با توسعه سریع کشاورزی هوشمند و اینترنت اشیا (IoT)، مزارع پرورش ماهی و میگو مدرن به طور فزاینده ای از تغذیه خودکار، نظارت بر کیفیت آب در زمان واقعی (مانند اکسیژن محلول، PH و سنسورهای دمای آب) و سیستم های نظارت تصویری از راه دور استفاده می کنند.

با این حال، از آنجایی که مزارع آبزی پروری به طور معمول در قرار دارند مناطق آب باز، مناطق ساحلی یا حومه های دور افتاده ، رطوبت بالا، اسپری نمک و نیازهای پوشش وسیع، چالش های مهمی برای انتقال سیگنال بی سیم ایجاد می کند. انتخاب راه حل مناسب آنتن کلید تضمین انتقال پایدار داده ها و کاهش هزینه های عملیاتی است.

1. چالش های ارتباط بی سیم در محیط های آبزی پروری

قبل از تدوین یک طرح آنتن، درک محیط فیزیکی منحصر به فرد ارتباطات روی آب ضروری است:

انعکاس سطح آب (اثر چند مسیری):  سطح آب مانند یک آینه عمل می کند و امواج الکترومغناطیسی را منعکس می کند. سیگنال بازتاب و سیگنال مستقیم همپوشانی دارند و به راحتی باعث تضعیف سیگنال یا نقاط کور می شوند.

رطوبت بالا و خوردگی اسپری نمک:  مزارع میگوی ساحلی و مزارع پرورش ماهی داخلی رطوبت بسیار بالایی را تجربه می کنند. آنتن های معمولی به شدت مستعد زنگ زدگی و نفوذ آب هستند که عملکرد الکتریکی را به شدت کاهش می دهد.

پوشش گسترده با انسداد صفر:  حوضچه های آبزی پروری معمولاً در تکه های بزرگ با یک خط دید واضح (LOS) توزیع می شوند، اما فواصل طولانی هستند و به آنتن های با بهره بالا برای افزایش دامنه انتقال نیاز دارند.

2. توصیه های آنتن سناریوی اصلی

متناسب با سناریوهای کاربردی مختلف در مزارع هوشمند، سه استراتژی ترکیب آنتن زیر را توصیه می کنیم:

راه حل 1: نظارت بر کیفیت آب و سنسورهای کم مصرف (LoRa / NB-IoT)

حسگرهای کیفیت آب (مانند شناورها و پایانه‌های جمع‌آوری در کنار ساحل) باید مقادیر کمی از داده‌ها را به صورت دوره‌ای بارگذاری کنند و به مصرف انرژی بسیار کم نیاز دارند. در اینجا معمولاً از فناوری‌های LoRa یا NB-IoT استفاده می‌شود.

سمت دروازه (ایستگاه پایه / پل): توصیه می شود از یک  استفاده کنید آنتن همه جهته فایبرگلاس با بهره بالا .

مزایا:  پوشش 360 درجه همه جهته را فراهم می کند. مواد فایبرگلاس مقاوم در برابر خوردگی و مقاوم در برابر باد است. همراه با بهره 6dBi - 8dBi، می تواند به راحتی تمام حوضچه های آبزی پروری را در شعاع چند کیلومتری پوشش دهد.

سمت گره (شنگ‌های حسگر): توصیه می‌شود از  استفاده کنید. آنتن فنری کوچک ضدآب یا آنتن شلاقی همه جهته با بهره پایین .

مزایا:  ردپای کوچک و مقاومت کم در برابر باد. همراه با یک محفظه ضد آب، یک اتصال سیگنال همه جانبه پایدار را حفظ می کند، حتی زمانی که شناور با امواج تکان می خورد.

راه حل 2: نظارت تصویری HD و کنترل از راه دور (2.4 گیگاهرتز / 5.8 گیگاهرتز Wi-Fi / 4G / 5G)

برای جلوگیری از سرقت، نظارت بر فعالیت ماهی/میگو و کنترل تغذیه خودکار، مزارع معمولاً از دوربین‌های HD استفاده می‌کنند که به پهنای باند بالایی نیاز دارند.

انتقال نقطه به نقطه از راه دور (بدون شبکه های حامل): توصیه می شود از  استفاده کنید. آنتن پل جهت دار (مانند دیش سهموی یا آنتن جهت دار پانل) .

مزایا:  اگر مرکز کنترل چندین کیلومتر از منطقه کشاورزی فاصله داشته باشد، استفاده از آنتن های جهت دار 5.8 گیگاهرتز که با یکدیگر هم تراز شده اند می تواند پهنای باند پایدار ده ها یا حتی صدها مگابیت را فراهم کند و در هزینه های هنگفت کابل های فیبر نوری صرفه جویی کند.

بازرسی موبایل و پوشش میدان نزدیک: توصیه می‌شود از  استفاده کنید آنتن دیواری دوبانده با قدرت بالا .

مزایا:  دارای یک زاویه پوشش بخش خاص (مانند 60 درجه یا 90 درجه)، تمرکز انرژی برای پوشش دقیق مسیرهای اصلی تعیین شده یا مناطق اصلی کشاورزی.

راه حل 3: قفس های ساحلی و فراساحلی در اعماق دریا (بهبود سیگنال CPE 4G / 5G)

برای قفس‌های اعماق دریا که نزدیک به خط ساحلی قرار دارند، ارتباطات معمولاً به سیگنال‌های سلولی از ایستگاه‌های پایه زمینی متکی است. به دلیل مسافت، تلفن های همراه اغلب سیگنال را از دست می دهند.

راه حل پیشنهادی:  آنتن MIMO در فضای باز با باند کامل 5G  که به یک CPE فضای باز متصل است.

مزایا:  فناوری چند ورودی چندگانه (MIMO) به طور موثر با محو شدن چند مسیره ناشی از انعکاس سطح آب مبارزه می کند. با استفاده از آنتن های با بهره بالا برای 'گرفتن' سیگنال های ضعیف از ایستگاه های پایه زمینی، آنها را به Wi-Fi پایدار برای کارکنان و تجهیزات نظارتی روی قفس تبدیل می کند.