S brzim razvojem pametne poljoprivrede i interneta stvari (IoT), moderna uzgajališta ribe i račića sve više usvajaju automatizirano hranjenje, praćenje kvalitete vode u stvarnom vremenu (kao što su senzori otopljenog kisika, pH i temperature vode) i sustave daljinskog videonadzora.
Međutim, budući da se uzgajališta akvakulture obično nalaze u otvorenim vodenim područjima, obalnim regijama ili udaljenim predgrađima , visoka vlažnost, slana prskalica i veliki zahtjevi za pokrivenošću predstavljaju značajne izazove bežičnom prijenosu signala. Odabir pravog antenskog rješenja ključ je za osiguranje stabilnog prijenosa podataka i smanjenje operativnih troškova.
1. Izazovi bežične komunikacije u okruženjima akvakulture
Prije formuliranja plana antene, bitno je razumjeti jedinstveno fizičko okruženje komunikacije iznad vode:
Refleksija vodene površine (Multipath Effect): Vodena površina se ponaša kao zrcalo, reflektirajući elektromagnetske valove. Signal refleksije i izravni signal preklapaju se, lako uzrokujući slabljenje signala ili mrtve točke.
Visoka vlažnost i korozija od raspršene soli: Obalna uzgajališta račića i kopnena ribogojilišta doživljavaju izuzetno visoku vlažnost. Obične antene vrlo su sklone hrđanju i prodoru vode, što drastično pogoršava električne performanse.
Široka pokrivenost s nultim preprekama: Ribnjaci za akvakulturu obično su raspoređeni u velikim dijelovima s jasnom linijom vidljivosti (LOS), ali udaljenosti su velike, pa su potrebne antene s visokim pojačanjem za proširenje dometa prijenosa.
2. Preporuke za antenu osnovnog scenarija
Prilagođeno različitim scenarijima primjene unutar pametnih farmi, preporučujemo sljedeće tri strategije kombinacije antena:
Rješenje 1: Praćenje kvalitete vode i senzori male snage (LoRa / NB-IoT)
Senzori kvalitete vode (kao što su plutače i terminali za prikupljanje na obali) trebaju povremeno učitavati male količine podataka i zahtijevaju ultra nisku potrošnju energije. Ovdje se obično koriste LoRa ili NB-IoT tehnologije.
Gateway strana (bazna stanica/most): preporučuje se korištenje svesmjerne antene od stakloplastike visokog pojačanja.
Prednosti: Pruža pokrivenost od 360 stupnjeva u svim smjerovima. Materijal od stakloplastike je otporan na koroziju i vjetar. U kombinaciji s pojačanjem od 6dBi - 8dBi, lako može pokriti sve ribnjake u radijusu od nekoliko kilometara.
Strana čvora (senzorske plutače): preporučuje se upotreba male vodootporne opružne antene ili svesmjerne bič antene niskog pojačanja.
Prednosti: Mali otisak i mala otpornost na vjetar. Uparen s vodootpornim kućištem, održava stabilnu višesmjernu signalnu vezu čak i dok se plutača ljulja s valovima.
Rješenje 2: HD videonadzor i daljinsko upravljanje (2,4 GHz / 5,8 GHz Wi-Fi / 4G / 5G)
Kako bi spriječili krađu, pratili aktivnost riba/škampi i kontrolirali automatizirane hranilice, uzgajališta obično postavljaju HD kamere, koje zahtijevaju veliku propusnost.
Prijenos od točke do točke na velike udaljenosti (bez mreža nositelja): preporučuje se korištenje usmjerene premosne antene (kao što je parabolična antena ili panel usmjerena antena).
Prednosti: Ako je kontrolni centar udaljen nekoliko kilometara od područja uzgoja, korištenje 5,8 GHz usmjerenih antena koje su međusobno usklađene može pružiti stabilnu propusnost od desetaka ili čak stotina megabita, štedeći goleme troškove polaganja optičkih kabela.
Mobilna inspekcija i pokrivenost bliskog polja: preporučuje se korištenje dvopojasne vanjske sektorske antene velike snage.
Prednosti: Odlikuje se određenim kutom pokrivenosti sektora (kao što je 60° ili 90°), koncentrirajući energiju za precizno pokrivanje određenih glavnih puteva ili središnjih poljoprivrednih zona.
Rješenje 3: Kavezi za obalne i pučinske dubine (4G / 5G CPE poboljšanje signala)
Za dubokomorske kaveze smještene blizu obale, komunikacija se obično oslanja na mobilne signale s kopnenih baznih stanica. Zbog udaljenosti mobiteli često gube signal.
Preporučeno rješenje: 5G vanjska MIMO antena punog pojasa visokog pojačanja spojena na vanjski CPE.
Prednosti: Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) tehnologija učinkovito se bori protiv višestrukog blijeđenja uzrokovanog refleksijama vodene površine. Korištenjem antena visokog pojačanja za 'hvatanje' slabih signala s kopnenih baznih stanica, pretvara ih u stabilan Wi-Fi za osoblje i opremu za nadzor u kavezima.
