Az intelligens mezőgazdaság és a dolgok internete (IoT) gyors fejlődésével a modern hal- és garnélafarmok egyre gyakrabban alkalmazzák az automatizált etetést, a valós idejű vízminőség-ellenőrzést (például oldott oxigén-, pH- és vízhőmérséklet-érzékelők), valamint a távoli videó megfigyelő rendszereket.
Mivel azonban az akvakultúra-farmok jellemzően helyezkednek el nyílt vízi területeken, tengerparti régiókban vagy távoli elővárosokban , a magas páratartalom, a sópermet és a hatalmas lefedettség jelentős kihívást jelent a vezeték nélküli jelátvitel terén. A megfelelő antennamegoldás a kulcsa a stabil adatátvitel biztosításának és az üzemeltetési költségek csökkentésének.
1. Vezeték nélküli kommunikációs kihívások akvakultúra-környezetben
Az antennaterv megfogalmazása előtt elengedhetetlen, hogy megértsük a víz feletti kommunikáció egyedi fizikai környezetét:
Vízfelszíni tükröződés (többutas hatás): A vízfelület tükörként működik, visszaverve az elektromágneses hullámokat. A reflexiós jel és a közvetlen jel átfedi egymást, könnyen jelgyengülést vagy vakfoltokat okozva.
Magas páratartalom és sóspray-korrózió: A part menti garnélafarmok és a belvízi halgazdaságok rendkívül magas páratartalmúak. A hagyományos antennák nagyon hajlamosak a rozsdásodásra és a víz behatolására, ami drasztikusan rontja az elektromos teljesítményt.
Széles lefedettség nulla akadályokkal: Az akvakultúrás tavak általában nagy foltokban oszlanak el tiszta látóvonallal (LOS), de a távolságok nagyok, ezért nagy nyereségű antennákra van szükség az átviteli hatótávolság kiterjesztéséhez.
2. Alapforgatókönyv antenna ajánlások
Az intelligens farmokon belüli különböző alkalmazási forgatókönyvekhez igazítva a következő három antennakombinációs stratégiát ajánljuk:
1. megoldás: Vízminőség-felügyelet és alacsony teljesítményű érzékelők (LoRa / NB-IoT)
A vízminőség-érzékelőknek (például bójáknak és parti gyűjtőtermináloknak) időnként kis mennyiségű adatot kell feltölteniük, és rendkívül alacsony energiafogyasztást igényelnek. Itt jellemzően LoRa vagy NB-IoT technológiákat használnak.
Átjáró oldal (bázisállomás/híd): használata javasolt Nagy teljesítményű üvegszálas, körsugárzó antenna .
Előnyök: 360 fokos mindenirányú lefedettséget biztosít. Az üvegszálas anyag korrózióálló és szélálló. 6dBi - 8dBi erősítéssel kombinálva könnyedén lefed minden akvakultúrás tavat több kilométeres körzetben.
Csomópont oldala (érzékelő bóják): használata javasolt Kis vízálló rugós antenna vagy alacsony erősítésű, többirányú ostorantenna .
Előnyök: Kis helyigény és alacsony szélállóság. A vízálló burkolattal párosítva stabil mindenirányú jelkapcsolatot tart fenn akkor is, amikor a bója a hullámokkal együtt ringatózik.
2. megoldás: HD videó megfigyelés és távirányító (2,4 GHz / 5,8 GHz Wi-Fi / 4G / 5G)
A lopások megelőzése, a halak/garnélarák tevékenységének megfigyelése és az automata adagolók vezérlése érdekében a farmok általában HD kamerákat alkalmaznak, amelyek nagy sávszélességet igényelnek.
Pont-pont távolsági átvitel (vivőhálózatok nélkül): használata javasolt Irányított hídantenna (például parabolikus tányérantenna vagy irányított panelantenna) .
Előnyök: Ha a vezérlőközpont több kilométerre van a mezőgazdasági területtől, az egymáshoz igazított 5,8 GHz-es irányított antennák több tucat vagy akár több száz megabites stabil sávszélességet biztosíthatnak, megtakarítva az optikai kábelek lefektetésének hatalmas költségeit.
Mobil ellenőrzés és közeli lefedettség: használata javasolt Nagy teljesítményű, kétsávos kültéri falra szerelhető szektorantenna .
Előnyök: Speciális szektorlefedettségi szöggel rendelkezik (például 60° vagy 90°), amely az energiát a kijelölt fő útvonalak vagy fő gazdálkodási zónák pontos lefedésére koncentrálja.
3. megoldás: Tengerparti és tengeri mélytengeri ketrecek (4G / 5G CPE jelerősítés)
A partvonal közelében elhelyezett mélytengeri ketreceknél a kommunikáció jellemzően a szárazföldi bázisállomásoktól érkező cellás jelekre támaszkodik. A távolság miatt a mobiltelefonok gyakran elveszítik a jelet.
Javasolt megoldás: 5G teljes sávú, nagy nyereségű MIMO kültéri antenna kültéri CPE-hez csatlakoztatva.
Előnyök: Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) technológia hatékonyan küzd a vízfelszíni visszaverődések okozta többutas fading ellen. Azáltal, hogy nagy nyereségű antennákkal 'elfogja' a szárazföldi bázisállomások gyenge jeleit, stabil Wi-Fi-vé alakítja azokat a személyzet és a ketreceken lévő megfigyelőberendezések számára.
