Con il rapido sviluppo dell’agricoltura intelligente e dell’Internet delle cose (IoT), i moderni allevamenti di pesci e gamberetti stanno adottando sempre più l’alimentazione automatizzata, il monitoraggio della qualità dell’acqua in tempo reale (come sensori di ossigeno disciolto, pH e temperatura dell’acqua) e sistemi di videosorveglianza remota.
Tuttavia, poiché gli allevamenti di acquacoltura sono generalmente situati in aree di mare aperto, regioni costiere o periferie remote , l’elevata umidità, la nebbia salina e i requisiti di vasta copertura pongono sfide significative alla trasmissione del segnale wireless. Scegliere la giusta soluzione di antenna è la chiave per garantire una trasmissione stabile dei dati e ridurre i costi operativi.
1. Sfide della comunicazione wireless negli ambienti di acquacoltura
Prima di formulare un piano di antenna, è essenziale comprendere l'ambiente fisico unico della comunicazione sull'acqua:
Riflessione della superficie dell'acqua (effetto multipercorso): la superficie dell'acqua si comporta come uno specchio, riflettendo le onde elettromagnetiche. Il segnale riflesso e il segnale diretto si sovrappongono, causando facilmente attenuazione del segnale o punti ciechi.
Elevata umidità e corrosione da nebbia salina: gli allevamenti di gamberetti costieri e gli allevamenti ittici dell'entroterra sono soggetti a un'umidità estremamente elevata. Le antenne comuni sono molto soggette alla ruggine e all'ingresso di acqua, il che riduce drasticamente le prestazioni elettriche.
Ampia copertura con zero ostruzioni: gli stagni di acquacoltura sono generalmente distribuiti in grandi zone con una chiara linea di vista (LOS), ma le distanze sono lunghe e richiedono antenne ad alto guadagno per estendere il raggio di trasmissione.
2. Raccomandazioni per l'antenna dello scenario principale
Su misura per diversi scenari applicativi all'interno delle smart farm, consigliamo le seguenti tre strategie di combinazione di antenne:
Soluzione 1: monitoraggio della qualità dell'acqua e sensori a basso consumo (LoRa/NB-IoT)
I sensori della qualità dell'acqua (come boe e terminali di raccolta a terra) devono caricare periodicamente piccole quantità di dati e richiedono un consumo energetico estremamente basso. Qui vengono generalmente utilizzate le tecnologie LoRa o NB-IoT.
Lato gateway (stazione base/ponte): consigliato per l'uso di un'antenna omnidirezionale in fibra di vetro ad alto guadagno.
Vantaggi: Fornisce una copertura omnidirezionale a 360 gradi. Il materiale in fibra di vetro è resistente alla corrosione e al vento. In combinazione con un guadagno di 6dBi - 8dBi, può facilmente coprire tutti gli stagni di acquacoltura in un raggio di diversi chilometri.
Lato nodo (boe sensore): consigliato per l'uso di una piccola antenna a molla impermeabile o di un'antenna a frusta omnidirezionale a basso guadagno.
Vantaggi: ingombro ridotto e bassa resistenza al vento. Abbinato a una custodia impermeabile, mantiene una connessione stabile del segnale omnidirezionale anche quando la boa oscilla con le onde.
Soluzione 2: videosorveglianza HD e controllo remoto (Wi-Fi 2,4 GHz/5,8 GHz/4G/5G)
Per prevenire i furti, monitorare l’attività di pesci/gamberetti e controllare gli alimentatori automatizzati, gli allevamenti solitamente utilizzano telecamere HD, che richiedono un’elevata larghezza di banda.
Trasmissione a lunga distanza punto a punto (senza reti portanti): si consiglia di utilizzare un'antenna a ponte direzionale (come un'antenna parabolica o un'antenna direzionale a pannello).
Vantaggi: se il centro di controllo si trova a diversi chilometri dall'area agricola, l'utilizzo di antenne direzionali da 5,8 GHz allineate tra loro può fornire una larghezza di banda stabile di dozzine o addirittura centinaia di megabit, risparmiando sugli enormi costi di posa dei cavi in fibra ottica.
Ispezione mobile e copertura in campo vicino: si consiglia di utilizzare un'antenna settoriale per montaggio a parete per esterni dual-band ad alta potenza.
Vantaggi: è dotato di un angolo di copertura settoriale specifico (come 60° o 90°), concentrando l'energia per coprire con precisione i percorsi principali designati o le zone agricole principali.
Soluzione 3: gabbie per acque profonde costiere e offshore (potenziamento del segnale CPE 4G/5G)
Per le gabbie di acque profonde situate vicino alla costa, la comunicazione si basa generalmente su segnali cellulari provenienti da stazioni base terrestri. A causa della distanza i cellulari spesso perdono il segnale.
Soluzione consigliata: antenna esterna MIMO ad alto guadagno a banda intera 5G collegata a un CPE esterno.
Vantaggi: la tecnologia MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) combatte efficacemente lo sbiadimento multipercorso causato dai riflessi della superficie dell'acqua. Utilizzando antenne ad alto guadagno per 'catturare' i segnali deboli dalle stazioni base terrestri, li converte in Wi-Fi stabile per il personale e le apparecchiature di monitoraggio sulle gabbie.
