Odată cu dezvoltarea rapidă a agriculturii inteligente și a Internetului obiectelor (IoT), fermele moderne de pește și creveți adoptă din ce în ce mai mult hrănirea automată, monitorizarea în timp real a calității apei (cum ar fi senzorii de oxigen dizolvat, pH și temperatura apei) și sisteme de supraveghere video la distanță.
Cu toate acestea, deoarece fermele de acvacultură sunt de obicei situate în zone de apă deschisă, regiuni de coastă sau suburbii îndepărtate , umiditatea ridicată, pulverizarea sărată și cerințele vaste de acoperire ridică provocări semnificative pentru transmiterea semnalului fără fir. Alegerea soluției potrivite de antenă este cheia pentru asigurarea unei transmisii stabile a datelor și reducerea costurilor operaționale.
1. Provocări de comunicare fără fir în mediile de acvacultură
Înainte de a formula un plan de antenă, este esențial să înțelegem mediul fizic unic al comunicării peste apă:
Reflectarea suprafeței apei (efectul Multipath): Suprafața apei acționează ca o oglindă, reflectând undele electromagnetice. Semnalul de reflexie și semnalul direct se suprapun, provocând cu ușurință atenuarea semnalului sau punctele moarte.
Umiditate ridicată și coroziune prin pulverizare cu sare: Fermele de creveți de coastă și fermele de pește din interior se confruntă cu umiditate extrem de ridicată. Antenele obișnuite sunt foarte predispuse la ruginire și pătrunderea apei, ceea ce degradează drastic performanța electrică.
Acoperire largă cu zero obstacole: iazurile de acvacultură sunt de obicei distribuite în pete mari cu o linie vizuală clară (LOS), dar distanțele sunt lungi, necesitând antene cu câștig mare pentru a extinde raza de transmisie.
2. Recomandări de antenă pentru scenariul de bază
Adaptate pentru diferite scenarii de aplicații din fermele inteligente, recomandăm următoarele trei strategii de combinare a antenei:
Soluția 1: Monitorizarea calității apei și senzori de putere redusă (LoRa / NB-IoT)
Senzorii de calitate a apei (cum ar fi geamanduri și terminalele de colectare de pe mal) trebuie să încarce periodic cantități mici de date și necesită un consum de energie foarte scăzut. Tehnologiile LoRa sau NB-IoT sunt de obicei folosite aici.
Partea gateway (stație de bază/punte): se recomandă utilizarea unei antene omnidirecționale din fibră de sticlă cu câștig ridicat.
Avantaje: Oferă acoperire omnidirecțională de 360 de grade. Materialul din fibra de sticla este rezistent la coroziune si rezistent la vant. Combinat cu un câștig de 6dBi - 8dBi, poate acoperi cu ușurință toate iazurile de acvacultură pe o rază de câțiva kilometri.
Partea nodului (geamanduri cu senzor): se recomandă utilizarea unei antene cu arc mic, rezistentă la apă sau a unei antene bici omnidirecționale cu câștig redus.
Avantaje: Amprentă mică și rezistență scăzută la vânt. Împreună cu o carcasă impermeabilă, menține o conexiune stabilă a semnalului omnidirecțional chiar și atunci când geamandura se balansează cu valurile.
Soluția 2: Supraveghere video HD și control de la distanță (2,4 GHz / 5,8 GHz Wi-Fi / 4G / 5G)
Pentru a preveni furtul, pentru a monitoriza activitatea peștilor/creveților și a controla hrănitoarele automate, fermele folosesc de obicei camere HD, care necesită lățime de bandă mare.
Transmisie pe distanțe lungi punct-la-punct (fără rețele purtătoare): se recomandă utilizarea unei antene cu punte direcțională (cum ar fi o antenă parabolică sau o antenă direcțională cu panou).
Avantaje: Dacă centrul de control se află la câțiva kilometri distanță de zona agricolă, utilizarea antenelor direcționale de 5,8GHz aliniate între ele poate oferi o lățime de bandă stabilă de zeci sau chiar sute de Megabiți, economisind costul masiv de instalare a cablurilor de fibră optică.
Inspecție mobilă și acoperire în câmp apropiat: se recomandă utilizarea unei antene sectoriale de înaltă putere, cu bandă dublă, montată pe perete pentru exterior.
Avantaje: Dispune de un unghi de acoperire specific sectorului (cum ar fi 60° sau 90°), concentrând energia pentru a acoperi cu precizie căile principale desemnate sau zonele agricole centrale.
Soluția 3: Cuști de coastă și offshore de adâncime (Îmbunătățirea semnalului CPE 4G / 5G)
Pentru cuștile de adâncime situate aproape de coastă, comunicarea se bazează, de obicei, pe semnalele celulare de la stațiile de bază terestre. Din cauza distanței, telefoanele mobile pierd adesea semnalul.
Soluție recomandată: Antenă MIMO de exterior 5G Full-Band High-Gain conectată la un CPE exterior.
Avantaje: Tehnologia Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) combate eficient decolorarea pe calea multipla cauzata de reflexiile de la suprafata apei. Folosind antene cu câștig mare pentru a „prinde” semnale slabe de la stațiile de bază terestre, le transformă în Wi-Fi stabil pentru personal și echipamente de monitorizare de pe cuști.
