S rýchlym rozvojom inteligentného poľnohospodárstva a internetu vecí (IoT) si moderné rybie a krevetové farmy čoraz viac osvojujú automatizované kŕmenie, monitorovanie kvality vody v reálnom čase (napríklad senzory rozpusteného kyslíka, pH a teploty vody) a vzdialené systémy video sledovania.
Keďže sa však akvakultúrne farmy zvyčajne nachádzajú v otvorených vodných oblastiach, pobrežných oblastiach alebo odľahlých predmestiach , vysoká vlhkosť, soľná hmla a rozsiahle požiadavky na pokrytie predstavujú pre bezdrôtový prenos signálu značné problémy. Výber správneho anténneho riešenia je kľúčom k zabezpečeniu stabilného prenosu dát a zníženiu prevádzkových nákladov.
1. Výzvy bezdrôtovej komunikácie v prostredí akvakultúry
Pred formulovaním plánu antény je nevyhnutné pochopiť jedinečné fyzické prostredie komunikácie nad vodou:
Odraz vodnej hladiny (multipath Effect): Vodná hladina pôsobí ako zrkadlo, odrážajúce elektromagnetické vlny. Odrazový signál a priamy signál sa prekrývajú, čo ľahko spôsobuje útlm signálu alebo slepé miesta.
Vysoká vlhkosť a korózia soľným sprejom: Pobrežné farmy s krevetami a vnútrozemské rybie farmy majú extrémne vysokú vlhkosť. Bežné antény sú veľmi náchylné na hrdzavenie a prenikanie vody, čo drasticky znižuje elektrický výkon.
Široké pokrytie s nulovými prekážkami: Rybníky akvakultúry sú zvyčajne rozmiestnené vo veľkých oblastiach s jasnou viditeľnosťou (LOS), ale vzdialenosti sú veľké a vyžadujú si antény s vysokým ziskom na rozšírenie dosahu prenosu.
2. Odporúčania týkajúce sa antén pre základný scenár
Prispôsobené rôznym aplikačným scenárom v rámci inteligentných fariem odporúčame nasledujúce tri stratégie kombinácie antén:
Riešenie 1: Monitorovanie kvality vody a nízkoenergetické senzory (LoRa / NB-IoT)
Senzory kvality vody (ako sú bóje a pobrežné zberné terminály) musia pravidelne nahrávať malé množstvá údajov a vyžadujú ultra nízku spotrebu energie. Typicky sa tu používajú technológie LoRa alebo NB-IoT.
Strana brány (základná stanica/most): Odporúča sa použiť všesmerovú anténu zo sklenených vlákien s vysokým ziskom.
Výhody: Poskytuje 360-stupňové všesmerové pokrytie. Materiál zo sklenených vlákien je odolný voči korózii a vetru. V kombinácii so ziskom 6dBi - 8dBi bez problémov pokryje všetky akvakultúrne jazierka v okruhu niekoľkých kilometrov.
Strana uzla (senzorové bóje): Odporúča sa použiť malú vodotesnú pružinovú anténu alebo všesmerovú bičovú anténu s nízkym ziskom.
Výhody: Malý pôdorys a nízka odolnosť proti vetru. V spojení s vodotesným krytom udržuje stabilné všesmerové spojenie signálu, aj keď sa bója kolíše s vlnami.
Riešenie 2: HD Video Surveillance & Diaľkové ovládanie (2,4 GHz / 5,8 GHz Wi-Fi / 4G / 5G)
Aby sa predišlo krádežiam, monitorovali aktivitu rýb/krevety a kontrolovali automatizované kŕmidlá, farmy zvyčajne nasadzujú HD kamery, ktoré vyžadujú veľkú šírku pásma.
Prenos na diaľku z bodu do bodu (bez nosných sietí): Odporúča sa použiť smerovú mostovú anténu (napríklad parabolickú anténu alebo panelovú smerovú anténu).
Výhody: Ak je riadiace centrum vzdialené niekoľko kilometrov od poľnohospodárskej oblasti, použitie 5,8 GHz smerových antén navzájom zarovnaných môže poskytnúť stabilnú šírku pásma desiatok alebo dokonca stoviek megabitov, čím ušetríte obrovské náklady na kladenie káblov z optických vlákien.
Mobilná kontrola a pokrytie v blízkosti poľa: Odporúča sa použiť vysokovýkonnú dvojpásmovú vonkajšiu sektorovú anténu pre montáž na stenu.
Výhody: Vyznačuje sa špecifickým uhlom pokrytia sektora (napríklad 60° alebo 90°), ktorý koncentruje energiu na presné pokrytie určených hlavných ciest alebo jadrových zón.
Riešenie 3: Pobrežné a pobrežné hlbokomorské klietky (vylepšenie signálu 4G / 5G CPE)
V prípade hlbokomorských klietok umiestnených blízko pobrežia sa komunikácia zvyčajne spolieha na bunkové signály z pozemných základňových staníc. Kvôli vzdialenosti mobilné telefóny často strácajú signál.
Odporúčané riešenie: 5G Full-band High-Gain MIMO vonkajšia anténa pripojená k vonkajšiemu CPE.
Výhody: Technológia Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) účinne bojuje proti viaccestnému vyblednutiu spôsobenému odrazmi vodnej hladiny. Použitím antén s vysokým ziskom na 'zachytenie' slabých signálov z pozemných základňových staníc ich premení na stabilné Wi-Fi pre personál a monitorovacie zariadenia v klietkach.
