Jak LoRaWAN Weather Monitoring podporuje zemědělství a vzdálené monitorování pole

Zemědělství se stále více spoléhá na údaje o životním prostředí, aby podpořila lepší rozhodnutí o hospodaření na poli.

U zemědělské půdy, sadů, skleníků a zavlažovacích oblastí může pochopení místních povětrnostních podmínek pomoci uživatelům sledovat změny v rostoucím prostředí a zlepšit hospodaření v zemědělství.

Sběr dat o počasí ze zemědělských oblastí však není vždy snadný. Mnoho zemědělských monitorovacích míst je venku, široce rozmístěno a daleko od vhodných zdrojů napájení nebo komunikační infrastruktury.

A Systém monitorování počasí LoRaWAN poskytuje praktické bezdrátové řešení pro tyto podmínky tím, že kombinuje meteorologické senzory, uzly LoRaWAN, brány a datové platformy do jednoho kompletního monitorovacího balíčku.

Řešení BGT HYDROMET je navrženo pro projekty venkovního a distribuovaného meteorologického monitorování, kde zákazníci potřebují vzdálený sběr dat o počasí, flexibilní instalaci, nízkoenergetický provoz a cloudový přístup k datům.

Proč je monitorování počasí důležité pro zemědělství?

Zemědělské prostředí je ovlivněno mnoha faktory souvisejícími s počasím.

Teplota, vlhkost a atmosférický tlak jsou důležité parametry prostředí, které uživatelům pomáhají pochopit místní mikroklimatické podmínky.

V zemědělské půdě, v okolí skleníků, sadech a zavlažovacích oblastech mohou meteorologická data podpořit hospodaření v zemědělství tím, že poskytují informace o místních podmínkách prostředí.

Namísto spoléhání se pouze na občasná ruční měření umožňuje bezdrátové monitorování počasí uživatelům nepřetržitě sbírat data z různých míst.

To je zvláště užitečné, když zemědělské oblasti zahrnují:

• Velké zemědělské plochy

• Více monitorovacích bodů

• Odlehlá venkovní místa

• Oblasti, kde je instalace kabelů obtížná

Výzvy monitorování zemědělského počasí

Ačkoli je monitorování počasí pro zemědělství cenné, instalace monitorovacího zařízení ve venkovním prostředí může způsobit několik problémů.

1. Velké monitorovací oblasti

Zemědělské lokality se často rozkládají na velkých plochách.

Jediný monitorovací bod nemusí reprezentovat environmentální podmínky celé lokality.

Pro sběr reprezentativnějších údajů o životním prostředí může být zapotřebí více monitorovacích míst.

2. Obtížná instalace kabelu

Tradiční kabelové monitorovací systémy mohou vyžadovat dlouhé kabely mezi senzory a monitorovacím zařízením.

Pro zemědělskou půdu nebo odlehlá pole může instalace kabelů zvýšit stavební obtížnost a náklady.

Dokumentace BGT HYDROMET uvádí, že mnoho projektů venkovního monitorování čelí problémům, jako je obtížné zapojení, nepohodlné napájení a distribuovaná monitorovací místa.

3. Omezená dostupnost napájení

Mnoho zemědělských monitorovacích bodů je umístěno daleko od budov nebo pevných zdrojů energie.

Vhodné řešení monitorování musí vzít v úvahu provoz s nízkou spotřebou a flexibilní možnosti napájení.

4. Požadavky na vzdálený přístup k datům

Zemědělští manažeři možná budou muset zkontrolovat údaje o počasí, aniž by navštívili každý monitorovací bod.

Vzdálený monitorovací systém umožňuje uživatelům prohlížet shromážděná data prostřednictvím platformy namísto ruční kontroly každého zařízení.

Jak funguje zemědělský systém monitorování počasí LoRaWAN?

Řešení zemědělského meteorologického monitorování BGT HYDROMET využívá následující architekturu:

Meteorologický senzor + uzel LoRaWAN + brána LoRaWAN + cloudová platforma / zákaznická platforma

Systém funguje v několika krocích.

Krok 1: Meteorologický senzor shromažďuje data o životním prostředí

Meteorologický senzor je instalován v zemědělské monitorovací oblasti.

Typická možnost senzoru je:

Snímač teploty, vlhkosti a tlaku žaluziového boxu

Měří:

• Teplota

• Vlhkost

• Atmosférický tlak

Konstrukce žaluziového boxu pomáhá chránit snímací prvky před přímým slunečním zářením a deštěm a zároveň umožňuje cirkulaci vzduchu pro měření prostředí.

Senzor využívá komunikaci RS485 a je navržen tak, aby spolupracoval s LoRaWAN uzlem pro bezdrátový přenos dat.

Krok 2: Uzel LoRaWAN shromažďuje data ze senzorů

Uzel LoRaWAN přijímá data ze senzorů prostřednictvím komunikace RS485.

Shromážděné informace pak přenáší bezdrátově prostřednictvím sítě LoRaWAN.

Podle projektové dokumentace lze vybrat SN100-WSQ nebo SN200-WSQ v závislosti na požadavcích projektu.

Krok 3: Brána přenáší data na platformu

Brána LoRaWAN přijímá data z polních uzlů a předává je do cloudové platformy nebo zákaznického systému.

V závislosti na prostředí instalace si zákazníci mohou vybrat možnosti vnitřní nebo venkovní brány.

Krok 4: Uživatelé vzdáleně prohlížejí data

Poté, co se data dostanou na platformu, mohou uživatelé přistupovat k informacím o počasí prostřednictvím řídicího panelu počítače nebo mobilní aplikace.

V závislosti na konfiguraci projektu může platforma podporovat:

• Prohlížení dat v reálném čase

• Křivky historických dat

• Monitorování stavu zařízení

• Export dat

• Upozornění na alarm, pokud je nakonfigurováno

Proč používat LoRaWAN pro monitorování zemědělského počasí?

Ve srovnání s tradičními přístupy kabelového monitorování poskytuje LoRaWAN několik výhod pro zemědělské aplikace.

1. Bezdrátové nasazení bez dálkové kabeláže

Jednou z největších výzev v zemědělském monitorování je instalace komunikačních kabelů přes velké venkovní plochy.

Řešení LoRaWAN snižuje závislost na signálových kabelech na velké vzdálenosti pomocí bezdrátové komunikace mezi monitorovacími uzly a bránami.

To pomáhá zjednodušit nasazení v zemědělské půdě, sadech a odlehlých venkovních oblastech.

2. Nízkoenergetický provoz pro vzdálená místa

Zemědělská monitorovací místa nemusí mít pohodlný přístup k elektřině.

Řešení podporuje různé možnosti napájení:

• Uzel napájený bateriemi

• Uzel na solární pohon

• Externí napájení

Konfigurace se solárním napájením jsou vhodné pro venkovní dlouhodobé monitorovací místa, kde není k dispozici síťové napájení.

3. Bezdrátová komunikace na dlouhé vzdálenosti

Pro zemědělské oblasti s rozmístěnými monitorovacími body je důležitým hlediskem komunikační dosah.

Podle dokumentace řešení BGT HYDROMET je typická referenční komunikační vzdálenost:

• Přibližně 5–10 km na volném prostranství

• Přibližně 1–2 km v městském prostředí

Skutečný dosah závisí na terénu, budovách, výšce antény a okolních podmínkách.

To umožňuje zákazníkům navrhovat monitorovací sítě podle skutečných podmínek na místě.

4. Flexibilní rozšíření pro více monitorovacích bodů

Zemědělské projekty mohou začít s několika monitorovacími místy a později se rozšířit.

Síť LoRaWAN může podporovat více senzorových uzlů prostřednictvím bran.

Podle aktuální dokumentace řešení může jedna brána obecně podporovat stovky senzorových uzlů LoRaWAN, ačkoli skutečná kapacita závisí na podmínkách projektu.

U větších zemědělských monitorovacích projektů lze přidat další brány pro rozšíření pokrytí sítě.

5. Vzdálené monitorování bez častých návštěv na místě

Jednou z hlavních výhod bezdrátového monitorování zemědělství je vzdálený přístup k datům.

Uživatelé mohou zkontrolovat:

• Aktuální povětrnostní podmínky

• Historické trendy

• Stav zařízení

prostřednictvím PC nebo mobilní aplikace.

To snižuje potřebu častých manuálních kontrol distribuovaných monitorovacích míst.

Zemědělské aplikace LoRaWAN sledování počasí

Řešení lze použít v několika scénářích souvisejících se zemědělstvím.

Monitorování počasí na zemědělské půdě

U velkých zemědělských oblastí mohou distribuované body monitorování počasí shromažďovat informace o životním prostředí z různých míst.

Údaje o teplotě, vlhkosti a atmosférickém tlaku mohou uživatelům pomoci pochopit místní rozdíly v mikroklimatu.

Monitoring sadů

Sady často obsahují venkovní plochy, kde se podmínky prostředí mohou na různých místech lišit.

Bezdrátové monitorování umožňuje flexibilní instalaci bez rozsáhlého zavádění kabelů.

Monitorování okolí skleníku

Řešení lze použít v okolí skleníků ke sběru informací o životním prostředí z venkovního prostředí.

Shromážděná data mohou uživatelům pomoci pochopit změny v místním prostředí.

Monitorování závlahové oblasti

Pro oblasti související se zavlažováním mohou údaje z monitorování počasí poskytnout další informace o životním prostředí, které podpoří rozhodnutí v oblasti zemědělského managementu.

Dálkové monitorování zemědělských polí

Některé zemědělské lokality jsou daleko od budov, komunikační infrastruktury nebo pevných zdrojů energie.

Pro tyto vzdálené lokality poskytuje LoRaWAN praktickou metodu bezdrátového monitorování.

Co je třeba zvážit před nasazením zemědělského systému monitorování počasí?

Před výběrem zařízení by si zákazníci měli ověřit několik detailů projektu.

Monitorovací parametry

Jaké parametry prostředí je třeba měřit?

Standardní řešení podporuje:

• Teplota

• Vlhkost

• Atmosférický tlak

Další parametry počasí lze zvolit dle požadavků projektu.

Počet monitorovacích bodů

Kolik míst potřebuje monitorování?

To ovlivňuje:

• Počet senzorů

• Počet uzlů LoRaWAN

• Plánování pokrytí brány

Podmínky napájení

Je k dispozici síťové napájení?

Pokud ne, zákazníci musí zvážit:

• Provoz na baterie

• Provoz na solární pohon

• Jiná řešení napájení

Komunikační vzdálenost

Jaká je přibližná vzdálenost mezi monitorovacími uzly a bránami?

Instalační prostředí by mělo být vyhodnoceno, protože překážky a terén mohou ovlivnit komunikační výkon.

Interval hlášení dat

Jak často potřebuje zákazník aktualizované údaje?

Doporučený interval hlášení pro většinu meteorologických projektů je 15 minut.

Kratší intervaly hlášení mohou zajistit častější aktualizace, ale mohou zvýšit spotřebu energie.

Požadavky na platformu

Potřebuje zákazník platformu BGT HYDROMET?

Nebo má zákazník již vlastní:

• Datová platforma

• Síťový server LoRaWAN

• Monitorovací systém

Požadavky na integraci platformy by měly být potvrzeny před potvrzením objednávky.

Závěr

Monitorování počasí v zemědělství vyžaduje řešení, které může spolehlivě fungovat ve venkovních, distribuovaných a někdy i vzdálených prostředích.

Systém monitorování počasí LoRaWAN poskytuje flexibilní přístup kombinací:

Meteorologický senzor + uzel LoRaWAN + brána LoRaWAN + datová platforma

do jednoho kompletního monitorovacího řešení.

Ve srovnání s tradičními drátovými systémy může LoRaWAN snížit požadavky na kabely na dlouhé vzdálenosti, podporovat nasazení na baterie nebo solární energii, umožnit vzdálený přístup k datům a flexibilní rozšíření monitorovacích bodů.

Pro zemědělskou půdu, sady, skleníky, zavlažovací oblasti a vzdálená zemědělská pole poskytuje řešení meteorologického monitorování založené na LoRaWAN společnosti BGT HYDROMET praktický způsob, jak shromažďovat a spravovat data o životním prostředí pro projekty venkovního monitorování.