Kaip LoRaWAN orų stebėjimas palaiko žemės ūkį ir nuotolinį lauko stebėjimą

Žemės ūkis vis labiau remiasi aplinkos duomenimis, kad būtų galima priimti geresnius lauko valdymo sprendimus.

Ūkinamoje žemėje, soduose, šiltnamių aplinkoje ir drėkinimo srityse vietinių oro sąlygų supratimas gali padėti naudotojams stebėti augančios aplinkos pokyčius ir pagerinti žemės ūkio valdymą.

Tačiau surinkti oro duomenis iš žemės ūkio plotų ne visada lengva. Daugelis žemės ūkio stebėjimo vietų yra lauke, plačiai paskirstytos ir toli nuo patogių maitinimo šaltinių ar ryšių infrastruktūros.

A Orų stebėjimo sistema LoRaWAN yra praktiškas belaidis sprendimas šioms sąlygoms, sujungiant meteorologinius jutiklius, LoRaWAN mazgus, šliuzus ir duomenų platformas į vieną pilną stebėjimo paketą.

BGT HYDROMET sprendimas skirtas lauko ir paskirstyto meteorologinio stebėjimo projektams, kur klientams reikia nuotolinio oro duomenų rinkimo, lankstaus diegimo, mažos galios veikimo ir debesų duomenų prieigos.

Kodėl orų stebėjimas yra svarbus žemės ūkiui?

Žemės ūkio aplinką veikia daugelis su oru susijusių veiksnių.

Temperatūra, drėgmė ir atmosferos slėgis yra svarbūs aplinkos parametrai, padedantys vartotojams suprasti vietines mikroklimato sąlygas.

Ūkinamoje žemėje, šiltnamių aplinkoje, soduose ir drėkinimo zonose meteorologiniai duomenys gali padėti valdyti žemės ūkį, teikdami informaciją apie vietos aplinkos sąlygas.

Užuot pasikliavę tik retkarčiais atliekamais rankiniais matavimais, bevielis oro stebėjimas leidžia vartotojams nuolat rinkti duomenis iš skirtingų vietų.

Tai ypač naudinga, kai žemės ūkio paskirties plotai apima:

• Dideli dirbamos žemės plotai

• Keli stebėjimo taškai

• Atokios lauko vietos

• Vietos, kuriose sunku montuoti kabelius

Žemės ūkio orų stebėjimo iššūkiai

Nors orų stebėjimas yra vertingas žemės ūkiui, stebėjimo įrangos įrengimas lauko aplinkoje gali sukelti keletą iššūkių.

1. Didelės stebėjimo zonos

Žemės ūkio paskirties objektai dažnai išsidėstę dideliuose plotuose.

Vienas stebėjimo taškas gali neatspindėti visos aikštelės aplinkos sąlygų.

Norint surinkti reprezentatyvesnius aplinkos duomenis, gali prireikti kelių stebėjimo vietų.

2. Sunkus kabelio montavimas

Tradicinėms laidinėms stebėjimo sistemoms gali prireikti tolimojo kabelio tarp jutiklių ir stebėjimo įrangos.

Dirbamose žemėse ar atokiose lauko vietose kabelių įrengimas gali padidinti statybos sunkumų ir išlaidų.

BGT HYDROMET dokumentacijoje nurodoma, kad daugelis lauko stebėjimo projektų susiduria su tokiais iššūkiais kaip sudėtingas laidų prijungimas, nepatogus maitinimo šaltinis ir paskirstytos stebėjimo vietos.

3. Ribotas energijos prieinamumas

Daugelis žemės ūkio stebėjimo punktų yra atokiau nuo pastatų ar stacionarių energijos šaltinių.

Tinkamas stebėjimo sprendimas turi atsižvelgti į mažos galios veikimą ir lanksčias maitinimo parinktis.

4. Nuotolinės duomenų prieigos reikalavimai

Žemės ūkio valdytojams gali tekti tikrinti orų duomenis neapsilankius kiekviename stebėjimo taške.

Nuotolinio stebėjimo sistema leidžia vartotojams peržiūrėti surinktus duomenis per platformą, o ne rankiniu būdu tikrinti kiekvieną įrenginį.

Kaip veikia LoRaWAN žemės ūkio orų stebėjimo sistema?

Žemės ūkio meteorologinio stebėjimo sprendimas BGT HYDROMET naudoja tokią architektūrą:

Meteorologinis jutiklis + LoRaWAN mazgas + LoRaWAN šliuzas + debesies platforma / klientų platforma

Sistema veikia keliais etapais.

1 veiksmas: meteorologinis jutiklis renka aplinkos duomenis

Meteorologinis jutiklis įrengtas žemės ūkio monitoringo zonoje.

Įprasta jutiklio parinktis yra:

Žaliuzės dėžutės temperatūros, drėgmės ir slėgio jutiklis

Jis matuoja:

• Temperatūra

• Drėgmė

• Atmosferos slėgis

Žaliuzės dėžutės struktūra padeda apsaugoti jutiklius nuo tiesioginių saulės spindulių ir lietaus purslų, tuo pačiu leidžiant orui cirkuliuoti aplinkos matavimams.

Jutiklis naudoja RS485 ryšį ir yra sukurtas veikti kartu su LoRaWAN mazgu belaidžiam duomenų perdavimui.

2 veiksmas: LoRaWAN mazgas renka jutiklio duomenis

LoRaWAN mazgas gauna jutiklio duomenis per RS485 ryšį.

Tada jis perduoda surinktą informaciją belaidžiu būdu per LoRaWAN tinklą.

Remiantis projekto dokumentacija, SN100-WSQ arba SN200-WSQ galima pasirinkti priklausomai nuo projekto reikalavimų.

3 veiksmas: šliuzas perkelia duomenis į platformą

„LoRaWAN“ šliuzas gauna duomenis iš lauko mazgų ir persiunčia juos į debesies platformą arba klientų sistemą.

Priklausomai nuo montavimo aplinkos, klientai gali pasirinkti vidaus arba lauko vartus.

4 veiksmas: vartotojai peržiūri duomenis nuotoliniu būdu

Kai duomenys pasiekia platformą, naudotojai gali pasiekti orų informaciją per kompiuterio prietaisų skydelį arba programą mobiliesiems.

Priklausomai nuo projekto konfigūracijos, platforma gali palaikyti:

• Duomenų peržiūra realiuoju laiku

• Istorinių duomenų kreivės

• Įrenginio būsenos stebėjimas

• Duomenų eksportas

• Pavojaus pranešimas, jei sukonfigūruotas

Kodėl naudoti LoRaWAN žemės ūkio orų stebėjimui?

Palyginti su tradiciniais laidinio stebėjimo metodais, LoRaWAN suteikia keletą pranašumų žemės ūkio reikmėms.

1. Belaidis diegimas be tolimojo kabelio

Vienas didžiausių iššūkių vykdant žemės ūkio monitoringą yra ryšių kabelių įrengimas dideliuose lauko plotuose.

LoRaWAN sprendimas sumažina priklausomybę nuo tolimojo signalo kabelių naudodamas belaidį ryšį tarp stebėjimo mazgų ir šliuzų.

Tai padeda supaprastinti diegimą dirbamose žemėse, soduose ir atokiose lauko vietose.

2. Mažos galios veikimas nuotolinėms vietoms

Žemės ūkio stebėsenos aikštelėse gali nebūti patogios elektros prieigos.

Sprendimas palaiko įvairias maitinimo parinktis:

• Baterijomis maitinamas mazgas

• Saulės energija varomas mazgas

• Išorinis maitinimo šaltinis

Saulės energija varomos konfigūracijos yra tinkamos ilgalaikio stebėjimo lauke, kur nėra maitinimo tinklo.

3. Ilgo nuotolio belaidis ryšys

Žemės ūkio vietovėse, kuriose yra paskirstyti stebėjimo taškai, ryšio diapazonas yra svarbus veiksnys.

Remiantis BGT HYDROMET sprendimo dokumentacija, tipinis atskaitos ryšio atstumas yra:

• Atvirose vietose apie 5–10 km

• Miesto aplinkoje apie 1–2 km

Tikrasis diapazonas priklauso nuo reljefo, pastatų, antenos aukščio ir aplinkos sąlygų.

Tai leidžia klientams projektuoti stebėjimo tinklus pagal faktines vietos sąlygas.

4. Lankstus kelių stebėjimo taškų išplėtimas

Žemės ūkio projektai gali prasidėti keliose stebėjimo vietose ir vėliau plėstis.

„LoRaWAN“ tinklas per šliuzus gali palaikyti kelis jutiklių mazgus.

Remiantis dabartiniais sprendimo dokumentais, vienas šliuzas paprastai gali palaikyti šimtus LoRaWAN jutiklių mazgų, nors tikrasis pajėgumas priklauso nuo projekto sąlygų.

Didesniems žemės ūkio stebėsenos projektams galima pridėti papildomų vartų tinklo aprėpčiai išplėsti.

5. Nuotolinis stebėjimas be dažnų apsilankymų svetainėje

Vienas iš pagrindinių belaidžio žemės ūkio stebėjimo pranašumų yra nuotolinė duomenų prieiga.

Vartotojai gali patikrinti:

• Dabartinės oro sąlygos

• Istorinės tendencijos

• Įrenginio būsena

per kompiuterio prietaisų skydelį arba mobiliąją programą.

Tai sumažina poreikį dažnai rankiniu būdu tikrinti paskirstytas stebėjimo vietas.

LoRaWAN orų stebėjimo taikymas žemės ūkyje

Sprendimas gali būti naudojamas keliuose su žemės ūkiu susijusiuose scenarijuose.

Dirbamos žemės orų stebėjimas

Dideliuose dirbamos žemės plotuose paskirstyti oro stebėjimo taškai gali rinkti informaciją apie aplinką iš skirtingų vietų.

Temperatūros, drėgmės ir atmosferos slėgio duomenys gali padėti vartotojams suprasti vietinius mikroklimato skirtumus.

Sodo stebėjimas

Soduose dažnai yra lauko plotų, kur aplinkos sąlygos įvairiose vietose gali skirtis.

Belaidis stebėjimas leidžia lanksčiai montuoti be didelio kabelio.

Šiltnamio aplinkos stebėjimas

Sprendimas gali būti naudojamas aplink šiltnamius, kad būtų galima rinkti informaciją apie aplinką iš lauko aplinkos.

Surinkti duomenys gali padėti vartotojams suprasti vietinės aplinkos pokyčius.

Drėkinimo zonos stebėjimas

Su drėkinimu susijusių sričių orų stebėjimo duomenys gali suteikti papildomos informacijos apie aplinką, kad būtų galima priimti žemės ūkio valdymo sprendimus.

Nuotolinis žemės ūkio laukų stebėjimas

Kai kurios žemės ūkio paskirties vietos yra toli nuo pastatų, ryšių infrastruktūros ar stacionarių energijos šaltinių.

Šioms nuotolinėms svetainėms LoRaWAN suteikia praktinį belaidžio stebėjimo metodą.

Į ką reikėtų atsižvelgti prieš diegiant žemės ūkio orų stebėjimo sistemą?

Prieš pasirinkdami įrangą, klientai turėtų patvirtinti keletą projekto detalių.

Stebėjimo parametrai

Kokius aplinkos parametrus reikia išmatuoti?

Standartinis sprendimas palaiko:

• Temperatūra

• Drėgmė

• Atmosferos slėgis

Kiti oro parametrai gali būti parenkami pagal projekto reikalavimus.

Stebėjimo taškų skaičius

Kiek vietų reikia stebėti?

Tai turi įtakos:

• Jutiklių skaičius

• LoRaWAN mazgų skaičius

• Vartų aprėpties planavimas

Maitinimo sąlygos

Ar yra maitinimo tinklo?

Jei ne, klientai turi atsižvelgti į:

• Veikimas maitinamas baterijomis

• Veikimas naudojant saulės energiją

• Kiti galios sprendimai

Bendravimo atstumas

Koks yra apytikslis atstumas tarp stebėjimo mazgų ir šliuzų?

Reikėtų įvertinti įrengimo aplinką, nes kliūtys ir reljefas gali turėti įtakos ryšio našumui.

Duomenų ataskaitų teikimo intervalas

Kaip dažnai klientui reikia atnaujinti duomenis?

Daugumos meteorologinių projektų rekomenduojamas ataskaitų teikimo intervalas yra 15 minučių.

Trumpesni ataskaitų teikimo intervalai gali užtikrinti dažnesnius atnaujinimus, tačiau gali padidėti energijos suvartojimas.

Platformos reikalavimai

Ar klientui reikalinga BGT HYDROMET platforma?

Arba klientas jau turi savo:

• Duomenų platforma

• LoRaWAN tinklo serveris

• Stebėjimo sistema

Platformos integravimo reikalavimai turėtų būti patvirtinti prieš patvirtinant užsakymą.

Išvada

Žemės ūkio orų stebėjimui reikalingas sprendimas, kuris galėtų patikimai veikti lauke, paskirstytoje ir kartais atokioje aplinkoje.

LoRaWAN orų stebėjimo sistema suteikia lankstų požiūrį, derinant:

Meteorologinis jutiklis + LoRaWAN mazgas + LoRaWAN šliuzas + duomenų platforma

į vieną pilną stebėjimo sprendimą.

Palyginti su tradicinėmis laidinėmis sistemomis, LoRaWAN gali sumažinti tolimojo kabelio reikalavimus, palaikyti baterijų ar saulės energijos naudojimą, suteikti nuotolinę prieigą prie duomenų ir lanksčiai išplėsti stebėjimo taškus.

BGT HYDROMET LoRaWAN pagrindu sukurtas meteorologinio stebėjimo sprendimas yra praktiškas būdas rinkti ir valdyti aplinkos duomenis, skirtus lauko stebėjimo projektams, skirta dirbamos žemės, sodų, šiltnamių aplinkai, drėkinimo vietovėms ir atokiems žemės ūkio laukams.