የፕሪሲሽን ግብርና ሙሉ በሙሉ አውቶማቲክ የመስኖ ስርዓት የአንቴና ማበጀት የጉዳይ ጥናት፡ የስሜት ህዋሳት እና የቁጥጥር ምልክት ፈተናን መፍታት

ሙሉ በሙሉ በራስ-ሰር በሚደረግ የግብርና መስኖ መስክ፣ የዳሳሽ መረጃ በእውነተኛ ጊዜ ግብረመልስ እና የቁጥጥር ትዕዛዞች ትክክለኛ መውጣት "በፍላጎት ላይ የተመሠረተ መስኖ፣ የውሃ ጥበቃ እና ከፍተኛ ቅልጥፍና" ለማሳካት ዋና ዋና ቅድመ ሁኔታዎች ናቸው። ብልህ የግብርና መሳሪያዎችን የሚያካትት ደንበኛ የአፈር እርጥበት ዳሳሾችን፣ የፍሰት ዳሳሾችን እና የርቀት መቆጣጠሪያ ሞጁልን የሚያዋህድ ራሱን የቻለ ሙሉ በሙሉ በራስ-ሰር የሚሰራ የመስኖ መፍትሄ አዘጋጅቷል። ሆኖም፣ በትላልቅ የእርሻ መሬት አፕሊኬሽኖች (እንደ በሺዎች የሚቆጠሩ ኤከር እና ተያያዥ መስኮችን የሚሸፍኑ የፍራፍሬ እርሻዎች)፣ ያልተረጋጋ የምልክት ስርጭት ብዙውን ጊዜ የውሂብ መቆራረጥ እና የትዕዛዝ መዘግየቶችን ያስከትላል፣ ይህም የመስኖ ትክክለኛነትን እና የስርዓት አስተማማኝነትን በእጅጉ ይነካል። የሚከተለው የሙሉውን ትንተና ነው። አንቴና ለዚህ መስፈርት የማበጀት ሂደት።

Ⅰ.የደንበኛው ዋና የህመም ነጥብ፡ የሲግናል ጠርሙሶች የመስኖ ስርዓት ቅልጥፍናን ይከለክላሉ

 

የደንበኛው ሙሉ በሙሉ አውቶማቲክ የመስኖ መፍትሄ መጀመሪያ ላይ አጠቃላይ አገልግሎት የሚሰጡ ገመድ አልባ አንቴናዎችን ይጠቀም ነበር። ይህ በትግበራ ​​ወቅት ሶስት ቁልፍ ጉዳዮችን አጋልጧል፣ ይህም የስርዓቱን ተግባራዊነት በቀጥታ ነክቷል፡

 

የዳሳሽ ዳታ ግንኙነት ማቋረጥ፡- በእርሻ መሬት ዳርቻ እና በዝቅተኛ ቦታዎች (ከ50-100 ሜትር ርቀት ላይ) የሚገኙ የአፈር እርጥበት ዳሳሾች በእፅዋት መዘጋት እና በተንጣለለ መሬት ምክንያት የገመድ አልባ ምልክት መቀነስ አጋጥሟቸዋል። የመረጃ ማስተላለፊያው ስኬት መጠን ከ70% ያነሰ ሲሆን ይህም የእውነተኛ ጊዜ የአፈር እርጥበት መረጃ እንዳይገኝ በማድረግ ስለ መስኖ ጊዜ የተሳሳተ ግንዛቤ እንዲፈጠር አድርጓል።

 

የቁጥጥር ትዕዛዝ መዘግየት እና የፓኬት መጥፋት፡ የርቀት መቆጣጠሪያ ሞጁሎች (እንደ ሶሌኖይድ ቫልቭ ማብሪያ / ማጥፊያዎች እና የውሃ ፓምፕ ፍጥነት መቆጣጠሪያዎች ያሉ) ትዕዛዞችን ሲቀበሉ፣ ከአካባቢው ከፍተኛ ቮልቴጅ ያላቸው የኃይል መስመሮች እና የግብርና ማሽኖች የሚመጡ የኤሌክትሮማግኔቲክ ጣልቃገብነቶች እስከ 3 ሰከንዶች የሚደርስ የትዕዛዝ መዘግየት አስከትለዋል። አንዳንድ ትዕዛዞችም ጠፍተዋል፣ ይህም ከመጠን በላይ ወይም ከመጠን በላይ የመስኖ ሥራ አስከትሏል።

 

ደካማ የአካባቢ ተስማሚነት፡- አጠቃላይ አገልግሎት የሚሰጡ አንቴናዎች የIP54 የውሃ መከላከያ ደረጃ ብቻ ነበራቸው። በዝናባማ ወቅት፣ በጎርፍ የተጥለቀለቀ የእርሻ መሬት እና ለከፍተኛ ሙቀት የተጋለጡ በየሦስት ወሩ በአማካይ አንድ የአንቴና ውድቀት አስከትሏል፣ ይህም ከፍተኛ የጥገና ወጪዎችን እና የመስኖ ቀጣይነትን ያስከትላል። ደንበኛው ፍላጎቶቻቸውን ገልጿል፡- "የዳሳሽ የውሂብ ማስተላለፊያ ስኬት መጠን ≥ 98%"፣ "የቁጥጥር ትዕዛዝ መዘግየት ≤ 0.5 ሰከንዶች"፣ እና "IP67 የውሃ መከላከያ + -30°ሴ እስከ 70°ሴ ከፍተኛ የሙቀት መቋቋም" የሚያገኝ ሙሉ በሙሉ አውቶማቲክ የመስኖ ስርዓት ብጁ የአንቴና መፍትሄ። መፍትሄው ከነባር ዳሳሾች እና የቁጥጥር ሞጁል በይነገጾች (ለምሳሌ፣ LoRa እና 433MHz የድግግሞሽ ባንድ) ጋር ተኳሃኝ መሆን ነበረበት።

 

Ⅱ.የተበጀ መፍትሔ፡- ከ"የድግግሞሽ ባንድ ማስተካከያ" እስከ "የአካባቢ ማሻሻያ" ድረስ አጠቃላይ ዲዛይን

 

የደንበኛን የችግር ነጥቦች ለመፍታት፣ የአጠቃላይ ዓላማ አንቴናዎችን "አንድ መጠን ለሁሉም የሚስማማ" አካሄድ ትተናል። በ"የውሂብ ማስተላለፊያ መረጋጋት"፣ "ጣልቃ ገብነት መቋቋም" እና "የአካባቢ ዘላቂነት" ሶስት ዋና ዋና ዓላማዎች ላይ በማተኮር፣ "ዳሳሽ-ጎን + የቁጥጥር-ጎን" ባለሁለት ጫፍ ብጁ የአንቴና ጥምረት መፍትሄ ነድፈናል።** ልዩ ቴክኒካዊ አቀራረብ እንደሚከተለው ነው፡

1. ዳሳሽ-ጎን፡ ብጁ ዝቅተኛ-ኃይል፣ ከፍተኛ-ዘልቆ መግባት ሎራ አቅጣጫዊ አንቴና

 

የአፈር እርጥበት/ፍሰት ዳሳሾችን "ረጅም ርቀት፣ ዝቅተኛ ኃይል" የውሂብ ማስተላለፊያ መስፈርቶችን ለማሟላት፣ 433MHz LoRa አቅጣጫዊ አንቴና ብጁ አድርገናል፡

 

የድግግሞሽ ባንድ እና የትርፍ ማመቻቸት፡- በ433ሜኸዝ (ለእርሻ መሬት ገመድ አልባ ግንኙነቶች ዋናው የድግግሞሽ ባንድ) ላይ በማተኮር የአንቴናውን ትርፍ ወደ 8dBi (ለአጠቃላይ ዓላማ አንቴናዎች ከ5dBi ጋር ሲነጻጸር) አሳድገናል። ጠባብ የጨረር ዲዛይን የሲግናል ዘልቆ መግባትን ያሻሽላል፣ ይህም በፍራፍሬ ዛፍ ሸራዎች እና ባልተስተካከለ መሬት በተዘጉ ሁኔታዎች ውስጥም ቢሆን በ150 ሜትር ውስጥ የተረጋጋ ስርጭትን ያስችላል (የደንበኛውን የዳሳሽ ማሰማሪያ ርቀት ይሸፍናል)።

 

ዝቅተኛ ኃይል ያለው ማስተካከያ፡- የተሻሻለ የአንቴና ኢምፔዳንስ ማመሳሰል (50Ω መደበኛ ኢምፔዳንስ) የዳሳሽ ሞጁሉን የማስተላለፊያ ኃይል መጥፋት ይቀንሳል፣ የዳሳሹን የባትሪ ዕድሜ ከሶስት ወር ወደ ስድስት ወር ያራዝማል፣ ይህም በሜዳው ውስጥ ከባትሪ መተካት ጋር የተያያዙ የጥገና ወጪዎችን ይቀንሳል።

 

የመዋቅር እና የመጫኛ ዲዛይን፡ አንቴናው የውሃ መከላከያ ማያያዣዎችን የያዘ የመሬት ውስጥ ዲዛይን ይጠቀማል። የአንቴናው አካል በዝገት መቋቋም በሚችል የኤቢኤስ መያዣ ውስጥ ተዘግቶ የIP68 የውሃ መከላከያ ደረጃን (ከደንበኛው IP67 መስፈርት በጣም የላቀ) ያገኛል። በቀጥታ በአፈር ወለል (ከሴንሰሩ 1-2 ሜትር) ውስጥ ሊቀበር ይችላል፣ ይህም በግብርና ማሽነሪዎች ወይም በሰው ጣልቃ ገብነት ከሚደርስ ጉዳት ይከላከላል።

2. የመቆጣጠሪያ ጎን፡ ብጁ ፀረ-ጣልቃ ገብነት፣ ሰፊ ባንድ ሁሉን አቀፍ አንቴና

 

የርቀት መቆጣጠሪያ ሞጁሉን ለእውነተኛ ጊዜ ትዕዛዝ አቅርቦት እና ጣልቃ ገብነትን ለመከላከል የሚያስፈልጉትን መስፈርቶች ለማሟላት፣ ባለሁለት ባንድ (433MHz + 2.4GHz) ሁሉን አቀፍ አንቴና ተበጅቷል።

የተቀናጀ የጣልቃ ገብነት ቴክኖሎጂ፡ አብሮገነብ ባለብዙ ደረጃ የማጣሪያ ሰርክዩቶች በእርሻ መሬት ውስጥ የተለመዱ የኤሌክትሮማግኔቲክ ጣልቃገብነቶችን (እንደ 50Hz የኃይል ፍሪኩዌንሲ ጣልቃ ገብነት ከከፍተኛ ቮልቴጅ የኃይል መስመሮች እና ከግብርና ማሽነሪ ሞተሮች የኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረር ያሉ) ያጣራሉ። የመስክ መለኪያዎች እንደሚያሳዩት በመስተጓጎል አካባቢዎች ውስጥ ያለው የትዕዛዝ ቢት ስህተት መጠን ከ1.2% ወደ ከ0.05% በታች ቀንሷል።

 

ባለሁለት ባንድ ተኳሃኝነት፡- 433MHz (ሶሌኖይድ ቫልቮችን/የውሃ ፓምፖችን ለመቆጣጠር የሚያገለግል ዋና የድግግሞሽ ባንድ) እና 2.4GHz (የአደጋ ጊዜ ትዕዛዞችን ለማውጣት ምትኬ የድግግሞሽ ባንድ) ይደግፋል። የ433MHz ባንድ በጣልቃ ገብነት ሲጎዳ፣ ስርዓቱ በራስ-ሰር ወደ 2.4GHz ባንድ ይቀየራል፣ ይህም የቁጥጥር ትዕዛዞችን ምንም አይነት መቆራረጥ ያረጋግጣል።

 

የተሻሻለ የአካባቢ ዘላቂነት፡- ተቀባይነት አግኝቷል። የአልትራቫዮሌት መከላከያ ቁሳቁስ መያዣው ለከፍተኛ እና ዝቅተኛ የሙቀት መጠን (ከ-30°ሴ እስከ 70°ሴ) ተፈትኗል እና የኤሌክትሪክ አፈፃፀም መበላሸት ≤5% ያሳያል። የሰሜን ቻይናን አስቸጋሪ የክረምት ወራት እና የደቡባዊ ቻይናን ሞቃታማ የበጋ ወራት ይቋቋማል፣ የአገልግሎት ዘመኑን ከአንድ ዓመት ወደ ሶስት ዓመት ያራዝማል።

 

3. የስርዓት-ደረጃ ተኳሃኝነት፡ በይነገጽ እና የፕሮቶኮል ተኳሃኝነት

 

ያሉትን የመስኖ ስርዓቶችን ከመቀየር ለመቆጠብ፣ ብጁ የሆነው አንቴና ከሁለቱም በይነገጾች እና ፕሮቶኮሎች ጋር ሙሉ በሙሉ ተኳሃኝ ነው፡

 

የዳሳሽ-ጎን አንቴናው የSMA-J ማገናኛን ይጠቀማል፣ በቀጥታ ከደንበኛው የሎራ ዳሳሽ ሞዱል የRF ወደብ ጋር ይገናኛል፤

 

የመቆጣጠሪያው ጎን አንቴና የኤን-አይነት ማገናኛን ይጠቀማል፣ ይህም ከርቀት መቆጣጠሪያ አስተናጋጁ የምልክት ወደብ ጋር ይጣጣማል።

 

ምንም የስርዓት ግንኙነት ፕሮቶኮሎች (እንደ LoRaWAN ወይም MQTT ያሉ) መሻሻል አያስፈልጋቸውም፣ ይህም የፕላግ-ኤንድ-ፕሌይ ስራን ይፈቅዳል እና የማሻሻያ ወጪዎችን ይቀንሳል።

Ⅲ. የተግባር ውጤቶች፡ የምልክት ችግሮች ተፈትተዋል፣ የመስኖ ውጤታማነት በእጥፍ ጨምሯል

 

በደንበኛው 1,000 ኤከር የፖም እርሻ ማሳያ መሰረት ላይ ከተተገበረ በኋላ፣ ከአንድ የስድስት ወር የእድገት ዑደት በኋላ ብጁ የሆነው የአንቴና መፍትሄ ተፈትኖ የመጀመሪያውን የሲግናል ማነቆ ሙሉ በሙሉ እንደፈታ ተረጋግጧል። ቁልፍ የአፈጻጸም አመልካቾች ከሚጠበቀው በላይ አልፈዋል፡

 

የውሂብ ማስተላለፊያ መረጋጋት፡ የአፈር እርጥበት ዳሳሽ የውሂብ ማስተላለፊያ ስኬት መጠን ከ70% ወደ 99.2% አድጓል። በከባድ ዝናብ እና ኃይለኛ ነፋስም ቢሆን የውሂብ መቆራረጥ ቀጥሏል፣ ይህም "በፍላጎት ላይ ለሚደረግ መስኖ" ትክክለኛ የአፈር እርጥበት መረጃ ድጋፍ ይሰጣል።

 

የመቆጣጠሪያ ትዕዛዝ ምላሽ፡ የሶሌኖይድ ቫልቭ መቀየሪያ እና የፓምፕ ፍጥነት መቆጣጠሪያ ትዕዛዞች አማካይ መዘግየት ከ3 ሰከንዶች ወደ 0.3 ሰከንዶች ቀንሷል፣ እና የትዕዛዝ ፓኬት ኪሳራ መጠን ወደ ዜሮ ቀንሷል፣ ይህም "ከመጠን በላይ ውሃ ማጠጣት" (የስር መበስበስን የሚያመጣ የአፈር ውሃ መቆፈር) እና "ከመጠን በላይ ውሃ ማጠጣት" (የሰብል ውሃ እጥረት ወደ ምርት መቀነስ የሚያመራ) ሙሉ በሙሉ አስወግዷል።

 

የአካባቢ ተስማሚነት እና ወጪ፡- በስድስት ወራት ውስጥ የአንቴና ብልሽቶች አልተከሰቱም፣ ይህም የጥገና ወጪዎችን በ80% ቀንሷል። በተጨማሪም፣ ትክክለኛ የአፈር እርጥበት መረጃ እና በእውነተኛ ጊዜ ቁጥጥር ምክንያት የፍራፍሬ እርሻው የመስኖ ውሃ ፍጆታ በ35% ቀንሷል፣ ይህም በአንድ ሙ አማካይ የምርት ጭማሪ 12% አስገኝቷል። ደንበኛው በመቀጠልም መፍትሄውን ወደ 20 ተያያዥ የእርሻ መሬት ፕሮጀክቶች አስፋፍቷል።

 

የደንበኛ ግብረመልስ፡- "የተበጀው አንቴና በጣም አስቸጋሪ የሆነውን የምልክት ችግራችንን ከመፍታት ባለፈ ሙሉ በሙሉ አውቶማቲክ የሆነ የመስኖ ስርዓት የእውቀት እና የቅልጥፍና ጥምረት በእውነት እንዲያሳካ አስችሎታል፣ ይህም በትላልቅ የእርሻ ቦታዎች ላይ የውሃ ቆጣቢ መስኖን ወሳኝ ድጋፍ ይሰጣል።"

Ⅳ. የጉዳይ ጥናት፡ የትክክለኛነት ግብርና አንቴና ማበጀት ዋና አመክንዮ

 

ይህ የጉዳይ ጥናት እንደሚያሳየው በትክክለኛ የግብርና መስክ የአንቴና ማበጀት የፓራሜትር ማስተካከያዎችን ብቻ አያስፈልገውም፤ ይልቁንም፣ ከመተግበሪያው ልዩ ፍላጎቶች ጋር በቅርበት የተጣጣመ መሆን አለበት፡

 

"ሁኔታን መሰረት ያደረገ" ቅድሚያ፡- በመጀመሪያ፣ የ የአንቴና አገልግሎት በግልጽ መገለጽ አለበት (ለምሳሌ፣ የዳሳሽ ዳታ ማስተላለፍ ከቁጥጥር ትዕዛዝ መስጠት ጋር ሲነጻጸር)፣ ከዚያም የታለመ ትርፍ፣ የድግግሞሽ ባንድ እና ፀረ-ጣልቃ ገብነት መፍትሄዎች መንደፍ አለባቸው።

 

"የአካባቢ ተስማሚነት" ወሳኝ ነው፡ የእርሻ መሬት በመልክዓ ምድር፣ በአየር ንብረት እና በኤሌክትሮማግኔቲክ አካባቢ ላይ ከፍተኛ ልዩነቶች አሉት፣ ይህም የውሃ መከላከያ፣ የሙቀት መቋቋም እና የዝገት መቋቋምን በተመለከተ የተሻሻለ የአንቴና ዘላቂነት ይጠይቃል።

 

"የስርዓት ተኳሃኝነት" ወጪዎችን ይቀንሳል፡- የአንቴና ማሻሻያዎችን ተከትሎ የሚመጣውን የስርዓት መልሶ ግንባታ ለማስቀረት ብጁ መፍትሄዎች ከደንበኛው አሁን ካለው የመሳሪያ በይነገጾች እና ፕሮቶኮሎች ጋር በተቻለ መጠን ተኳሃኝ መሆን አለባቸው።