නිරවද්ය කෘෂිකර්මය සම්පූර්ණයෙන්ම ස්වයංක්රීය වාරිමාර්ග පද්ධති ඇන්ටෙනා අභිරුචිකරණය පිළිබඳ සිද්ධි අධ්යයනය: සංවේදනය සහ පාලනය පිළිබඳ සංඥා අභියෝගය විසඳීම
සම්පූර්ණයෙන්ම ස්වයංක්රීය කෘෂිකාර්මික වාරිමාර්ග ක්ෂේත්රයේ, සංවේදක දත්තවල තත්ය කාලීන ප්රතිපෝෂණය සහ පාලන විධාන නිවැරදිව නිකුත් කිරීම "ඉල්ලුම මත වාරිමාර්ග, ජල සංරක්ෂණය සහ ඉහළ කාර්යක්ෂමතාව" සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා මූලික පූර්ව අවශ්යතා වේ. බුද්ධිමත් කෘෂිකාර්මික උපකරණ පිළිබඳ විශේෂඥයෙකු පාංශු තෙතමනය සංවේදක, ප්රවාහ සංවේදක සහ දුරස්ථ පාලක මොඩියුලයක් ඒකාබද්ධ කරන ස්වයං-සංවර්ධිත පූර්ණ ස්වයංක්රීය වාරිමාර්ග විසඳුමක් සංවර්ධනය කළේය. කෙසේ වෙතත්, මහා පරිමාණ ගොවිබිම් යෙදුම්වල (අක්කර දහස් ගණනක් සහ යාබද ක්ෂේත්ර පුරා විහිදෙන පළතුරු වතු වැනි), අස්ථායී සංඥා සම්ප්රේෂණය නිතර දත්ත විසන්ධි කිරීම් සහ විධාන ප්රමාදයන් ඇති කළ අතර, වාරිමාර්ග නිරවද්යතාවයට සහ පද්ධති විශ්වසනීයත්වයට බරපතල ලෙස බලපායි. පහත දැක්වෙන්නේ සම්පූර්ණ විශ්ලේෂණයකි. ඇන්ටෙනාව මෙම අවශ්යතාවය සඳහා අභිරුචිකරණ ක්රියාවලිය.
Ⅰ.පාරිභෝගිකයාගේ මූලික වේදනා ලක්ෂ්යය: සංඥා බාධක වාරිමාර්ග පද්ධති කාර්යක්ෂමතාවයට බාධා කරයි.
පාරිභෝගිකයාගේ සම්පූර්ණයෙන්ම ස්වයංක්රීය වාරිමාර්ග විසඳුම මුලින් භාවිතා කළේ පොදු කාර්ය රැහැන් රහිත ඇන්ටනා ය. මෙය ක්රියාත්මක කිරීමේදී ප්රධාන ගැටළු තුනක් නිරාවරණය කළ අතර එය පද්ධතියේ ප්රායෝගිකත්වයට සෘජුවම බලපායි:
සංවේදක දත්ත විසන්ධි කිරීම: ගොවිබිම් වල දාරවල සහ පහත් බිම් ප්රදේශවල (මීටර් 50-100 අතර දුරින් යොදවා ඇති) පාංශු තෙතමනය සංවේදක, වෘක්ෂලතා අවහිරතා සහ රැලි සහිත භූමි ප්රදේශය හේතුවෙන් රැහැන් රහිත සංඥා දුර්වල වීමක් අත්විඳින ලදී. දත්ත සම්ප්රේෂණ සාර්ථකත්ව අනුපාතය 70% ට වඩා අඩු වූ අතර, තත්ය කාලීන පාංශු තෙතමනය තොරතුරු ලබා ගැනීම වළක්වන අතර, වාරිමාර්ග කාලය පිළිබඳ වැරදි විනිශ්චයන්ට තුඩු දුන්නේය.
පාලන විධාන ප්රමාදය සහ පැකට් නැතිවීම: දුරස්ථ පාලක මොඩියුල (සොලෙනොයිඩ් කපාට ස්විච සහ ජල පොම්ප වේග පාලක වැනි) විධාන ලැබුණු විට, අවට අධි වෝල්ටීයතා විදුලි රැහැන් සහ කෘෂිකාර්මික යන්ත්රෝපකරණවලින් ලැබෙන විද්යුත් චුම්භක බාධා හේතුවෙන් තත්පර 3 ක් දක්වා විධාන ප්රමාද විය. සමහර විධාන පවා නැති වූ අතර, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස අධික හෝ අඩු වාරිමාර්ග ඇති විය.
දුර්වල පාරිසරික අනුවර්තනය: සාමාන්ය කාර්ය ඇන්ටනාවලට තිබුණේ IP54 ජල ආරක්ෂිත ශ්රේණිගත කිරීමක් පමණි. වැසි සමයේදී, ගොවිබිම් ජලයෙන් යටවී ඉහළ උෂ්ණත්වයකට නිරාවරණය වීම නිසා සෑම මාස තුනකට වරක් සාමාන්යයෙන් එක් ඇන්ටනාවක් අසමත් වූ අතර, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස ඉහළ නඩත්තු පිරිවැයක් සහ වාරිමාර්ග අඛණ්ඩතාවයට බලපෑම් ඇති විය. සේවාදායකයා ඔවුන්ගේ අවශ්යතා සඳහන් කළේය: "සංවේදක දත්ත සම්ප්රේෂණ සාර්ථකත්ව අනුපාතය ≥ 98%," "පාලන විධාන ප්රමාදය ≤ තත්පර 0.5," සහ "IP67 ජල ආරක්ෂිත + -30°C සිට 70°C දක්වා ආන්තික උෂ්ණත්ව ප්රතිරෝධය" ලබා ගන්නා පූර්ණ ස්වයංක්රීය වාරිමාර්ග පද්ධතියක් සඳහා අභිරුචිකරණය කළ ඇන්ටෙනා විසඳුමක්. විසඳුම පවතින සංවේදක සහ පාලන මොඩියුල අතුරුමුහුණත් (උදා: LoRa සහ 433MHz සංඛ්යාත කලාපය) සමඟ අනුකූල වීම අවශ්ය විය.
Ⅱ.අභිරුචිකරණය කළ විසඳුම: "සංඛ්යාත කලාප අනුවර්තනය" සිට "පාරිසරික වැඩිදියුණු කිරීම" දක්වා පුළුල් නිර්මාණය.
පාරිභෝගික ගැටළු විසඳීම සඳහා, අපි පොදු කාර්ය ඇන්ටනා වල "සියල්ලටම ගැලපෙන එක් ප්රමාණයේ" ප්රවේශය අතහැර දැමුවෙමු. "දත්ත සම්ප්රේෂණ ස්ථායිතාව", "මැදිහත්වීම් ප්රතිරෝධය" සහ "පාරිසරික කල්පැවැත්ම" යන මූලික අරමුණු තුන කෙරෙහි අවධානය යොමු කරමින්, අපි "සංවේදක-පැත්ත + පාලන-පැත්ත" ද්විත්ව-අන්ත අභිරුචිකරණය කළ ඇන්ටෙනා සංයෝජන විසඳුමක් නිර්මාණය කළෙමු.** නිශ්චිත තාක්ෂණික ප්රවේශය පහත පරිදි වේ:
1. සංවේදක පැත්ත: අභිරුචිකරණය කළ අඩු බලැති, ඉහළ විනිවිද යාමේ LoRa දිශානුගත ඇන්ටනාව
පාංශු තෙතමනය/ප්රවාහ සංවේදකවල "දිගු-දුර, අඩු-බල" දත්ත සම්ප්රේෂණ අවශ්යතා සපුරාලීම සඳහා, අපි 433MHz LoRa දිශානුගත ඇන්ටෙනාවක් අභිරුචිකරණය කළෙමු:
සංඛ්යාත කලාපය සහ ලාභ ප්රශස්තිකරණය: 433MHz (ගොවිබිම් රැහැන් රහිත සන්නිවේදනය සඳහා ප්රධාන ධාරාවේ සංඛ්යාත කලාපය) කෙරෙහි අවධානය යොමු කරමින්, අපි ඇන්ටෙනා ලාභය 8dBi දක්වා වැඩි කළෙමු (සාමාන්ය කාර්ය ඇන්ටනා සඳහා 5dBi හා සසඳන විට). පටු කදම්භ සැලසුමක් සංඥා විනිවිද යාම වැඩි දියුණු කරයි, පලතුරු ගස් වියන් සහ අසමාන භූමි ප්රදේශවලින් අවහිර වූ අවස්ථාවන්හිදී පවා මීටර් 150 ක් ඇතුළත (පාරිභෝගිකයාගේ සංවේදක යෙදවීමේ දුර ආවරණය කරමින්) ස්ථාවර සම්ප්රේෂණය සක්රීය කරයි.
අඩු බල අනුවර්තනය: ප්රශස්ත ඇන්ටෙනා සම්බාධනය ගැලපීම (50Ω සම්මත සම්බාධනය) සංවේදක මොඩියුලයේ සම්ප්රේෂණ බල අලාභය අඩු කරයි, සංවේදකයේ බැටරි ආයු කාලය මාස තුනේ සිට මාස හයක් දක්වා දීර්ඝ කරයි, ක්ෂේත්රයේ බැටරි ප්රතිස්ථාපන හා සම්බන්ධ නඩත්තු වියදම් අඩු කරයි.
ව්යුහය සහ ස්ථාපන සැලසුම: ඇන්ටෙනාව ජල ආරක්ෂිත සම්බන්ධක සහිත භූගත සැලසුමක් භාවිතා කරයි. ඇන්ටෙනා ශරීරය විඛාදනයට ඔරොත්තු දෙන ABS නිවාසයක කොටු කර ඇති අතර, IP68 ජල ආරක්ෂිත ශ්රේණිගත කිරීමක් ලබා ගනී (පාරිභෝගිකයාගේ IP67 අවශ්යතාවයට වඩා බෙහෙවින් වැඩි). එය පස මතුපිටට කෙලින්ම වළලනු ලැබේ (සංවේදකයේ සිට මීටර් 1-2), කෘෂිකාර්මික යන්ත්රෝපකරණ හෝ මිනිස් මැදිහත්වීම් නිසා සිදුවන හානියෙන් එය ආරක්ෂා කරයි.
2. පාලන පැත්ත: අභිරුචිකරණය කළ ප්රති-මැදිහත්වීම්, පුළුල් පරාස සර්ව දිශානුගත ඇන්ටෙනාව
තත්ය කාලීන විධාන බෙදා හැරීම සහ ප්රති-මැදිහත්වීම් සඳහා දුරස්ථ පාලක මොඩියුලයේ අවශ්යතා සපුරාලීම සඳහා, ද්විත්ව කලාප (433MHz + 2.4GHz) සර්ව දිශානුගත ඇන්ටෙනාවක් අභිරුචිකරණය කරන ලදී.
ඒකාබද්ධ ප්රති-මැදිහත්වීම් තාක්ෂණය: ගොඩනඟන ලද බහු-අදියර පෙරහන් පරිපථ ගොවිබිම් වල පොදු විද්යුත් චුම්භක ඇඟිලි ගැසීම් පෙරහන් කරයි (අධි වෝල්ටීයතා විදුලි රැහැන් වලින් 50Hz බල සංඛ්යාත ඇඟිලි ගැසීම් සහ කෘෂිකාර්මික යන්ත්රෝපකරණ එන්ජින් වලින් විද්යුත් චුම්භක විකිරණ වැනි). ක්ෂේත්ර මිනුම් මගින් ඇඟිලි ගැසීම් පරිසරවල විධාන බිට් දෝෂ අනුපාතය 1.2% සිට 0.05% ට වඩා අඩු කර ඇති බව පෙන්වා දී ඇත.
ද්විත්ව කලාප අනුකූලතාව: 433MHz (සොලෙනොයිඩ් කපාට/ජල පොම්ප පාලනය කිරීම සඳහා වන මූලික සංඛ්යාත කලාපය) සහ 2.4GHz (හදිසි විධාන නිකුත් කිරීම සඳහා උපස්ථ සංඛ්යාත කලාපයක්) යන දෙකටම සහය දක්වයි. 433MHz කලාපයට ඇඟිලි ගැසීම් බලපාන විට, පද්ධතිය ස්වයංක්රීයව 2.4GHz කලාපයට මාරු වන අතර, පාලන විධානවල ශුන්ය බාධා කිරීම් සහතික කරයි.
වැඩිදියුණු කළ පාරිසරික කල්පැවැත්ම: UV-ප්රතිරෝධී ද්රව්ය නිවාස ඉහළ සහ අඩු උෂ්ණත්ව චක්රීයකරණය (-30°C සිට 70°C දක්වා) සඳහා පරීක්ෂා කර ඇති අතර ≤5% ක විද්යුත් කාර්ය සාධන පිරිහීමක් පෙන්නුම් කරයි. එය උතුරු චීනයේ කටුක ශීත කාලයට සහ දකුණු චීනයේ උණුසුම් ගිම්හාන කාලයට ඔරොත්තු දෙන අතර, එහි සේවා කාලය වසරක සිට අවුරුදු තුනක් දක්වා දීර්ඝ කරයි.
3. පද්ධති මට්ටමේ අනුකූලතාව: අතුරුමුහුණත සහ ප්රොටෝකෝල අනුකූලතාව
පවතින වාරිමාර්ග පද්ධති වෙනස් කිරීම වළක්වා ගැනීම සඳහා, අභිරුචිකරණය කළ ඇන්ටනාව අතුරුමුහුණත් සහ ප්රොටෝකෝල දෙකටම සම්පූර්ණයෙන්ම අනුකූල වේ:
සංවේදක-පාර්ශ්වික ඇන්ටනාව SMA-J සම්බන්ධකයක් භාවිතා කරයි, එය පාරිභෝගිකයාගේ LoRa සංවේදක මොඩියුලයේ RF වරායට සෘජුවම සම්බන්ධ වේ;
පාලක පැත්තේ ඇන්ටනාව දුරස්ථ පාලක ධාරකයේ සංඥා තොටට අනුවර්තනය වෙමින් N-වර්ගයේ සම්බන්ධකයක් භාවිතා කරයි.
ප්ලග්-ඇන්ඩ්-ප්ලේ ක්රියාකාරිත්වයට ඉඩ සලසන සහ වෙනස් කිරීමේ පිරිවැය අඩු කරන, පද්ධති සන්නිවේදන ප්රොටෝකෝල (LoRaWAN හෝ MQTT වැනි) වෙනස් කිරීමට අවශ්ය නොවේ.
Ⅲ. ක්රියාත්මක කිරීමේ ප්රතිඵල: සංඥා ගැටළු විසඳා ඇත, වාරිමාර්ග කාර්යක්ෂමතාව දෙගුණ කර ඇත.
පාරිභෝගිකයාගේ අක්කර 1,000 ක ඇපල් වතු ආදර්ශන පදනමේ ක්රියාත්මක කිරීමෙන් පසු, මාස හයක වර්ධන චක්රයකින් පසු, අභිරුචිකරණය කළ ඇන්ටෙනා විසඳුම පරීක්ෂා කර මුල් සංඥා බාධකය සම්පූර්ණයෙන්ම විසඳා ඇති බවට තහවුරු කරන ලදී. ප්රධාන කාර්ය සාධන දර්ශක අපේක්ෂාවන් ඉක්මවා ගියේය:
දත්ත සම්ප්රේෂණ ස්ථායිතාව: පාංශු තෙතමනය සංවේදක දත්ත සම්ප්රේෂණ සාර්ථකත්ව අනුපාතය 70% සිට 99.2% දක්වා වැඩි විය. තද වැසි සහ තද සුළං වලදී පවා දත්ත විසන්ධි වීම පැවතුන අතර, "ඉල්ලුම මත වාරිමාර්ග" සඳහා නිවැරදි පාංශු තෙතමනය දත්ත සහාය ලබා දුන්නේය.
පාලන විධාන ප්රතිචාරය: සොලෙනොයිඩ් කපාට මාරු කිරීම සහ පොම්ප වේග පාලන විධාන සඳහා සාමාන්ය ප්රමාදය තත්පර 3 සිට තත්පර 0.3 දක්වා අඩු කරන ලද අතර, විධාන පැකට් අලාභ අනුපාතය ශුන්යයට අඩු කරන ලද අතර, "අධික ලෙස ජලය දැමීම" (පාංශු ජලයෙන් යටවීම මුල් කුණුවීමට හේතු වේ) සහ "යටින් ජලයෙන් යටවීම" (අස්වැන්න අඩුවීමට හේතු වන බෝග ජල හිඟය) යන දෙකම සම්පූර්ණයෙන්ම ඉවත් කරන ලදී.
පාරිසරික අනුවර්තනය සහ පිරිවැය: මාස හයක් තුළ ඇන්ටෙනා අසමත් වීමක් සිදු නොවූ අතර, නඩත්තු වියදම් 80% කින් අඩු විය. තවද, නිවැරදි පාංශු තෙතමනය දත්ත සහ තත්ය කාලීන පාලනයට ස්තූතිවන්ත වන්නට, පළතුරු වතුයායේ වාරිමාර්ග ජල පරිභෝජනය 35% කින් අඩු කරන ලද අතර, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස mu එකකට සාමාන්ය අස්වැන්න වැඩිවීමක් සිදුවිය. 12%. පසුව සේවාදායකයා විසඳුම යාබද ගොවිබිම් ව්යාපෘති 20 කට වඩා පුළුල් කළේය.
පාරිභෝගික ප්රතිපෝෂණය: "අභිරුචිකරණය කරන ලද ඇන්ටනාව අපගේ වඩාත්ම කරදරකාරී සංඥා ගැටළුව විසඳුවා පමණක් නොව, විශාල ගොවිබිම් වල ජල ඉතිරිකිරීමේ වාරිමාර්ග සඳහා තීරණාත්මක සහායක් ලබා දෙමින්, සම්පූර්ණයෙන්ම ස්වයංක්රීය වාරිමාර්ග පද්ධතියට බුද්ධිය සහ කාර්යක්ෂමතාවයේ සංයෝජනයක් සැබවින්ම සාක්ෂාත් කර ගැනීමට හැකි විය."
Ⅳ.සිද්ධි අධ්යයනය: නිරවද්ය කෘෂිකර්ම ඇන්ටෙනා අභිරුචිකරණයේ මූලික තර්කනය
මෙම අධ්යයනයෙන් පෙන්නුම් කරන්නේ නිරවද්ය කෘෂිකාර්මික ක්ෂේත්රය තුළ, ඇන්ටෙනා අභිරුචිකරණයට පරාමිති ගැලපීම් අවශ්ය නොවන බවයි; ඒ වෙනුවට, එය යෙදුමේ නිශ්චිත අවශ්යතා සමඟ සමීපව පෙළගැස්විය යුතුය:
"දර්ශන-කේන්ද්රිත" ප්රමුඛතාවය: පළමුව, මූලික කාර්යයන් ඇන්ටෙනා සේවාව පැහැදිලිව අර්ථ දැක්විය යුතුය (උදා: සංවේදක දත්ත සම්ප්රේෂණය එදිරිව පාලන විධාන නිකුත් කිරීම), ඉන්පසු ඉලක්කගත ලාභය, සංඛ්යාත කලාපය සහ ප්රති-මැදිහත්වීම් විසඳුම් නිර්මාණය කළ යුතුය.
"පාරිසරික අනුවර්තනය වීමේ හැකියාව" ඉතා වැදගත් වේ: ගොවිපල භූමියේ භූ විෂමතාව, දේශගුණය සහ විද්යුත් චුම්භක පරිසරයේ සැලකිය යුතු වෙනස්කම් ඇති අතර, ජල ආරක්ෂණය, උෂ්ණත්ව ප්රතිරෝධය සහ විඛාදන ප්රතිරෝධය අනුව වැඩි දියුණු කළ ඇන්ටෙනා කල්පැවැත්මක් අවශ්ය වේ.
"පද්ධති අනුකූලතාව" පිරිවැය අඩු කරයි: ඇන්ටෙනා වෙනස් කිරීම් නිසා ඇතිවන පද්ධති ප්රතිනිර්මාණය වළක්වා ගැනීම සඳහා අභිරුචිකරණය කළ විසඳුම් සේවාදායකයාගේ පවතින උපකරණ අතුරුමුහුණත් සහ ප්රොටෝකෝල සමඟ හැකිතාක් අනුකූල විය යුතුය.