ئېنىق دېھقانچىلىق تولۇق ئاپتوماتىك سۇغىرىش سىستېمىسى ئانتېنناسىنى خاسلاشتۇرۇش تەتقىقات مىسالى: سېزىش ۋە كونترول قىلىشتىكى سىگنال مەسىلىسىنى ھەل قىلىش

تولۇق ئاپتوماتلاشتۇرۇلغان دېھقانچىلىق سۇغىرىش ساھەسىدە، سېنزور سانلىق مەلۇماتلىرىنىڭ ھەقىقىي ۋاقىتلىق ئىنكاسى ۋە كونترول بۇيرۇقلىرىنى توغرا چىقىرىش «ئېھتىياجغا ئاساسەن سۇغىرىش، سۇنى تېجەش ۋە يۇقىرى ئۈنۈملۈك» گە ئېرىشىشنىڭ ئاساسلىق شەرتى. ئەقلىي دېھقانچىلىق ئۈسكۈنىلىرىگە ئىختىساسلاشقان بىر خېرىدار تۇپراق نەملىك سېنزورى، ئېقىم سېنزورى ۋە يىراقتىن كونترول قىلىش مودۇلىنى بىرلەشتۈرگەن ئۆزى تەرەققىي قىلدۇرغان تولۇق ئاپتوماتلاشتۇرۇلغان سۇغىرىش چارىسى ئىجاد قىلدى. قانداقلا بولمىسۇن، چوڭ كۆلەملىك دېھقانچىلىق يەرلىرى قوللىنىشچان پروگراممىلىرىدا (مەسىلەن، مىڭلىغان مو يەردىكى باغلار ۋە تۇتاش ئېتىزلار)، مۇقىمسىز سىگنال يەتكۈزۈش دائىم سانلىق مەلۇمات ئۈزۈلۈپ قېلىش ۋە بۇيرۇق كېچىكىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىپ، سۇغىرىشنىڭ توغرىلىقى ۋە سىستېمىنىڭ ئىشەنچلىكلىكىگە ئېغىر تەسىر كۆرسىتىدۇ. تۆۋەندىكىسى تولۇق ئانالىز. ئانتېننا بۇ تەلەپ ئۈچۈن خاسلاشتۇرۇش جەريانى.

Ⅰ. خېرىدارلارنىڭ ئاساسلىق ئاغرىق نۇقتىسى: سىگنال توسالغۇلىرى سۇغىرىش سىستېمىسىنىڭ ئۈنۈمىگە توسقۇنلۇق قىلىدۇ

 

خېرىدارنىڭ تولۇق ئاپتوماتىك سۇغىرىش چارىسى دەسلەپتە ئادەتتىكى سىمسىز ئانتېننالارنى ئىشلەتكەن. بۇ، سىستېمىنىڭ ئەمەلىيلىكىگە بىۋاسىتە تەسىر كۆرسىتىپ، يولغا قويۇش جەريانىدا ئۈچ مۇھىم مەسىلىنى ئاشكارىلىدى:

 

سېنزور سانلىق مەلۇماتلىرىنىڭ ئۈزۈلۈشى: دېھقانچىلىق يەرلىرىنىڭ چېتىدىكى ۋە تۈزلەڭلىك رايونلاردىكى (50-100 مېتىر ئارىلىقتا ئورۇنلاشتۇرۇلغان) تۇپراق نەملىك سېنزورلىرى ئۆسۈملۈكلەرنىڭ توسۇلۇشى ۋە دولقۇنسىمان يەر شەكلى سەۋەبىدىن سىمسىز سىگنالنىڭ ئاجىزلىشىشىغا ئۇچرىغان. سانلىق مەلۇمات يەتكۈزۈشنىڭ مۇۋەپپەقىيەتلىك بولۇش نىسبىتى %70 تىن تۆۋەن بولۇپ، ھەقىقىي ۋاقىتلىق تۇپراق نەملىك ئۇچۇرىنىڭ قولغا كەلتۈرۈلۈشىگە توسقۇنلۇق قىلىپ، سۇغىرىش ۋاقتى توغرىسىدا خاتا قارار چىقىرىشقا سەۋەب بولغان.

 

كونترول بۇيرۇقىنىڭ كېچىكىشى ۋە ئۇچۇر بوغچىسىنىڭ يوقىلىشى: يىراقتىن كونترول قىلىش مودۇللىرى (مەسىلەن، ئېلېكتروماتىك كلاپان ئالماشتۇرغۇچلىرى ۋە سۇ پومپىسىنىڭ سۈرئەت كونتروللىغۇچلىرى) بۇيرۇق تاپشۇرۇۋالغاندا، ئەتراپتىكى يۇقىرى بېسىملىق توك سىملىرى ۋە دېھقانچىلىق ماشىنىلىرىدىن كەلگەن ئېلېكتروماگنىتلىق توسالغۇ بۇيرۇقنىڭ 3 سېكۇنتقىچە كېچىكىشىنى كەلتۈرۈپ چىقاردى. ھەتتا بەزى بۇيرۇقلار يوقاپ كېتىپ، سۇغىرىش مىقدارىنىڭ ئېشىپ كېتىشى ياكى يېتەرلىك بولماسلىقىنى كەلتۈرۈپ چىقاردى.

 

مۇھىتقا ماسلىشىشچانلىقى ناچار: ئادەتتىكى ئانتېننالارنىڭ پەقەت IP54 سۇدىن مۇداپىئەلىنىش دەرىجىسىلا بار ئىدى. يامغۇر پەسلىدە، سۇ باسقان دېھقانچىلىق يەرلىرى ۋە يۇقىرى تېمپېراتۇرىغا دۇچ كېلىش سەۋەبىدىن، ھەر ئۈچ ئايدا ئوتتۇرا ھېساب بىلەن بىر ئانتېننا بۇزۇلۇپ، ئاسراش تەننەرخىنىڭ يۇقىرى بولۇشى ۋە سۇغىرىشنىڭ ئۈزلۈكسىزلىكىگە تەسىر كۆرسىتىشى مۇمكىن ئىدى. خېرىدار ئۆزلىرىنىڭ ئېھتىياجىنى ئېنىق ئوتتۇرىغا قويدى: «سېنزور سانلىق مەلۇماتلىرىنى يەتكۈزۈش مۇۋەپپەقىيەت نىسبىتى ≥ %98»، «كونترول قىلىش بۇيرۇقىنىڭ كېچىكىشى ≤ 0.5 سېكۇنت» ۋە «IP67 سۇدىن مۇداپىئەلىنىش + -30°C دىن 70°C غىچە بولغان ئەڭ يۇقىرى تېمپېراتۇرىغا قارشى تۇرۇش» ئىقتىدارىغا ئىگە تولۇق ئاپتوماتىك سۇغىرىش سىستېمىسى ئۈچۈن خاسلاشتۇرۇلغان ئانتېننا ھەل قىلىش چارىسى. بۇ ھەل قىلىش چارىسى يەنە مەۋجۇت سېنزور ۋە كونترول مودۇلى ئارايۈزلىرى (مەسىلەن، LoRa ۋە 433MHz چاستوتا بەلبېغى) بىلەن ماس كېلىشى كېرەك ئىدى.

 

Ⅱ. خاسلاشتۇرۇلغان ھەل قىلىش چارىسى: «چاستوتا بەلبېغىغا ماسلىشىش» تىن «مۇھىتنى ياخشىلاش» قىچە بولغان ئومۇميۈزلۈك لايىھە.

 

خېرىدارلارنىڭ قىيىنچىلىقىنى ھەل قىلىش ئۈچۈن، بىز ئادەتتىكى مەقسەتلىك ئانتېننالارنىڭ «ھەممىگە ماس كېلىدىغان» ئۇسۇلىدىن ۋاز كەچتۇق. «سانلىق مەلۇمات يەتكۈزۈش مۇقىملىقى»، «توسالغۇغا قارشى تۇرۇش» ۋە «مۇھىتنىڭ چىدامچانلىقى» قاتارلىق ئۈچ ئاساسلىق نىشانغا مەركەزلىشىپ، «سېنزور تەرەپ + كونترول تەرەپ» قوش ئۇچلۇق خاسلاشتۇرۇلغان ئانتېننا بىرىكمە ھەل قىلىش چارىسىنى لايىھەلىدۇق. كونكرېت تېخنىكىلىق ئۇسۇل تۆۋەندىكىچە:

1. سېنزور تەرىپى: خاسلاشتۇرۇلغان تۆۋەن قۇۋۋەتلىك، يۇقىرى سىڭىپ كىرىشچانلىقتىكى LoRa يۆنىلىشلىك ئانتېننا

 

تۇپراق نەملىك/ئېقىم سېنزورلىرىنىڭ «ئۇزۇن مۇساپىلىك، تۆۋەن قۇۋۋەتلىك» سانلىق مەلۇمات يەتكۈزۈش تەلىپىنى قاندۇرۇش ئۈچۈن، بىز 433MHz LoRa يۆنىلىشلىك ئانتېننانى خاسلاشتۇردۇق:

 

چاستوتا بەلبېغى ۋە كۈچەيتىشنى ئەلالاشتۇرۇش: بىز 433MHz (دېھقانچىلىق يەرلىرىدىكى سىمسىز ئالاقىلىشىشنىڭ ئاساسلىق چاستوتا بەلبېغى) غا دىققەت قىلىپ، ئانتېننا كۈچەيتىشنى 8dBi غا ئۆستۈردۇق (ئادەتتىكى مەقسەتلىك ئانتېننالار ئۈچۈن 5dBi غا سېلىشتۇرغاندا). تار نۇر لايىھەسى سىگنالنىڭ ئۆتۈشىنى كۈچەيتىپ، مېۋىلىك دەرەخلەرنىڭ شاملىرى ۋە تەكشى ئەمەس يەر شەكلى بىلەن توسۇلغان ئەھۋاللاردىمۇ 150 مېتىر ئىچىدە مۇقىم يەتكۈزۈشنى ئىشقا ئاشۇرىدۇ (خېرىدارنىڭ سېنزور ئورۇنلاشتۇرۇش ئارىلىقىنى قاپلايدۇ).

 

تۆۋەن قۇۋۋەتلىك ماسلىشىش: ئەلالاشتۇرۇلغان ئانتېننا ئىمپېدانسى ماسلىشىشى (50Ω ئۆلچەملىك ئىمپېدانس) سېنزور مودۇلىنىڭ يەتكۈزۈش قۇۋۋىتىنىڭ يوقىلىشىنى ئازايتىدۇ، سېنزورنىڭ باتارېيە ئۆمرىنى ئۈچ ئايدىن ئالتە ئايغىچە ئۇزارتىدۇ، بۇ ئارقىلىق باتارېيە ئالماشتۇرۇشقا مۇناسىۋەتلىك ئاسراش تەننەرخىنى تۆۋەنلىتىدۇ.

 

قۇرۇلما ۋە ئورنىتىش لايىھىسى: ئانتېننا سۇدىن مۇداپىئەلىنىش ئۇلىغۇچلىرى بار يەر ئاستى لايىھەسىنى قوللانغان. ئانتېننا گەۋدىسى چىرىشكە چىداملىق ABS قاپ بىلەن ئورالغان بولۇپ، IP68 سۇدىن مۇداپىئەلىنىش دەرىجىسىگە يەتكەن (خېرىدارنىڭ IP67 تەلىپىدىن خېلىلا ئېشىپ كەتكەن). ئۇنى بىۋاسىتە تۇپراق يۈزىگە (سېنزوردىن 1-2 مېتىر يىراقلىقتا) كۆمۈپ، دېھقانچىلىق ماشىنىلىرى ياكى ئىنسانلارنىڭ ئارىلىشىشى سەۋەبىدىن كېلىپ چىققان زىيانلاردىن ساقلىغىلى بولىدۇ.

2. كونترول تەرىپى: خاسلاشتۇرۇلغان توسقۇنلۇققا قارشى تۇرۇش، كەڭ بەلباغلىق كۆپ يۆنىلىشلىك ئانتېننا

 

يىراقتىن كونترول قىلىش مودۇلىنىڭ ھەقىقىي ۋاقىتلىق بۇيرۇق يەتكۈزۈش ۋە توسقۇنلۇققا قارشى تۇرۇش تەلىپىنى قاندۇرۇش ئۈچۈن، قوش بەلباغلىق (433MHz + 2.4GHz) كۆپ يۆنىلىشلىك ئانتېننا خاسلاشتۇرۇلدى.

بىرلەشتۈرۈلگەن توسقۇنلۇققا قارشى تۇرۇش تېخنىكىسى: ئىچكى كۆپ باسقۇچلۇق سۈزگۈچ توك يولى دېھقانچىلىق يەرلىرىدىكى كۆپ ئۇچرايدىغان ئېلېكترو ماگنىتلىق توسقۇنلۇقلارنى (مەسىلەن، يۇقىرى بېسىملىق توك سىملىرىدىن كېلىپ چىققان 50Hz توك چاستوتىلىق توسقۇنلۇق ۋە دېھقانچىلىق ماشىنىلىرى ماتورىدىن كېلىپ چىققان ئېلېكترو ماگنىتلىق رادىئاتسىيە) سۈزۈپ چىقىرىدۇ. مەيدان ئۆلچەشلىرى توسقۇنلۇق مۇھىتىدىكى بۇيرۇق بىت خاتالىق نىسبىتىنىڭ %1.2 تىن %0.05 تىن تۆۋەنگە چۈشكەنلىكىنى كۆرسەتتى.

 

قوش بەلباغلىق ماسلىشىشچانلىقى: 433MHz (سولېنوئىد كلاپانلىرى/سۇ پومپىلىرىنى كونترول قىلىش ئۈچۈن ئىشلىتىلىدىغان يادرولۇق چاستوتا بەلبېغى) ۋە 2.4GHz (جىددىي بۇيرۇق چىقىرىش ئۈچۈن زاپاس چاستوتا بەلبېغى) نى قوللايدۇ. 433MHz بەلبېغى توسالغۇغا ئۇچرىغاندا، سىستېما ئاپتوماتىك ھالدا 2.4GHz بەلبېغىغا ئالماشتۇرۇپ، كونترول بۇيرۇقلىرىنىڭ ئۈزۈلۈپ قېلىشىغا كاپالەتلىك قىلىدۇ.

 

مۇھىت چىدامچانلىقىنى ئاشۇرۇش: قوبۇل قىلىدۇ ئۇلترا بىنەپشە نۇرغا چىداملىق ماتېرىيال قاپ يۇقىرى ۋە تۆۋەن تېمپېراتۇرا دەۋرىيلىكىگە (-30 سېلسىيە گرادۇستىن 70 سېلسىيە گرادۇسقىچە) سىناق قىلىنغان بولۇپ، ئېلېكتر ئىقتىدارىنىڭ تۆۋەنلىشى %5 كە يېتىدۇ. ئۇ شىمالىي جۇڭگونىڭ قاتتىق قىش پەسلى ۋە جەنۇبىي جۇڭگونىڭ ئىسسىق ياز پەسلىگە بەرداشلىق بېرىپ، ئىشلىتىش مۇددىتىنى بىر يىلدىن ئۈچ يىلغىچە ئۇزارتىدۇ.

 

3. سىستېما سەۋىيىسىدىكى ماسلىشىشچانلىقى: ئىنتېرفېيس ۋە پروتوكول ماسلىشىشچانلىقى

 

مەۋجۇت سۇغىرىش سىستېمىلىرىنى ئۆزگەرتىشتىن ساقلىنىش ئۈچۈن، خاسلاشتۇرۇلغان ئانتېننا ھەر ئىككى ئۇلىنىش ئېغىزى ۋە كېلىشىمگە تولۇق ماس كېلىدۇ:

 

سېنزور تەرەپتىكى ئانتېننا SMA-J ئۇلىغۇچنى ئىشلىتىدۇ، ئۇ بىۋاسىتە خېرىدارنىڭ LoRa سېنزور مودۇلىنىڭ RF ئېغىزىغا ئۇلىنىدۇ؛

 

كونترول تەرەپتىكى ئانتېننا N تىپلىق ئۇلىغۇچنى ئىشلىتىدۇ، ئۇ يىراقتىن كونترول قىلىش ئۈسكۈنىسىنىڭ سىگنال ئېغىزىغا ماسلىشىدۇ.

 

ھېچقانداق سىستېما ئالاقە پروتوكوللىرىنى (مەسىلەن، LoRaWAN ياكى MQTT) ئۆزگەرتىشنىڭ ھاجىتى يوق، بۇ ئۇلىنىش ۋە ئىشلىتىش ئىقتىدارىنى يولغا قويۇپ، ئۆزگەرتىش تەننەرخىنى تۆۋەنلىتىدۇ.

Ⅲ. يولغا قويۇش نەتىجىسى: سىگنال مەسىلىلىرى ھەل قىلىندى، سۇغىرىش ئۈنۈمى ئىككى ھەسسە ئاشتى

 

خېرىدارنىڭ 1000 مو ئالما باغچىسىدىكى ئۈلگە بازىسىدا يولغا قويۇلغاندىن كېيىن، ئالتە ئايلىق ئۆسۈش دەۋرىدىن كېيىن، خاسلاشتۇرۇلغان ئانتېننا چارىسى سىناق قىلىنىپ، دەسلەپكى سىگنال توسالغۇسىنى پۈتۈنلەي ھەل قىلغانلىقى جەزملەشتۈرۈلدى. ئاساسلىق ئىقتىدار كۆرسەتكۈچلىرى مۆلچەردىن خېلىلا ئېشىپ كەتتى:

 

سانلىق مەلۇمات يەتكۈزۈش مۇقىملىقى: تۇپراق نەملىك سېنزورىنىڭ سانلىق مەلۇمات يەتكۈزۈش مۇۋەپپەقىيەت نىسبىتى %70 تىن %99.2 كە يەتتى. قاتتىق يامغۇر ۋە كۈچلۈك شامالدىمۇ سانلىق مەلۇمات ئۈزۈلۈپ قالدى، بۇ «ئېھتىياج بويىچە سۇغىرىش» ئۈچۈن تۇپراق نەملىك سانلىق مەلۇماتلىرىنى توغرا قوللاش بىلەن تەمىنلىدى.

 

كونترول بۇيرۇقىنىڭ جاۋابى: سولېنوئىد كلاپان ئالماشتۇرۇش ۋە پومپا سۈرئىتىنى كونترول قىلىش بۇيرۇقلىرىنىڭ ئوتتۇرىچە كېچىكىش ۋاقتى 3 سېكۇنتتىن 0.3 سېكۇنتقىچە قىسقارتىلدى، بۇيرۇق بولىقىنىڭ يوقىلىش نىسبىتى نۆلگە چۈشۈرۈلۈپ، «ھەددىدىن زىيادە سۇغىرىش» (تۇپراقنىڭ سۇغا چىلىشىشى يىلتىز چىرىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ) ۋە «سۇ يېتىشمەسلىك» (زىرائەت سۇ يېتىشمەسلىكى ھوسۇلنىڭ تۆۋەنلىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ) نىڭ ھەر ئىككىسىنى پۈتۈنلەي يوقاتتى.

 

مۇھىتقا ماسلىشىشچانلىقى ۋە تەننەرخى: ئالتە ئايدا ئانتېننا بۇزۇلۇش ئەھۋالى كۆرۈلمىدى، بۇنىڭ بىلەن ئاسراش چىقىمى %80 تۆۋەنلىدى. بۇنىڭدىن باشقا، تۇپراقنىڭ نەملىك سانلىق مەلۇماتلىرى ۋە ھەقىقىي ۋاقىتلىق كونترول قىلىش ئارقىلىق، مېۋىلىك باغنىڭ سۇغىرىش سۈيى سەرپىياتى %35 تۆۋەنلىدى، بۇنىڭ بىلەن مو بېشى ئوتتۇرىچە مەھسۇلات مىقدارى %12 ئاشتى. كېيىن خېرىدار بۇ ھەل قىلىش چارىسىنى 20 دىن ئارتۇق تۇتاش دېھقانچىلىق مەيدانى تۈرلىرىگە كېڭەيتتى.

 

خېرىدارلارنىڭ پىكىرلىرى: «خاسلاشتۇرۇلغان ئانتېننا ئەڭ قىيىن سىگنال مەسىلىمىزنى ھەل قىلىپلا قالماي، يەنە تولۇق ئاپتوماتىك سۇغىرىش سىستېمىسىنىڭ ئەقىل-پاراسەت ۋە ئۈنۈمنى بىرلەشتۈرۈشىگە شارائىت يارىتىپ، چوڭ دېھقانچىلىق يەرلىرىدە سۇ تېجەپ سۇغىرىشقا مۇھىم ياردەم بەردى».

Ⅳ. تەتقىقات مىسالى: ئېنىق دېھقانچىلىق ئانتېنناسىنى خاسلاشتۇرۇشنىڭ ئاساسلىق مەنتىقى

 

بۇ تەتقىقات نەتىجىسى شۇنى كۆرسىتىپ بېرىدۇكى، ئېنىق دېھقانچىلىق ساھەسىدە، ئانتېننانى خاسلاشتۇرۇش پەقەت پارامېتىرنى تەڭشەشنىلا تەلەپ قىلمايدۇ؛ بەلكى ئۇ قوللىنىشچان پروگراممىنىڭ كونكرېت ئېھتىياجىغا زىچ ماسلىشىشى كېرەك:

 

«سىنارىيەگە مەركەزلەشكەن» ئالدىنقى ئورۇنغا قويۇش: بىرىنچى، ئاساسلىق فۇنكسىيەلەر ئانتېننا خىزمىتى ئېنىق بەلگىلىنىشى كېرەك (مەسىلەن، سېنزور سانلىق مەلۇماتلىرىنى يەتكۈزۈش بىلەن كونترول بۇيرۇقىنى چىقىرىش)، ئاندىن نىشانلىق كۈچەيتىش، چاستوتا بەلبېغى ۋە توسقۇنلۇققا قارشى ھەل قىلىش چارىلىرى لايىھەلىنىشى كېرەك.

 

«مۇھىتقا ماسلىشىشچانلىقى» ناھايىتى مۇھىم: دېھقانچىلىق يەرلىرىنىڭ يەر شەكلى، كېلىماتى ۋە ئېلېكترو ماگنىتلىق مۇھىتىدا زور پەرق بار، شۇڭا ئانتېننانىڭ سۇدىن مۇداپىئەلىنىش، تېمپېراتۇرىغا چىداملىق بولۇش ۋە چىرىشكە چىداملىق بولۇش قاتارلىق جەھەتلەردە تېخىمۇ يۇقىرى چىدامچانلىقىنى تەلەپ قىلىدۇ.

 

«سىستېما ماسلىشىشچانلىقى» چىقىمنى تۆۋەنلىتىدۇ: ئانتېننا ئۆزگەرتىش سەۋەبىدىن كېلىپ چىققان سىستېما قايتا قۇرۇلۇشىنىڭ ئالدىنى ئېلىش ئۈچۈن، خاسلاشتۇرۇلغان ھەل قىلىش چارىلىرى خېرىدارنىڭ مەۋجۇت ئۈسكۈنە ئارايۈزى ۋە قائىدىلىرى بىلەن مۇمكىن قەدەر ماس كېلىشى كېرەك.