دليل القرار الفني · إنترنت الأشياء الزراعي

كيف تختار المستشعرات والاتصالات لمشروع إنترنت الأشياء الزراعي؟

عندما يتم اختيار المستشعر والراديو والبطارية بشكل منفصل في نظام إنترنت الأشياء لاستخدامهما في الحقل أو الدفيئة، قد يتم التغاضي عن العلاقات المهمة. يمكن اتخاذ هذه القرارات معًا بمجرد توضيح الغرض من القياس وتخطيط الموقع وعدد مرات استخدام البيانات. يوفر هذا الدليل معايير الاختيار التي ستتضمن خطة المشروع.

تركيب أجهزة الاستشعار الميدانية ومحطة قياس الأرصاد الجوية
القياسات الزراعية وأجهزة الاستشعار الميدانية
بدايةالقرار الذي سيدعمه القياس
الاختيارالاستشعار + الشبكة + الطاقة
تَحَقّقموقع تجريبي ونتيجة موثّقة

نهج VOMRO الهندسي

حدد أولاً البيانات المطلوبة وأين ومتى.

قد لا تتطلب مراقبة المناخ داخل الدفيئة وقياس التربة على مساحة كبيرة نفس بنية الشبكة. في حين أن أحدهما يشمل الطاقة المتاحة والشبكة المحلية، فإن الآخر قد يشمل البطاريات والألواح الشمسية والوصول عن بعد. قد يؤدي التردد العالي للبيانات الذي لا يدعم القرار الميداني إلى زيادة احتياجات التخزين والطاقة دون داع.

يجب أن تتضمن الوثيقة الفنية الأولى الكميات المراد قياسها ونقاط القياس والفترات المتوقعة وفترة التسجيل وتوقعات التدخل. الخبرة الزراعية للمؤسسة هي المدخل الأساسي لهذا التعريف. يقوم فريق الإلكترونيات والبرمجيات بتحويل هذه الحاجة إلى واجهة استشعار واتصالات ونموذج بيانات وخطة اختبار. توضح الخطوات التالية الترتيب الذي يمكن من خلاله معالجة القرارات الخاصة بالنموذج الأولي.

01

1. لا تحدد المستشعر بناءً على نطاق القياس وحده

تتطلب رطوبة التربة والحرارة وEC وpH والضغط والتدفق سلاسل قياس مختلفة. ويجب دراسة الدقة وقابلية التكرار وزمن الاستجابة والمعايرة والصيانة إلى جانب النطاق المحدد للمستشعر. وتُقيّم بيئة الاستخدام وطريقة قياس المستشعر معًا. وقياس كمية بموثوقية أوسع من مجرد إنتاج اللوحة بيانات ذات قدرة تمييز عالية.

التنسيب هو أيضًا جزء من الاختيار. قد تعطي نقاط الاستشعار نتائج مختلفة اعتمادًا على بنية التربة ومنطقة الجذر وخط الري. في حالة درجة الحرارة المحيطة أو الرطوبة، قد تؤثر الحرارة ودوران الهواء داخل المبيت على القياس. سجل سبب اختيار نقاط القياس في البرنامج التجريبي؛ تحديد طريقة التحكم المرجعية وخطة الصيانة من البداية. وهذا يوفر أساسًا للمقارنة عند تغيير الجهاز أو إضافة نقاط جديدة.

  • نطاق القياس والدقة والمعايرة
  • مبررات الموضع ومدى تمثيله لظروف الموقع
  • الوصول للتنظيف والصيانة واستبدال أجهزة الاستشعار
02

2. قيّموا واجهة المستشعر مع كابل الموقع

يتطلب وجود المستشعر قرب اللوحة الإلكترونية وتركيبه بكابل طويل في الحقل تقييمين مختلفين. ويعتمد الاختيار بين الجهد التماثلي والخرج التياري والاتصال الرقمي على ظروف القياس والتغذية والكابلات. كما يؤثر التطابق الصحيح للموصل وحماية مخرج الكابل وتمييز المستشعر أثناء الخدمة في سهولة التشغيل.

بالنسبة لأجهزة الاستشعار المستندة إلى RS485، يتم أيضًا التحقق من بروتوكول التطبيق وخريطة البيانات. يتم تقييم طوبولوجيا الخط وانتهائه والاختلافات الكهربائية بين النقاط الأرضية المختلفة. يعد دليل TI الخاص بـ RS485 مصدرًا مرجعيًا لتصميم الشبكة الفعلية. إذا كانت هناك حاجة لانتظار قراءة صالحة بعد تنشيط المستشعر، فيجب تضمين هذه المرة في كل من تدفق البرنامج وحساب الطاقة. لا ينبغي تسجيل فشل الكابل أو المستشعر كقيمة زراعية صالحة.

  • خرج المستشعر وتغذيته وطول الكابل
  • الموصل وهيكل الخط والحماية الكهربائية
  • صلاحية القراءة والإخطار بالخطأ
03

3. ميّزوا مهام LoRa وLoRaWAN والاتصال الخلوي

يشير LoRa إلى الطبقة المادية الراديوية، ويشير LoRaWAN إلى البروتوكول والبنية التي تنظم اتصال الأجهزة عبر الشبكة. في تصميم LoRaWAN، تم الأخذ في الاعتبار وظائف الجهاز النهائي والبوابة وخادم الشبكة وخادم التطبيقات معًا. تعد كيفية وصول البوابة إلى الإنترنت جزءًا من الخطة أيضًا. LoRa يحدد الوصف الفني للتحالف هذا التمييز ومكونات الشبكة.

إذا كان هناك أكثر من عقدة ذات إنتاجية منخفضة في الحقل، فيمكن فحص خيار البوابة المشتركة. يمكن التفكير في الاتصال الخلوي للوحدات الموزعة في مواقع منفصلة والتي تتطلب الوصول المباشر إلى الإنترنت. بالنسبة للمرافق التي تتمتع بإمكانية الوصول الحالية إلى Wi-Fi، قد تكون الشبكة المحلية خيارًا أيضًا. عند الاختيار، ينبغي رؤية التغطية وكمية البيانات وتردد الأمر والطاقة وتكلفة التشغيل في نفس الجدول. بدلاً من اتخاذ قرار التثبيت بناءً على نطاق الكتالوج، يتم إجراء تجارب على موقع الهوائي الفعلي وبنية التضاريس.

  • الجهاز الطرفي والبوابة والوصول إلى الإنترنت
  • حجم البيانات ومتطلبات الأمر وتكرار التحديث
  • تقييم الهوائيات والتغطية في المجال التجريبي
04

4. استخرجوا ميزانية الطاقة من دورة تشغيل كاملة

قسّموا الدورة إلى النوم والاستيقاظ وتجهيز المستشعر والقياس والمعالجة والاتصال وإرسال البيانات. ويمكن حساب الاستهلاك بقياس تيار كل مرحلة ومدتها. ويُحسب متوسط التيار تقريبًا بقسمة مجموع حاصل ضرب التيار في المدة لكل مرحلة على مدة الدورة الكلية. ويجب ألا يُغفل استهلاك المستشعر وخسائر دائرة القدرة في هذا الحساب.

إن تقسيم سعة ملصق البطارية على هذا المتوسط ​​هو مجرد تقدير أولي. درجة الحرارة، والشيخوخة، والتفريغ الذاتي، والقدرة المتاحة للاستخدام تغير النتيجة. في الأنظمة التي تستخدم الألواح الشمسية، يتم أخذ الموقع والموسم والتظليل وأيام الإنتاج المنخفض المتتالية في الاعتبار. يتم أيضًا قياس سيناريوهات الاستخدام المكثف مثل تكرار الاتصال أو الإنذارات المتكررة. يمكن أن يساعد اختيار تردد قياس مختلف وتردد إرسال البيانات في تحقيق التوازن بين الطاقة وحمل الشبكة.

  • قياس جميع مراحل العمل بما في ذلك النوم
  • حساب الطاقة المشتركة لأجهزة الاستشعار والاتصالات
  • سيناريوهات الموسم والصيانة والاستخدام المكثف
05

5. خططوا للتطبيق التجريبي بأسئلة قابلة للقياس

لم يتم تثبيت الإصدار التجريبي فقط لرؤية القيمة على اللوحة. يجب تتبع القياسات المفقودة، ومكان الاتصال المتوتر، ومتى يحتاج المستشعر إلى الصيانة، وما الذي تغير داخل الخزانة. يدعم معرف الجهاز والطابع الزمني وحالة الاتصال ومعلومات البطارية هذا التقييم. يتم أيضًا اختبار كيفية استمرار التسجيل والتحكم المحلي عند انقطاع الإنترنت.

VOMRO يعتبر هذه القرارات معًا ضمن نطاق التطوير الإلكتروني والبرمجي والميكانيكي وتطوير الخادم. يتم تسليم الكود المصدري وملفات التصميم والوثائق الفنية للمشروع في نهاية المشروع. يتم تحديد تنسيقات الملفات وقائمة التسليم في البداية؛ يتم أيضًا تسجيل إعدادات المستشعر وبنية الاتصال وظروف الاختبار التجريبي. يتم الكشف عن تراخيص الطرف الثالث بشكل منفصل. يمكنك البدء في تقييم المشروع من خلال رسم الموقع وأهداف القياس وإمكانيات الطاقة وسيناريو التحكم المتوقع.

  • القياس المرجعي والتحقق من استمرارية البيانات
  • اختبار الانفصال وإعادة الاتصال
  • نتائج الموقع والمراجعات وملفات التسليم
قارنوا خيارات اتصال IoT الزراعي وفق الحاجة نفسها
تكنولوجياالاستخدام المناسبالطاقة والبنية التحتيةما يجب التحقق منه
اتصال LoRa مخصص للمشروعحجم بيانات قليل بين أجهزة محددةبالإضافة إلى الاتصال اللاسلكي، تم تصميم بروتوكول التطبيق وإخراج الإنترنتالعنونة وأمن البيانات وإعادة المحاولة وتغطية الموقع
LoRaWANعقد استشعار متعددة عبر البوابةتُخطط بنية الجهاز الطرفي والبوابة والخادم معًاالتغطية والمعلمات الإقليمية والبيانات وتكرار الأوامر
اتصال خلوي 4Gالأجهزة المتناثرة التي تتطلب الوصول المباشر إلى الإنترنتتلزم تغطية مشغّل الاتصالات وخط بيانات وميزانية طاقة للمودمالإشارة واستهلاك الارتباط وتكلفة التشغيل عند نقطة التثبيت
Wi-Fiالمنشأة أو الدفيئة التي يمكن الوصول إليها عن طريق الشبكة المحلية الحاليةمطلوب نقطة وصول وإدارة الشبكة وخطة الطاقة المناسبةالتغطية الحقيقية وسلطة الوصول إلى الشبكة واستمرارية الاتصال

طريقة العمل

تحويل القرارات إلى خطة المشروع.

لا يبدو كل مشروع متشابهًا؛ ومع ذلك، فإن المتطلبات القابلة للقياس والمراجعة الخاضعة للرقابة وخطوات التحقق الميداني تظل دون تغيير.

  1. 01

    اكتب هدف القياس

    تحديد القرار الميداني الذي ستخدمه البيانات.

  2. 02

    احصروا ظروف الموقع

    سجل موقع النقطة والطاقة والشبكة وقدرات الصيانة.

  3. 03

    قارنوا بنية النظام

    قم بتقييم خيارات المستشعر والاتصالات والطاقة في نفس السيناريو.

  4. 04

    تحققوا بالتطبيق التجريبي

    تحديث التصميم بنتائج القياس والتوصيل والاستهلاك.

الأسئلة المتداولة

قبل البدء بالمشروع

يتم توضيح النطاق الفني والتسليمات وخطة الاختبار معًا وفقًا لمتطلبات مشروعك.

هل يجب استخدام LoRaWAN دائمًا لإنترنت الأشياء الزراعي؟

لا، يتم تقييم توزيع الموقع وكمية البيانات والطاقة والوصول إلى الإنترنت معًا. LoRaWAN، يتم تحديد خيارات الشبكة المحلية الخلوية أو الموجودة، حسب الاقتضاء، حسب الاحتياجات الفعلية للمشروع.

هل جهاز استشعار واحد يكفي لرطوبة التربة؟

يعتمد عدد أجهزة الاستشعار وموضعها على التضاريس والغرض من القياس. وينبغي اختيار النقاط التمثيلية من خلال تقييم التربة ومنطقة الجذر ونمط الري بالخبرة الزراعية.

هل يمكن إدارة الري تلقائيًا باستخدام بيانات الاستشعار؟

يمكن تحسين التحكم على أساس القياس. يتم تحديد قواعد القرار التي سيتم استخدامها، وواجهات المضخة والصمام، والتشغيل المحلي وسلوك الانقطاع جنبًا إلى جنب مع المتطلبات الزراعية والفنية.

مشروعك، منتجك

نطوّر بسرية ونسلّم المشروع مع مصادره.

يمكننا توقيع اتفاقية عدم إفشاء (NDA) قبل تبادل التفاصيل الفنية. وعند انتهاء المشروع، نسلّمك الشيفرة المصدرية وملفات التصميم والوثائق الفنية التي طوّرناها.

  • اتفاقية NDA قبل مشاركة المعلومات التقنية
  • قائمة تسليم واضحة منذ البداية
  • المصادر والملفات التقنية في نهاية المشروع
الخصوصية وعملية التسليم لدينا
لنبدأ بفكرتك

لنتحدث عن المنتج الذي تتصورونه والحاجة التي تريدون تلبيتها.