حلول تطبيق LoRaWAN للري الذكي

1. الخلفية

الري الذكي آخذ في التطور. في العقود القليلة الماضية، واجه قطاع الري العديد من التحديات، لا سيما بالنسبة لعمال المزارع الذين لا يعرفون متى يمكنهم استخدام مصدر الطاقة لضخ المياه. حتى أنهم اضطروا للانتظار حتى انتهاء ري الحقل، مما سيمنعهم بالتأكيد من القيام بأنشطة أخرى. اليوم، تُعتبر أنظمة الري القياسية بمثابة "العقل المدبر" لأنظمة الري الآلية. بفضل تقنية إنترنت الأشياء، يمكن الآن استخدام حل ذكي لمساعدة المزارعين في إدارة أنظمة الري. فهو لا يُحسّن كفاءة استخدام المياه فحسب، بل يوفر أيضًا الوقت ويُخفّض تكاليف العمالة.

2. مخطط طوبولوجيا الشبكات والمقدمة الوظيفية

监控大屏

网络拓扑图

3. مقدمة عن الوظيفة

أ. الطبقة الإدراكية

• مراقبة البيئة المسببة للاحتباس الحراري: محطة جمع درجة الحرارة والرطوبة: تستخدم لمراقبة درجة الحرارة والرطوبة في الهواء داخل البيوت البلاستيكية.
• محطة جمع درجة حرارة التربة والرطوبة: تستخدم لمراقبة رطوبة التربة ودرجة حرارتها. محطة التحكم في الصمام: تستخدم لربط الري بالرش عندما تكون رطوبة التربة غير كافية.

• مراقبة مستوى خزان المياه:محطة جمع مستوى السائل: تستخدم لمراقبة مستوى المياه في خزان المياه.

• مراقبة ضغط المياه في خطوط الأنابيب: محطة تجميع الضغط: تستخدم لمراقبة ضغط خط الأنابيب الخارجي.
• التحكم في المضخة الغاطسة:محطة LoRa: تستخدم لمراقبة مستوى خزان المياه المرتبط، وتبدأ الضخ تلقائيًا عندما يكون مستوى خزان المياه أقل من قيمة العتبة.

• التحكم في مضخة التعزيز:محطة LoRa: تستخدم لمراقبة ضغط الارتباط، وبدء الضغط تلقائيًا عندما يكون ضغط خط الأنابيب أقل من قيمة العتبة.

• ري الأراضي الزراعية: محطة التحكم في الصمام: تستخدم للري المحدد للأراضي الزراعية.
• مراقبة التدفق: تستخدم لمراقبة تدفق المياه بعد التحكم في صمام الوصلة.

• جامع البيانات اللاسلكي LoRa: يجمع البيانات من جميع العقد، ويحمل البيانات إلى بوابة إنترنت الأشياء، وينقل البيانات المرسلة بواسطة البوابة إلى العقد المقابلة.

• بوابة إنترنت الأشياء اللاسلكية: تستقبل البيانات من المُجمِّعات لتحليلها وربطها، ثم تُرسلها إلى النظام الخلفي. تتلقى التعليمات من منصة النظام للتحكم في ربط العقد.

ب. طبقة النقل

جمع ومراقبة معلمات نظام الأجهزة من خلال شبكة LoRa اللاسلكية، وإرسال البيانات عن بعد إلى منصة النظام من خلال شبكة 4G.

ج. طبقة التطبيق

بشكل أساسي عبارة عن منصة إدارة ري ذكية تراقب معلمات جمع نظام الأجهزة والتعديل في الوقت الفعلي لمعلمات تشغيل النظام، وتسجل وتحلل بيانات النظام في الوقت الفعلي.

د. الطبقة الطرفية

يشير ذلك إلى الهواتف الذكية وأجهزة iPad وأجهزة الكمبيوتر وأجهزة الكمبيوتر الشخصية وما إلى ذلك التي يمكنها الوصول عن بُعد إلى بيانات التشغيل في الوقت الفعلي للأجهزة داخل النظام وتعديلها، وعرض معلومات إنذار الخطأ الحالية والتاريخية في الوقت المناسب.

4. مزايا الخطة

• بدون أسلاك، بتكلفة منخفضة. بفضل شبكة LoRa اللاسلكية، يمكن تحقيق نقل لاسلكي كامل من نقطة التقاط المستشعر إلى نقطة الخادم، مما يوفر تكاليف الحلول السلكية.
• توفير استثمار موظفي الإدارة، وعندما تكون هناك معلومات إنذار غير طبيعية، يمكن لموظفي الإدارة التعلم على الفور من المنصة، مما يقلل بشكل كبير من عوامل الخطر ذات الصلة.
• ومن خلال جمع البيانات ذات الصلة على منصة السحابة، تمكن موظفو الإدارة من التعرف في الوقت المناسب على معلومات الأراضي الزراعية والبيوت المحمية، وإجراء التعديلات اللازمة على السياسات في الوقت المناسب، وتحقيق إدارة دقيقة لري الأراضي الزراعية.
• يشكل النظام بأكمله نظامًا مغلقًا شاملًا من المراقبة إلى التحكم في الارتباط، مما يتجنب مشكلة المراقبة في اتجاه واحد دون تدابير المعالجة.