Intelligente LoRaWAN-Anwendungslösung für die Bewässerung

1.Hintergrund

Intelligente Bewässerung entwickelt sich. In den letzten Jahrzehnten stand der Bewässerungssektor vor vielen Herausforderungen. Insbesondere Landarbeiter wussten nicht, wann sie Strom zum Pumpen von Wasser nutzen konnten. Sie mussten sogar warten, bis die Feldbewässerung abgeschlossen war. Dies hinderte sie deutlich an anderen Tätigkeiten. Heutzutage gelten herkömmliche Bewässerungssysteme als das „Gehirn“ automatisierter Bewässerungssysteme. Mithilfe der IoT-Technologie kann nun eine intelligente Lösung Landwirte bei der Verwaltung ihrer Bewässerungssysteme unterstützen. Sie verbessert nicht nur die Wassereffizienz, sondern spart auch Zeit und reduziert Arbeitskosten.

2. Schematische Darstellung der Netzwerktopologie und funktionale Einführung

监控大屏

网络拓扑图

3.Funktionseinführung

A. Wahrnehmungsebene

• Umweltüberwachung im Gewächshaus: Temperatur- und Feuchtigkeitserfassungsterminal: Wird zur Überwachung von Temperatur und Feuchtigkeit in der Luft von Gewächshäusern verwendet.
• Terminal zur Erfassung von Bodentemperatur und -feuchtigkeit: Wird zur Überwachung der Bodenfeuchtigkeit und -temperatur verwendet. Ventilsteueranschluss: Wird zur Anbindung der Sprinklerbewässerung verwendet, wenn die Bodenfeuchtigkeit nicht ausreicht.

• Wassertank-Füllstandsüberwachung:Flüssigkeitsstand-Sammelterminal: Wird verwendet, um den Wasserstand des Wassertanks zu überwachen.

• Überwachung des Rohrleitungswasserdrucks: Drucksammelterminal: Wird verwendet, um den Druck der Auslassleitung zu überwachen.
• Steuerung der Tauchpumpe:LoRa-Terminal: Wird zur Überwachung des Füllstands des Wassertanks verwendet und beginnt automatisch mit dem Pumpen, wenn der Füllstand des Wassertanks unter dem Schwellenwert liegt.

• Steuerung der Druckerhöhungspumpe:LoRa-Terminal: Wird zur Überwachung des Verbindungsdrucks verwendet und startet automatisch die Druckbeaufschlagung, wenn der Rohrleitungsdruck unter dem Schwellenwert liegt.

• Bewässerung von Ackerland: Ventilsteuerterminal: Wird zur zeitgesteuerten Bewässerung von Ackerland verwendet.
• Durchflussüberwachung: Wird verwendet, um den Wasserdurchfluss nach der Steuerung des Verbindungsventils zu überwachen.

• LoRa Wireless Collector: Sammelt Daten von allen Knoten, lädt die Daten zum IoT-Gateway hoch und überträgt die vom Gateway gesendeten Daten an die entsprechenden Knoten.

• Drahtloses Internet-of-Things-Gateway: Empfängt Daten von Sammlern zur Analyse und Verknüpfung. Und überträgt sie an das Backend-System. Empfängt Anweisungen von der Systemplattform zur Steuerung der Knotenverknüpfung.

B. Transportschicht

Erfassen und überwachen Sie Hardwaresystemparameter über das drahtlose LoRa-Netzwerk und melden Sie Daten per Fernzugriff über das 4G-Netzwerk an die Systemplattform.

C. Anwendungsschicht

Hauptsächlich eine intelligente Bewässerungsmanagementplattform, die die Erfassungsparameter des Hardwaresystems und die Echtzeitänderung der Systembetriebsparameter überwacht und Systemdaten in Echtzeit aufzeichnet und analysiert.

D. Terminalschicht

Damit sind Smartphones, iPads, Computer, PCs usw. gemeint, die per Fernzugriff auf Echtzeit-Betriebsdaten von Geräten innerhalb des Systems zugreifen und diese ändern sowie aktuelle und historische Fehleralarminformationen zeitnah anzeigen können.

4. Vorteile des Plans

• Keine Verkabelung, geringe Kosten. Über das drahtlose LoRa-Netzwerk kann die gesamte drahtlose Übertragung vom Sensorerfassungsende bis zum Serverende realisiert werden, wodurch verschiedene Kosten für kabelgebundene Lösungen eingespart werden.
• Sparen Sie Investitionen für das Managementpersonal. Bei ungewöhnlichen Alarminformationen kann das Managementpersonal sofort von der Plattform lernen, wodurch die damit verbundenen Risikofaktoren erheblich reduziert werden.
• Durch die Erfassung relevanter Daten auf der Cloud-Plattform hat das Managementpersonal rechtzeitig Informationen zu Ackerland und Gewächshäusern erhalten, rechtzeitig Richtlinienanpassungen vorgenommen und ein verfeinertes Management der Ackerlandbewässerung erreicht.
• Das gesamte System bildet von der Überwachung bis zur Verknüpfungssteuerung einen geschlossenen Kreislauf, wodurch das Problem der einseitigen Überwachung ohne Behandlungsmaßnahmen vermieden wird.