Шлюз-концентратор функционирует как центральный узел связи в сети беспроводного мониторинга ульев. Он получает необработанные данные об окружающей среде, передаваемые маломощными узлами датчиков через радиочастотный диапазон ISM (промышленный, научный и медицинский). Получив эти сигналы, он обрабатывает данные и преобразует протоколы связи, эффективно устраняя разрыв между локальным оборудованием датчиков и интернет-брокерами MQTT, используемыми для анализа.
Шлюз-концентратор является критически важным звеном, которое преобразует изолированные локальные показания датчиков в доступные, готовые к облаку данные. Объединяя сигналы от нескольких ульев, он обеспечивает масштабируемое удаленное управление без необходимости подключения каждого отдельного улья к интернету с высоким энергопотреблением.
Связующее звено между пасекой и облаком
Прием сигналов малой мощности
Основной вход для шлюза-концентратора поступает из радиочастотного диапазона ISM.
Внутри улья датчики генерируют данные о температуре, влажности и весе. Для экономии энергии внутренние беспроводные узлы передают эти данные с помощью радиоволн малой мощности, а не энергоемких протоколов Wi-Fi или сотовой связи. Шлюз-концентратор настроен на прием именно этих сигналов малой мощности.
Преобразование протоколов и обработка
Как только шлюз получает радиосигнал, он должен преобразовать информацию на язык, понятный интернету.
Шлюз выполняет первичную обработку для проверки и организации пакетов данных. Затем он преобразует локальные радиопротоколы в стандартные интернет-протоколы. Это преобразование необходимо для пересылки информации брокеру MQTT, серверному программному обеспечению, отвечающему за распределение данных по панелям управления или базам данных.
Интеграция с экосистемой датчиков
Поддержка периферийных узлов
Чтобы понять шлюз, нужно понять, что его питает.
Данные поступают с адаптерной платы, расположенной на уровне улья. Эта плата действует как центр слияния, преобразуя сигналы RS-232 от весов и цифровые сигналы от датчиков окружающей среды в уровни 3,3 В CMOS.
Адаптерная плата подает эти объединенные данные на беспроводной узел. Затем шлюз-концентратор собирает эти агрегированные отчеты от беспроводных узлов, выступая в качестве менеджера всего потока данных пасеки.
Обеспечение многоузлового мониторинга
Архитектура шлюза разработана с учетом масштабируемости.
Прямое подключение каждого отдельного улья к интернету неэффективно и дорого. Шлюз-концентратор действует как воронка, позволяя большому количеству ульев (многоузловой мониторинг) направлять свой трафик через одну точку доступа. Этот централизованный подход значительно упрощает сетевую архитектуру.
Понимание компромиссов
Единая точка отказа
Самый большой риск в этой архитектуре — зависимость от шлюза как центрального узкого места.
Поскольку все узлы датчиков передают свои данные шлюзу-концентратору, сбой на уровне шлюза приводит к полной потере видимости для этого участка пасеки. В отличие от ячеистой сети, где узлы могут обходить сбой, неработающий шлюз полностью разрывает связь с интернетом.
Сложность развертывания
Введение шлюза добавляет уровень инфраструктуры, который должен быть обеспечен питанием и обслуживаться.
Хотя это упрощает работу узлов датчиков, оно требует надежного источника питания и стабильного интернет-канала (сотовая связь или Ethernet) для самого шлюза. Если шлюз расположен в удаленном месте с плохим сотовым покрытием, данные из диапазона ISM не могут быть перенаправлены брокеру MQTT, что делает внутренние датчики улья бесполезными.
Сделайте правильный выбор для своей цели
Чтобы максимизировать эффективность шлюза-концентратора в вашей конкретной среде, рассмотрите следующие рекомендации:
- Если ваш основной приоритет — масштабируемость: отдавайте предпочтение шлюзу с высокой пропускной способностью для обработки одновременных передач от десятков беспроводных узлов без потери пакетов.
- Если ваш основной приоритет — надежность: внедрите систему резервного питания (например, аккумулятор с солнечной зарядкой) специально для шлюза-концентратора, чтобы предотвратить сбои во время отключения электроэнергии.
- Если ваш основной приоритет — целостность данных: убедитесь, что адаптерные платы на уровне улья правильно калибруют сигналы RS-232 и CMOS перед их поступлением на шлюз, поскольку шлюз передает ошибки так же эффективно, как и допустимые данные.
Шлюз-концентратор — это не просто пассивный ретранслятор; это активный преобразователь, который превращает физическую активность улья в действенные цифровые данные.
Сводная таблица:
| Компонент | Основная функция | Протокол/Стандарт |
|---|---|---|
| Узлы датчиков | Собирает данные о температуре, влажности и весе улья | Радиодиапазон ISM |
| Адаптерная плата | Объединяет сигналы RS-232 и цифровых датчиков | Уровень 3,3 В CMOS |
| Шлюз-концентратор | Центр преобразования протоколов и маршрутизации | ISM в Интернет (MQTT) |
| Брокер MQTT | Распределяет данные по панелям управления/приложениям | Протокол TCP/IP |
Масштабируйте свою пчеловодческую деятельность с HONESTBEE
Перейдите от ручных проверок ульев к анализу данных в реальном времени с помощью наших профессиональных решений для мониторинга. HONESTBEE предоставляет коммерческим пасекам и дистрибьюторам высокопроизводительные инструменты для пчеловодства, специализированное оборудование и интегрированное оборудование для мониторинга.
Независимо от того, нужно ли вам оснастить крупномасштабную коммерческую пасеку или расширить свой дистрибьюторский каталог машинами для розлива меда и оборудованием для изготовления ульев, мы предоставляем полный спектр оборудования и расходных материалов для вашего успеха.
Готовы модернизировать свою пасеку?
Свяжитесь с HONESTBEE сегодня для оптовых запросов и экспертных консультаций.
Ссылки
- Anatolijs Zabašta, Kaspars Kondratjevs. Technical Implementation of IoT Concept for Bee Colony Monitoring. DOI: 10.1109/meco.2019.8760180
Эта статья также основана на технической информации из HonestBee База знаний .
Связанные товары
- Машина для концентрирования и фильтрации меда емкостью 2 т для меда
- Опрокидыватель меда из натурального дерева для чая, кофе и десертов
- Нержавеющая сталь Джек Тип мед гребень пресс машина воск и мед сепаратор
- Сверхмощная нержавеющая сталь мед обработки машина декристаллизации танк
- 6 рамка ручной нержавеющей стали мед экстрактор пчеловодства оборудование
Люди также спрашивают
- Какова основная функция медосушилки? Контроль влажности и предотвращение брожения
- Почему использование сухих сит и емкостей для хранения имеет решающее значение? Предотвращение брожения и порчи меда
- Как высокоэффективные системы обезвоживания и фильтрации меда повышают качество меда и выход продукции? Оптимизируйте свой мед
- Какова основная функция профессионального оборудования для осушения при переработке меда? Стабильность и качество
- Как промышленное оборудование для фильтрации и обезвоживания меда улучшает качество продукции? Увеличьте свой коммерческий выход меда
