GPS виртуал хашаанд зориулсан захиалгат цахилгаан импульст үхрийн хүзүүвч
Монголын бэлчээрийн мал аж ахуйд зориулсан ухаалаг виртуал хашаа
Монгол орны бэлчээрийн талбай өргөн, мал сүрэг тархан бэлчдэг бөгөөд уламжлалт төмөр болон цахилгаан хашааг бүх нутагт байгуулах нь өртөг өндөртэй. Улирлын бэлчээр солих, усны эх үүсвэр хамгаалах, авто зам болон тариалангийн талбайгаас малыг хол байлгах үед зөөврийн, уян хатан удирдлагын систем шаардлагатай байдаг.
Захиалгат цахилгаан импульст үхрийн хүзүүвч нь GPS байршил тогтоолт, LoRaWAN холбоо, дуут анхааруулга болон хяналттай цахилгаан импульсийг нэг төхөөрөмжид нэгтгэсэн шийдэл юм. Малчин эсвэл аж ахуйн менежер компьютер, гар утасны аппликейшн дээр бэлчээрийн хил хязгаарыг зурж, бодит хашаа барихгүйгээр виртуал бэлчээр үүсгэж болно.
Интернэт хайлтад “цахилгаан цохилттой үхрийн хүзүүвч” гэсэн нэр томьёо хэрэглэгддэг боловч техникийн хувьд цахилгаан импульст малын хүзүүвч гэж нэрлэх нь илүү зөв. Төхөөрөмж нь тасралтгүй цахилгаан өгөхгүй. Урьдчилан тохируулсан нөхцөлд богино хугацааны, хязгаарлагдсан импульсийг зан үйлийн дохио болгон ашиглана.
Системийн гол зорилго нь цахилгаан импульсийг олон удаа ашиглах бус, үхрийг эхлээд дуут дохиогоор виртуал хилийг таньж сурахад чиглүүлэх юм.
Виртуал хашааны үхрийн хүзүүвч хэрхэн ажилладаг вэ?
Бүрэн систем нь дараах үндсэн хэсгүүдээс бүрдэнэ:
GPS болон LoRaWAN холбоотой ухаалаг хүзүүвч
Дуут анхааруулгын модуль
Хяналттай цахилгаан импульсийн модуль
Гадаа суурилуулах LoRaWAN гарц
Серверийн удирдлагын платформ
Android болон iOS гар утасны аппликейшн
Хүзүүвч нь GPS, BeiDou, GLONASS эсвэл Galileo хиймэл дагуулын системээр үхрийн байршлыг тодорхойлно. Дотоод программ нь одоогийн координатыг төхөөрөмжид хадгалсан виртуал хилийн мэдээлэлтэй харьцуулна.
Ердийн ажиллагааны дараалал:
Үхэр зөвшөөрөгдсөн бүсэд байвал ямар ч дохио өгөхгүй.
Үхэр виртуал хилийн анхааруулах бүсэд ойртоход дуут дохио ажиллана.
Үхэр хилийн гадна чиглэлд үргэлжлүүлэн хөдөлбөл хязгаарлагдсан цахилгаан импульс өгч болно.
Үхэр зөвшөөрөгдсөн бүс рүү эргэвэл бүх засах үйлдэл нэн даруй зогсоно.
Үхэр тогтоосон бүсээс гарвал платформ дээр хашаанаас гарсан дохиолол үүснэ.
Виртуал хилийг зөвхөн сервер дээр бус, хүзүүвчний дотоод программд тооцоолох нь чухал. Ингэснээр 4G сүлжээ эсвэл LoRaWAN гарцтай холболт түр тасарсан үед ч төхөөрөмж үндсэн хашааны дүрмийг үргэлжлүүлэн ажиллуулна.
GPS байршлын техникийн шийдэл
Мэргэжлийн малын хүзүүвч нь олон хиймэл дагуулын системийг зэрэг ашиглах боломжтой. GPS, BeiDou, GLONASS болон Galileo-г хослуулах нь өргөн тал, уулын бэл, ой модтой бүсэд хиймэл дагуул хүлээн авах боломжийг нэмэгдүүлнэ.
Гэхдээ GPS координат үргэлж төгс нарийвчлалтай байдаггүй. Байршлын алдаа дараах шалтгаанаар үүсэж болно:
Өндөр уул болон хад
Өтгөн мод
Малын байр, төмөр дээвэр
Цаг агаарын зарим нөхцөл
Хиймэл дагуулын геометр
Антенны байрлал
Хүзүүвчний эргэлт болон малын хөдөлгөөн
Иймээс систем нь ганц GPS цэг дээр үндэслэн цахилгаан импульс өгөх ёсгүй. Хил орчимд аюулгүйн өргөн бүс байгуулж, хэд хэдэн дараалсан координат, хөдөлгөөний чиглэл, хурд болон GPS нарийвчлалын үзүүлэлтийг хамтад нь тооцох шаардлагатай.
LoRaWAN холбооны давуу тал
Монголын алслагдсан бэлчээрт үүрэн холбооны сүлжээ тогтворгүй эсвэл бүрэн байхгүй хэсэг олон байдаг. LoRaWAN нь бага эрчим хүч зарцуулж, хол зайд жижиг хэмжээний өгөгдөл дамжуулах зориулалттай тул малын байршил хянахад тохиромжтой.
Хүзүүвч бүрд SIM карт суулгах шаардлагагүй. Олон хүзүүвч байршил, батерей, хөдөлгөөн болон дохиоллын мэдээллээ нэг буюу хэд хэдэн LoRaWAN гарц руу дамжуулна. Харин гарц нь 4G, Ethernet эсвэл бусад боломжтой буцах холбоогоор мэдээллийг серверт илгээнэ.
Төслийн улсаас хамааран дараах давтамжийн хувилбаруудыг тохируулж болно:
EU868
RU864
US915
AU915
AS923
IN865
KR920
CN470
Монгол Улсад ашиглах давтамж болон дамжуулах чадлыг төслийн өмнө холбогдох радио давтамжийн зохицуулалттай тулган баталгаажуулах шаардлагатай.
Нээлттэй, тэгш талбайд нэг гарц өргөн бүсийг хамарч болох боловч бодит хүрээ нь газрын хэлбэр, антенны өндөр, ургамал, уул толгод болон радио саадаас хамаарна. Тиймээс “тогтмол хэдэн километр” гэсэн онолын үзүүлэлтэд найдахгүйгээр газар дээр нь радио туршилт хийх нь зөв.
Цахилгаан импульсийн аюулгүй удирдлага
Цахилгаан импульсийн хэсэг нь энгийн асаах, унтраах хэлхээ байж болохгүй. Малын аюулгүй байдлыг хамгаалахын тулд тоног төхөөрөмж болон программын олон түвшний хязгаарлалт шаардлагатай.
Захиалгат шийдэлд дараах хамгаалалтыг оруулж болно:
Импульсийн хүчийг тохируулах
Импульсийн үргэлжлэх хугацааг хязгаарлах
Цахилгаан импульсээс өмнө дуут дохио өгөх
Тодорхой хугацаанд ажиллах хамгийн их тоог тогтоох
Хоёр импульсийн хооронд заавал завсарлага авах
Давтан ажиллагааны дараа автоматаар хаах
GPS байршил тодорхой бус үед импульсийг хориглох
Батерейн хүчдэлийг хянах
Хэлхээний хэвийн бус байдлыг илрүүлэх
Үйлдэл бүрийг серверт бүртгэх
Платформоос алсаас бүрэн унтраах
Системийн гэмтлийн үед аюулгүй горимд шилжих
Импульсийн хүч болон электродын хэлбэрийг өөр төрлийн амьтанд зориулсан төхөөрөмжөөс шууд хуулж болохгүй. Үхрийн үүлдэр, нас, жин, арьс, үсний зузаан, хүзүүвчний байрлал болон тухайн улсын мал хамгааллын шаардлагыг харгалзан туршилтаар баталгаажуулах ёстой.
Дуут дохио ба мал сургах үйл явц
Виртуал хашаа амжилттай ажиллах эсэх нь малын сургалтаас ихээхэн хамаарна. Үхэр дуут дохиог виртуал хилтэй холбон ойлгож сурвал цахилгаан импульс ашиглах тоо аажмаар буурна.
Санал болгох сургалтын дараалал:
Хяналттай, жижиг талбайгаас эхлэх
Ойлгомжтой шулуун виртуал хил байгуулах
Үхрийн хариу үйлдлийг ойроос ажиглах
Эхний шатанд дуут дохиог тодорхой өгөх
Анхааруулах зай, хугацааг аажмаар тохируулах
Импульсийн бүртгэлийг өдөр бүр шалгах
Мал дасан зохицсоны дараа бэлчээрийн бүсийг өргөжүүлэх
Өвчтэй, гэмтэлтэй, маш залуу эсвэл онцгой мэдрэмтгий малыг ердийн сүрэгтэй ижил тохиргоогоор ашиглаж болохгүй. Тэдэнд тусгай үнэлгээ, өөр удирдлагын арга шаардлагатай байж болно.
Захиалгаар өөрчлөх боломжтой техник хангамж
Бэлчээр, уур амьсгал болон малын төрлөөс хамааран хүзүүвчийг дараах байдлаар өөрчлөн үйлдвэрлэж болно:
Захиалгат гадна бүрхүүл
Үхрийн хүзүүнд тохирсон оосор
Салгаж солих боломжтой электрод
IP68 ус, тоосны хамгаалалт
20,000 эсвэл 30,000 мА·ц батерей
Нарны эрчим хүчээр цэнэглэх модуль
Температур, чийгшлийн мэдрэгч
Алхалт болон хөдөлгөөний тоолуур
Зургаан тэнхлэгт хөдөлгөөн мэдрэгч
Уналт болон хэвийн бус хөдөлгөөний илрүүлэлт
Хүзүүвч тайлагдсан дохиолол
LoRaWAN болон 4G хос холбоо
Захиалгат PCB, антенн болон холбооны протокол
Том батерей үргэлж хамгийн сайн сонголт биш. Батерейн багтаамж нэмэгдэхийн хэрээр төхөөрөмжийн жин, хэмжээ болон малын хүзүүнд үзүүлэх ачаалал нэмэгдэнэ.
Тиймээс батерейг сонгохдоо дараах үзүүлэлтийг хамтад нь тооцно:
GPS байршил авах давтамж
LoRaWAN мэдээлэл дамжуулах интервал
Өвлийн хамгийн бага температур
Нарны хавтангийн бодит цэнэглэлт
Малын өдөр тутмын хөдөлгөөн
Төхөөрөмжийн нийт жин
Шаардлагатай ажиллах хугацаа
Монголын хүйтэн уур амьсгалд анхаарах зүйл
Өвлийн улиралд бага температур батерейн ашиглах боломжтой багтаамж болон GPS-ийн ажиллагаанд нөлөөлдөг. Иймээс Монголын нөхцөлд зориулсан хүзүүвчийг зөвхөн өрөөний температурт турших нь хангалтгүй.
Хүйтэн бүсийн загварт дараах арга хэмжээг авч үзнэ:
Бага температурт ажиллах батерейн элемент
Батерейн дулааны хамгаалалт
Температурт суурилсан цэнэгийн тооцоо
Өвлийн улиралд мэдээлэл дамжуулах давтамжийг тохируулах
Хэт хүйтэнд импульсийн ажиллагааг хязгаарлах
Ус, мөс орохоос хамгаалсан бүрхүүл
Конденсац үүсэхээс хамгаалсан хийц
Нарны хавтангийн өнцөг болон цасны нөлөөллийг тооцох
Платформ дээр харагдах батерейн хувь нь зөвхөн хүчдэлээр тооцогдохгүй, температурын нөхөн тооцоотой байх нь илүү найдвартай.
Программ хангамж болон удирдлагын платформ
Ухаалаг бэлчээрийн платформ нь зөвхөн газрын зураг дээр цэг харуулах бус, бүх төхөөрөмжийн ажиллагааг удирдах ёстой.
Үндсэн функцүүдэд дараах боломжууд орно:
Үхрийн бодит цагийн байршил
Сүргээр болон нэг бүрчлэн хянах
Газрын зураг дээр виртуал хашаа зурах
Олон бэлчээрийн бүс хадгалах
Бэлчээр сэлгэх хуваарь
Хашаанд орсон болон гарсан дохиолол
Түүхэн маршрутыг дахин харах
Батерейн түвшин хянах
Хөдөлгөөний болон алхалтын статистик
Хүзүүвч тайлагдсан дохиолол
Төхөөрөмжийн онлайн төлөв
Команд алсаас илгээх
API интерфейс
Android болон iOS аппликейшн
Олон хэрэглэгч, олон фермийн эрхийн удирдлага
Шинэ виртуал хашааг идэвхжүүлэхээс өмнө координатууд бүх хүзүүвчинд амжилттай хүрсэн эсэхийг платформ баталгаажуулах ёстой. Сервер команд илгээсэн нь төхөөрөмж заавал хүлээн авсан гэсэн үг биш.
GPS-ийн алдаанаас үүдэх буруу импульсийг хэрхэн бууруулах вэ?
Аюулгүй виртуал хашааны алгоритм нь ганц координатад тулгуурлаж болохгүй. Хүзүүвч дараах мэдээллийг нэгтгэн шийдвэр гаргана:
Дараалсан хэд хэдэн GPS цэг
Виртуал хилээс холдох зай
Малын хөдөлгөөний чиглэл
Хөдөлгөөний хурд
GPS-ийн мэдээлсэн нарийвчлал
Анхааруулах бүсэд байсан хугацаа
Хөдөлгөөн мэдрэгчийн өгөгдөл
Хэрэв GPS-ийн нарийвчлал тогтоосон босгоос муу бол төхөөрөмж цахилгаан импульсийг автоматаар хориглож, зөвхөн байршлын чанарын дохиолол илгээх ёстой.
Мал виртуал хилтэй зэрэгцэн алхаж байгаа эсэх, эсвэл үнэхээр гадна чиглэлд гарч байгаа эсэхийг хөдөлгөөний вектороор тодорхойлох боломжтой. Энэ нь хил орчимд шаардлагагүй анхааруулга өгөх эрсдэлийг бууруулна.
Батерейн ашиглалтын хугацааг оновчлох
GNSS байршил тогтоолт нь хүзүүвчний эрчим хүчний хамгийн том хэрэглэгчдийн нэг юм. GPS-ийг байнга асаалттай байлгаж, богино хугацаанд олон удаа мэдээлэл дамжуулбал том батерей ч хурдан дуусна.
Эрчим хүч хэмнэх боломжууд:
Хөдөлгөөн илэрсэн үед GPS асаах
Мал тайван үед байршлын интервалыг уртасгах
Хилд ойртоход GPS интервалыг богиносгох
Шөнийн бага идэвхтэй горим ашиглах
Өгөгдлийн багцыг шахах
Хил тооцооллыг төхөөрөмж дотор хийх
LoRaWAN Adaptive Data Rate ашиглах
Холболт тасарсан үед өгөгдлийг дотоод санах ойд хадгалах
Нарны цэнэглэлтийг батерейн удирдлагатай уялдуулах
Батерейн бодит хугацааг зөвхөн лабораторийн standby гүйдлээр тооцож болохгүй. GPS ашиглалт, температур, мэдээлэл дамжуулалт болон малын хөдөлгөөнтэй бодит туршилт хийх шаардлагатай.
Техникийн хэрэглээний жишээ: Алслагдсан үхрийн аж ахуйн бэлчээр сэлгэлт
Нэгэн алслагдсан үхрийн аж ахуй том талбайгаа хэд хэдэн түр бэлчээрийн бүсэд хуваах шаардлагатай байв. Уламжлалт хашааг дахин дахин зөөхөд олон ажилтан, тээврийн хэрэгсэл болон их хугацаа шаардагдаж байсан. Мөн тарсан үхрийг өдөр бүр хайж олоход хүндрэлтэй байлаа.
Төслийн шийдэлд дараах тоног төхөөрөмжийг төлөвлөсөн:
Захиалгат LoRaWAN GPS үхрийн хүзүүвч
Дуут анхааруулгын систем
Хязгаарлагдсан цахилгаан импульс
Нарны эрчим хүчтэй гадаа LoRaWAN гарц
Виртуал хашааны вэб платформ
Малчдад зориулсан гар утасны аппликейшн
Менежер газрын зураг дээр бэлчээрийн хэд хэдэн бүсийг урьдчилан зурсан. Сэлгээ хийх бүрд дараагийн бүсийг сонгож, шинэ хилийн координатыг хүзүүвчнүүд рүү илгээв. Платформ нь төхөөрөмж бүр шинэ тохиргоог хүлээн авсан эсэхийг шалгасан.
Эхний сургалтыг хяналттай талбайд хийж, цахилгаан импульсээс өмнө тогтмол дуут дохио ашигласан. Үхэр дуут дохионы утгыг ойлгож эхэлсний дараа ихэнх мал виртуал хилд хүрэхээсээ өмнө чиглэлээ өөрчилдөг болсон.
Системээр дамжуулан аж ахуй дараах ажлыг хийх боломжтой болсон:
Урт хашааг байнга нүүлгэхгүйгээр бэлчээр сэлгэх
Сүргээс тасарсан үхрийг хурдан илрүүлэх
Үхрийн өмнөх хөдөлгөөний замыг шалгах
Батерей багассан төхөөрөмжийг тодорхойлох
Виртуал бэлчээрийн бүсийг алсаас өөрчлөх
Хэвийн бус хөдөлгөөнтэй малыг эрт шалгах
Хүзүүвчний холбоо болон ажиллагааг хянах
Энэ нь техникийн хэрэглээг тайлбарласан жишиг төсөл юм. Бодит үр дүн нь газрын нөхцөл, малын сургалт, радио хамрах хүрээ, төхөөрөмжийн тохиргоо болон аж ахуйн удирдлагаас хамаарна.
Малын эрүүл мэнд ба ажиллагааны аюулгүй байдал
Цахилгаан импульст хүзүүвчийг энгийн GPS төхөөрөмж гэж үзэж болохгүй. Ашиглахаас өмнө тухайн улсын мал хамгаалал, радио давтамж болон цахилгааны аюулгүй байдлын шаардлагыг шалгах хэрэгтэй.
Санал болгох хамгаалалтын арга хэмжээ:
Малын эмч эсвэл мэргэжилтний зөвлөгөө авах
Сургалтыг хяналттай орчинд явуулах
Үргэлж дуут дохиог эхэлж ашиглах
Импульсийн тоо болон хугацааг хатуу хязгаарлах
Электродын байрлалыг тогтмол шалгах
Арьсны цочрол үүссэн эсэхийг үзэх
Төхөөрөмжийн гэмтлийн үед импульсийг автоматаар хаах
Бүх үйлдлийн бүртгэлийг хадгалах
Алсаас яаралтай унтраах боломжтой байх
Эмзэг болон өвчтэй малыг тусад нь үнэлэх
Виртуал хашаа нь малын өдөр тутмын хяналтыг дэмжих технологи юм. Энэ нь ундны ус, малын үзлэг, аюултай зам орчмын бодит хамгаалалтын хашаа болон яаралтай тусламжийн журмыг орлохгүй.
Үйлдвэрлэгч сонгохдоо юуг шалгах вэ?
Захиалгат GPS виртуал хашааны хүзүүвч сонгохдоо зөвхөн үнэ болон холбооны зайг харьцуулах нь хангалтгүй.
Худалдан авагч дараах асуултыг үйлдвэрлэгчээс тодруулах хэрэгтэй:
PCB, антенн, гадна бүрхүүлийг захиалгаар өөрчилж чадах уу?
Виртуал хилийг хүзүүвч өөрөө тооцдог уу?
GPS-ийн алдаанаас үүдэх буруу импульсээс хэрхэн хамгаалдаг вэ?
Импульсийн функцийг алсаас бүрэн хааж болох уу?
Хүзүүвч шинэ хилийн мэдээллийг хүлээн авсныг платформ баталгаажуулдаг уу?
Сүлжээ тасарсан үед өгөгдлийг төхөөрөмж хадгалдаг уу?
LoRaWAN давтамжийг зорилтот улсад тохируулж болох уу?
Гуравдагч талын платформд холбох API байгаа юу?
Угсарсан төхөөрөмж дээр IP68 туршилт хийсэн үү?
Туршилтын цөөн тооны төхөөрөмж болон техникийн дэмжлэг үзүүлэх үү?
Жиньшэнчан компанийн захиалгат шийдэл
Shenzhen Jinshengchang Technology Co., Ltd. нь GPS болон LoRaWAN технологид суурилсан малын байршил, виртуал хашааны төхөөрөмжийг захиалгаар хөгжүүлэн үйлдвэрлэх боломжтой.
Захиалгат хөгжүүлэлтэд дараах ажлууд багтаж болно:
GPS болон LoRaWAN үхрийн хүзүүвч
Дуут анхааруулга, цахилгаан импульсийн логик
Малын хөдөлгөөн болон температурын мэдрэгч
LoRaWAN болон 4G хос холбоо
Нарны эрчим хүчтэй гадаа гарц
Виртуал хашааны удирдлагын платформ
Android болон iOS аппликейшн
API болон хувийн холбооны протокол
PCB, антенн, оосор, гадна бүрхүүлийн OEM/ODM загвар
Лого, сав баглаа боодол болон программын брэндчилэл
Төслийг өргөн хэмжээнд эхлүүлэхээс өмнө цөөн төхөөрөмжөөр туршилтын бүс байгуулж, GPS-ийн нарийвчлал, LoRaWAN хамрах хүрээ, батерейн хугацаа болон малын хариу үйлдлийг бодит нөхцөлд шалгах нь хамгийн найдвартай арга юм.