यदि कैबिनेट में 220V नहीं है, तो 54 किलोमीटर तक डेटा कैसे स्थानांतरित किया जाए?

एक स्वायत्त वायरलेस चैनल के माध्यम से सूचना का हस्तांतरण: कमचटका के कम आबादी वाले क्षेत्रों में लंबी दूरी के वाईफाई नेटवर्क के निर्माण का अभ्यास।

हमारे व्यवहार में, हम अक्सर यह मानते हैं कि WI-FI नेटवर्क का उपयोग केवल एक छोटे से क्षेत्र में वायरलेस एक्सेस को व्यवस्थित करने के लिए या लगभग 5-10 किमी की अपेक्षाकृत कम दूरी पर नेटवर्क के बीच लिंक के लिए किया जाता है।
इस समीक्षा में, हम कामचतका प्रायद्वीप पर एक वायरलेस नेटवर्क के कार्यान्वयन का एक उदाहरण पेश करते हैं, जिसमें अत्यधिक मौसम की स्थिति में 54 किलोमीटर तक के रेडियो चैनलों के बीच दूरियों के लिए स्वायत्त बिजली आपूर्ति के साथ दूरी है।

रूसी विज्ञान अकादमी की भूभौतिकीय सेवा की कामचटका शाखा का वाईफाई नेटवर्क संगठन के कॉर्पोरेट नेटवर्क का हिस्सा है और कामचटका के विभिन्न क्षेत्रों में स्थित कई खंड हैं। नेटवर्क वास्तविक समय में भूकंपीय डेटा का चौबीस घंटे प्रसारण प्रदान करता है। इस नेटवर्क के कुछ बिंदु हार्डवेयर सिस्टम से लैस हैं जो न केवल भूकंपीय, बल्कि विभिन्न भूभौतिकीय सूचनाओं के संचरण प्रदान करते हैं और अतिरिक्त रूप से ज्वालामुखियों के अवलोकन के लिए वीडियो कैमरों से सुसज्जित हैं।

वायरलेस नेटवर्क के मुख्य खंडों में से एक पेट्रोपावलोव्स्क-कामचैत्स्की और एवाकिंस्की खाड़ी के शहरों के क्षेत्रों में स्थित है, नेटवर्क के दूरस्थ बिंदु अवचिन्स्की और कोर्याकोना ज्वालामुखियों के बीच पास के क्षेत्र में स्थित हैं, साथ ही प्रशांत तट पर - नाल्चीवो बिंदु और रस्काया बे। सभी दूरस्थ स्थान बैटरी के साथ मिलकर सौर पैनलों के उपयोग के माध्यम से स्टैंडअलोन पावर मोड में काम करते हैं।

कॉम्प्लेक्स के उपकरण द्वारा प्रेषित एक वीडियो छवि का एक उदाहरण। ज्वालामुखी "नामहीन"।

इस क्षेत्र की जलवायु परिस्थितियों के बारे में जानकारी: पूर्ण अधिकतम तापमान + 34 ° C तक पहुँच जाता है, जो कि न्यूनतम 24-24 ° C से कम से कम द्वीपों पर और उत्तर में और मध्य कामचटका में शून्य से 49-60 ° C तक होता है।
जलवायु स्पष्ट रूप से हवाओं के पूरक हैं। सर्दियों में, वे उत्तर से कामचटका पर तैरते हैं, गर्मियों में दक्षिण में बदल जाते हैं, इसलिए औसत वार्षिक हवा की गति काफी मध्यम है: 1.3 से 8.8 मीटर / से। सर्दियों के मौसम में, कामचटका के दक्षिण में और कमांडर द्वीप पर, हवा की गति 40 m / s तक पहुँच जाती है। चक्रवातों पर वर्षा की मात्रा निर्भर करती है, इस मामले में अधिकतम वर्षा 1100-2600 मिमी प्रति वर्ष है।

वायरलेस नेटवर्क परियोजना को लागू करते समय, निम्नलिखित तकनीकी आवश्यकताओं को उपकरण के लिए प्रस्तुत किया गया था:

• डिवाइस का न्यूनतम ऑपरेटिंग तापमान -55 ° C है
• 200 किमी / घंटा तक हवा का प्रतिरोध
• रेडियो राउटर के मामले की तंगी IP67 से भी बदतर नहीं है
• नमक कोहरे के लिए उपकरण आवरण, सीपीयू और एएफटी का प्रतिरोध
• रेडियो ट्रांसमीटर की उच्च उत्पादन शक्ति और रिसीवर की उच्च संवेदनशीलता
• उच्च एंटीना लाभ और कम फीडर पथ हानि
• क्षति के लिए आवास तत्वों के यांत्रिक प्रतिरोध (पक्षी, जानवर, कीड़े)
• बिजली संरक्षण उपकरण
• अन्य रेडियो उपकरणों द्वारा सक्रिय रूप से उपयोग किए जाने वाले उपकरणों का रेडियो संचालन
• क्लाइंट आइटम की अक्षमता के कारण लंबे समय तक उपकरणों का स्थिर संचालन

निम्नलिखित चित्र एक वायरलेस नेटवर्क के सामान्य टोपोलॉजी को दर्शाता है:



इस योजना में रैपियर रेडियो उपकरण का उपयोग करने वाले कई लंबे खंड शामिल हैं:

• लाइटहाउस पीटर और पॉल - नालिचावो (51 किमी)
• पीटर और पॉल लाइटहाउस - रूसी खाड़ी (54 किमी)
• आईपीसी सुनामी - लाइटहाउस "पीटर और पॉल" (21 किमी)
• आईपीसी सुनामी - अवाचिन्स्की ज्वालामुखी (24 किमी ")

तालिका लिंक के मुख्य मापदंडों को दिखाती है:



दो ट्रैक शहर (21 किमी, 24 किमी) और दो ओवर पानी (54 किमी, 51 किमी) पर चलते हैं।

रेपिरा रेडियो राउटर को नेटवर्क बनाने के लिए आधार के रूप में चुना गया था, दोनों अलग - अलग RS3-AP1-F5060-PTP इकाइयों के रूप में , और एंटीना (monoblocks) RS3-AP1-F5060-PTP-TH के साथ संयुक्त रेडियो रूटर के रूप में, सभी तकनीकी आवश्यकताओं को प्रदान करते हैं। ।
वर्णित टोपोलॉजी में, सभी रेडियो लिंक "राउटर" मोड में कॉन्फ़िगर किए गए हैं।
प्रत्येक दूरस्थ बिंदु में वैज्ञानिक उपकरणों को जोड़ने के लिए 8 पते के साथ एक अलग आईपी सबनेट है।

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पीटर और पॉल लाइटहाउस - रस्कया बे (54 किमी) के उदाहरण का उपयोग करके वायरलेस संचार को व्यवस्थित करने के विकल्प पर विचार करें।



बेस स्टेशन को लाइटहाउस "पीटर और पॉल" के पास एक स्थिर मस्तूल पर स्थापित किया गया है।


विभिन्न व्यास के पाइपों की एक समर्थन संरचना पर एक ग्राहक डेटा ट्रांसमिशन इकाई की स्थापना, रस्काया खाड़ी के तट।


एक अलग कोण से एक ही स्टेशन का विंटर व्यू, थोड़ा सा रास्ता आप वैज्ञानिक उपकरणों के ब्लॉक के लिए एक आश्रय देख सकते हैं।


मंगल एंटेना MA-WA55-30 प्लानर एंटेना को एंटेना के रूप में चुना गया था। जलवायु परिस्थितियों / हवा के भार को देखते हुए, ऐन्टेना डिजाइन को थोड़ा संशोधित किया जाना था, अतिरिक्त हार्डवेयर के साथ परिधि के साथ प्लांटर ब्लेड को मजबूत करना।

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मेजबान संरचना:

सिस्टम के निरंतर कामकाज के लिए, यह सुनिश्चित करना आवश्यक था:

• पवन भार को गाँठ तत्वों के यांत्रिक प्रतिरोध
• यूनिट की स्वायत्त बिजली की आपूर्ति की गारंटी

पहली समस्या को रेडियो उपकरण के लिए फास्टनरों के एक मानक सेट की मदद से हल किया गया था, प्लानर ऐन्टेना हाउसिंग के कैनवास को हार्डवेयर के साथ अतिरिक्त रूप से प्रबलित किया गया था।

गारंटीकृत शक्ति सुनिश्चित करने का कार्य निम्नलिखित योजना के अनुसार हल किया गया था:


स्वायत्त इकाई में शामिल हैं:

• 24V के आउटपुट वोल्टेज और 600W की अधिकतम आउटपुट पावर (मॉडल KGM195M-72) के साथ 3 सौर पैनलों का ब्लॉक
• एक बाहरी एंटीना के साथ रेडियर रेडियो रूटर्स पर आधारित रेडियो यूनिट
• 24V के लिए AGM बैटरियों का ब्लॉक 2V350Ah के 12 कैन पर आधारित 350Ah की क्षमता के साथ
• वैज्ञानिक उपकरणों के ब्लॉक
• बैटरी नियंत्रण इकाई (मॉर्निंगस्टार द्वारा निर्मित)
• बैटरी डिस्चार्ज कंट्रोल यूनिट (मॉर्निंगस्टार द्वारा निर्मित)
• कनवर्टर ब्लॉक (डीसी / DC24-24 और डीसी / डीसी 24-12)

सोलर पैनल बैटरी पैक को रिचार्ज करते हैं, जिसके संचालन को बैटरी चार्ज कंट्रोल यूनिट द्वारा नियंत्रित किया जाता है।
रेडियो उपकरण और उपकरणों की स्थिरीकरण और बिजली की आपूर्ति कनवर्टर इकाइयों द्वारा प्रदान की जाती है।

बड़ी क्षमता के साथ सौर पैनलों और बैटरी का उपयोग आपको दिन के दौरान बैटरी चार्ज करने और अंधेरे में उपकरण को शक्ति प्रदान करने की अनुमति देता है। बैटरी की गारंटी के लिए, पूरे वर्ष में 3 सौर पैनलों का उपयोग किया जाता है।

बैटरी पैक अवशोषित इलेक्ट्रोलाइट वाली बैटरी पर आधारित है और इसमें निम्नलिखित विशेषताएं हैं:

• बैटरी वस्तुतः रखरखाव से मुक्त है
• बैटरी डिजाइन को सील और वाल्व-नियंत्रित किया जाता है, जो एसिड रिसाव और निशान के क्षरण को रोकता है
• बैटरी चार्जिंग नियमों के अधीन, गैस निर्माण और विस्फोट खतरे को बाहर रखा गया है
• कम तापमान पर काम करता है
• कंपन प्रतिरोधी डिजाइन

रेपिर RS3-AP1-F5060-PTP रेडियो राउटर इकाई में 600mW के आउटपुट के साथ एक बाहरी एंटीना MA-WA55-30 रेडियो उपकरण के रूप में स्थापित किया गया था।

वैज्ञानिक उपकरणों के ब्लॉक में भूकंपीय रिकार्डर (एक्सेलेरोमीटर और साइकिल मीटर) शामिल हैं।

सीमित उपलब्धता के बावजूद, नेटवर्क 2009 से शुरू होकर कई वर्षों तक सफलतापूर्वक संचालित हो रहा है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि अधिकांश दूरस्थ बिंदुओं तक पहुंचना मुश्किल है, कुछ बिंदुओं को केवल गर्मियों या सर्दियों में ही पहुँचा जा सकता है; रस्कया खाड़ी में स्थित बिंदु मुख्य रूप से गर्मियों में और केवल हेलीकॉप्टर द्वारा सुलभ है।

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हम केबी जीएस आरएएस के आईटी विभाग के प्रति आभार व्यक्त करते हैं, विशेष रूप से विभाग के वरिष्ठ अभियंता आर्योम सुमाकोव को सामग्री तैयार करने में मदद के लिए।