Передумови
Дані верхніх шарів атмосфери для прогнозу погоди збирають переважно метеозондами. Під кулею підвішують радіозонд із датчиками тиску, температури та відносної вологості. Більшість погодних явищ відбувається на висоті 6–11 км. Дедалі частіше такі зонди передають дані через LoRa, бо вона дешева, енергоефективна та дальнобійна.
Kanda Group розробляє технологію радіозондів разом зі студентами в Західній Африці. Команда сама проєктує плати та акумуляторні рішення, щоб зменшити вагу зонда й кулі. Корпус друкують локально на 3D-принтері. Це пілотний проєкт, у якому шлюзи Milesight стали мережею прийому даних із кулі.
Виклики
Висота та середовище
Основні погодні явища відбуваються на висоті 6–11 км, тому дані треба приймати саме звідти. З великої висоти дані важко передати на наземну приймальну систему.
Радіозонд і канал зв'язку
Раніше для передачі використовували стільниковий зв'язок або Wi-Fi LAN університету. Рішення обмежували вага, вартість, дальність і живлення.
Експлуатація
Кулі запускають 1–2 рази на добу для отримання добового температурного циклу. Передавач має забезпечувати добру модуляцію, антену з високим підсиленням і низьке енергоспоживання.
Рішення
Радіозонд на кулі. Корпус містить MCCI Catena 4610 з датчиком BME280 (температура, тиск, вологість), ESP32 із Wi-Fi та модуль LilyGo TTGO LoRa 32 з антеною для GPS-координат і висоти. Прошивка написана на базі бібліотек Arduino та поширюється за ліцензіями MIT і GPL. Для безпечного приземлення прикріплено парашут 12 дюймів.
Наземна станція на шлюзах Milesight. Шість зовнішніх шлюзів UG87 і UG67 працюють у діапазонах US915 або EU868. Їх встановлено в США, Нігерії, Гані та Камеруні. Великі антени з високим підсиленням спрощують прийом. Вбудований network server дозволяє пересилати дані у внутрішній LoRaWAN-стек або на зовнішні сервери.
Тракт передачі та зберігання даних. Шлюз передає пакети в The Things Network (Європа), де їх декодують. Далі дані надходять на сервер замовника за MQTT, обробляються в Node-RED і записуються в публічний блокчейн Telos. Власник кулі отримує винагороду $15. На основі даних будують 12-годинний прогноз дощу, а фермери можуть підписатися на SMS-прогнози.
Результат
Два пілотні запуски
З січня 2020 року проведено запуски в США та Нігерії. Кожна куля піднялася вище 32 000 футів, летіла понад 1,5 години й віддалилася від точки старту на 20 км.
Передача до 8–10 км висоти
За результатами тестів пристрої стабільно передавали дані до висоти приблизно 8–10 км.
Вартість менша за половину
Рішення коштує менше за половину від ціни комерційних радіозондів.
Дані для прогнозів
Вимірювання допомагають складати 12-годинний прогноз дощу для захисту вразливих територій від раптових паводків. Вони також підтримують фермерів у Західній Африці.
Замовник планує згодом відмовитися від окремого сервісу TTN і перейти на вбудований network server шлюзів, щоб знизити витрати.
Партнер
Про —
Kanda Weather Group LLC збирає кліматичні й погодні дані в реальному часі для планування на місцевому, регіональному та національному рівнях. Мета проєкту — мережа метеозондів, що належить спільноті та залучає африканських студентів.
Джерело: Milesight. Стислий виклад нашими словами, фото — Milesight. Повна історія на milesight.com ↗
Схожа задача на вашому об'єкті?
Підберемо обладнання й знайдемо партнера-інтегратора у вашому регіоні.