Метеорологиялық бақылау мен қоршаған ортаны бақылауда дәл және уақтылы деректерді алу өте маңызды. Технологияның дамуымен метеорологиялық станциялардың саны артып, деректерді жинау мен беру тиімділігін арттыру үшін сандық сенсорлар мен байланыс хаттамаларын пайдаланады. Олардың ішінде SDI-12 (1200 бодтық сериялық деректер интерфейсі) хаттамасы өзінің қарапайымдылығы, икемділігі және тиімділігіне байланысты метеорологиялық станциялар саласында маңызды таңдауға айналды.
1. SDI-12 хаттамасының сипаттамалары
SDI-12 - қоршаған ортаны бақылаудың әртүрлі қолданбаларына жарамды, төмен қуатты сенсорларға арналған сериялық байланыс протоколы. Хаттаманың келесі негізгі мүмкіндіктері бар:
Төмен қуатты дизайн: SDI-12 протоколы сенсорларға белсенді емес кезде ұйқы режиміне өтуге мүмкіндік береді, осылайша энергия тұтынуды азайтады және батареямен жұмыс істейтін құрылғыларға жарамды.
Көп сенсорлы қолдау: SDI-12 шинасына 62 сенсорға дейін қосуға болады, және әрбір сенсордың деректерін бірегей мекенжай арқылы анықтауға болады, бұл жүйенің құрылымын икемді етеді.
Интеграциялау оңай: SDI-12 хаттамасының стандартталуы әртүрлі өндірушілердің сенсорларына бір жүйеде жұмыс істеуге мүмкіндік береді, ал деректер жинаушымен интеграция салыстырмалы түрде қарапайым.
Тұрақты деректерді беру: SDI-12 деректерді 12 биттік сандар арқылы жібереді, бұл деректердің дәлдігі мен сенімділігін қамтамасыз етеді.
2. SDI-12 шығыс метеостанциясының құрамы
SDI-12 хаттамасына негізделген метеостанция әдетте келесі бөліктерден тұрады:
Сенсор: Температура, ылғалдылық, жел жылдамдығы мен бағыты, жауын-шашын сенсорлары және т.б. сияқты әртүрлі сенсорлар арқылы метеорологиялық деректерді жинайтын метеостанцияның ең маңызды құрамдас бөлігі. Барлық сенсорлар SDI-12 хаттамасын қолдайды.
Деректер жинаушы: Сенсор деректерін қабылдауға және өңдеуге жауапты. Деректер жинаушы әрбір сенсорға SDI-12 хаттамасы арқылы сұраныстар жібереді және қайтарылған деректерді алады.
Деректерді сақтау құрылғысы: Жиналған деректер әдетте SD картасы сияқты жергілікті сақтау құрылғысында сақталады немесе ұзақ мерзімді сақтау және талдау үшін сымсыз желі арқылы бұлттық серверге жүктеледі.
Деректерді беру модулі: Көптеген заманауи метеостанциялар қашықтан бақылау платформасына нақты уақыт режимінде деректерді беруді жеңілдету үшін GPRS, LoRa немесе Wi-Fi модульдері сияқты сымсыз беру модульдерімен жабдықталған.
Энергияны басқару: Метеостанцияның ұзақ мерзімді тұрақты жұмысын қамтамасыз ету үшін әдетте күн батареялары мен литий батареялары сияқты жаңартылатын энергия көздері қолданылады.
3. SDI-12 метеостанцияларын қолдану сценарийлері
SDI-12 шығыс метеостанциялары көптеген салаларда кеңінен қолданылады, соның ішінде:
Ауыл шаруашылығын метеорологиялық бақылау: Метеорологиялық станциялар ауыл шаруашылығы өндірісі үшін нақты уақыт режиміндегі метеорологиялық деректерді бере алады және фермерлерге ғылыми шешімдер қабылдауға көмектеседі.
Қоршаған ортаны бақылау: Экологиялық мониторинг және қоршаған ортаны қорғау саласында метеорологиялық станциялар климаттың өзгеруі мен ауа сапасын бақылауға көмектесе алады.
Гидрологиялық мониторинг: Гидрологиялық метеорологиялық станциялар жауын-шашын мен топырақтың ылғалдылығын бақылай алады, бұл су ресурстарын басқару, су тасқынының алдын алу және апаттардың алдын алу үшін деректерді қолдауды қамтамасыз етеді.
Климаттық зерттеулер: Зерттеу мекемелері ұзақ мерзімді климаттық деректерді жинау және климаттың өзгеруін зерттеу үшін SDI-12 метеостанцияларын пайдаланады.
4. Нақты жағдайлар
1-жағдай: Қытайдағы ауылшаруашылық метеорологиялық бақылау станциясы
Қытайдың ауылшаруашылық аймағында SDI-12 хаттамасын қолдана отырып, ауылшаруашылық метеорологиялық мониторинг жүйесі құрылды. Жүйе негізінен дақылдардың өсуіне қажетті метеорологиялық жағдайларды бақылау үшін қолданылады. Метеостанция SDI-12 хаттамасы арқылы деректер жинаушыға қосылған температура, ылғалдылық, жел жылдамдығы, жауын-шашын және т.б. сияқты әртүрлі сенсорлармен жабдықталған.
Қолдану әсері: Егін өсірудің маңызды сәтінде фермерлер нақты уақыт режимінде метеорологиялық деректерді ала алады және уақытында суарып, тыңайтқыш бере алады. Бұл жүйе дақылдардың өнімділігі мен сапасын айтарлықтай жақсартты, ал фермерлердің табысы шамамен 20%-ға өсті. Деректерді талдау арқылы фермерлер ауылшаруашылық жұмыстарын жақсы жоспарлап, ресурстардың қалдықтарын азайта алады.
2-жағдай: Қалалық қоршаған ортаны бақылау жобасы
Филиппиндердегі бір қалада жергілікті үкімет қоршаған ортаны бақылау үшін, негізінен ауа сапасы мен метеорологиялық жағдайларды бақылау үшін бірқатар SDI-12 метеостанцияларын орналастырды. Бұл метеостанциялардың келесі функциялары бар:
Сенсорлар температура, ылғалдылық, жел жылдамдығы, PM2.5, PM10 және т.б. сияқты қоршаған орта параметрлерін бақылайды.
Деректер қаланың қоршаған ортаны бақылау орталығына SDI-12 хаттамасын пайдаланып нақты уақыт режимінде беріледі.
Қолдану әсері: Деректерді жинау және талдау арқылы қала әкімшілері тұман және жоғары температура сияқты экстремалды климаттық құбылыстармен күресу үшін уақтылы шаралар қабылдай алады. Азаматтар сонымен қатар ұялы телефон қосымшалары арқылы жақын маңдағы метеорологиялық және ауа сапасы туралы ақпаратты нақты уақыт режимінде ала алады, осылайша саяхат жоспарларын уақытында түзетіп, денсаулықтарын қорғай алады.
3-жағдай: Гидрологиялық мониторинг жүйесі
Өзен алабындағы гидрологиялық мониторинг жобасында SDI-12 хаттамасы өзен ағынын, жауын-шашынды және топырақ ылғалдылығын басқару және бақылау үшін қолданылады. Жобада әртүрлі өлшеу нүктелерінде нақты уақыт режимінде бақылау үшін бірнеше метеорологиялық станциялар орнатылды.
Қолдану әсері: Жоба тобы осы деректерді талдау арқылы су тасқыны қаупін болжай алды және жақын маңдағы елді мекендерге ерте ескертулер жіберді. Жергілікті билік органдарымен бірлесіп жұмыс істеу арқылы жүйе су тасқынынан туындаған экономикалық шығындарды тиімді түрде азайтты және су ресурстарын басқару мүмкіндігін жақсартты.
Қорытынды
Ғылым мен техниканың үздіксіз дамуымен SDI-12 хаттамасын метеостанцияларда қолдану барған сайын кең таралуда. Оның төмен қуатты дизайны, көп сенсорлы қолдауы және тұрақты деректерді беру сипаттамалары метеорологиялық мониторинг үшін жаңа идеялар мен шешімдер ұсынады. Болашақта SDI-12 негізіндегі метеостанциялар әртүрлі салалардағы метеорологиялық мониторинг үшін дәлірек және сенімді қолдауды дамыта береді және қамтамасыз етеді.
Жарияланған уақыты: 16 сәуір 2025 ж.