Ushbu tadqiqot notekis va uyali aloqa qamrovi yetarli bo‘lmagan tog‘li yaylovlarda hayvon kuzatuv qurilmalarini simsiz tarmoqqa ulaydigan LoRaWAN gateway’larini qayerga o‘rnatish kerakligini o‘rgangan. Tadqiqotchilar Fransiya Alp tog‘larida markaziy tog‘ tizmasining qarama-qarshi yonbag‘irlarida joylashgan, umumiy maydoni 5,77 km² bo‘lgan ikkita qo‘y yaylovini tekshirgan. Gateway joylari bevosita sinab ko‘rish va xato usuli bilan emas, balki relyef balandligi va yer qoplami ma’lumotlaridan foydalanadigan Irregular Terrain Model radio tarqalish simulyatsiyalari yordamida oldindan aniqlangan.

Simulyatsiyalar bitta gateway joyi butun tadqiqot hududini qamrab ololmasligini, hatto eng yaxshi bitta stansiya nuqtalari ham modellashtirilgan mobil birliklarning ko‘pi bilan %72 qismiga yetib borishini ko‘rsatgan. Shundan so‘ng markaziy tog‘ tizmasining shimoliy va janubiy qismlariga quyosh energiyasida ishlaydigan ikkita mustaqil LoRaWAN gateway o‘rnatilgan. Shimoliy stansiya asosan shimoliy yaylovni, janubiy stansiya esa janubiy yaylovni qamrab olgan; ikki gateway birgalikda ishlatilganda relyef to‘siqlari sabab yuzaga keladigan zaif signal hududlari kamaygan va tarmoqda zaxiralilik ta’minlangan.

Dala tekshiruvi uchun 400 metr oralig‘idagi ikkita namuna olish panjarasida jami 57 nuqta belgilangan. Notekis va xavfli relyef sabab bu nuqtalarning 44 tasiga borish imkoni bo‘lgan, 13 tasiga esa yetib borilmagan. Tashrif buyurilgan nuqtalardan GNSS joylashuvini o‘z ichiga olgan LoRa xabarlari yuborilgan va gateway’larda o‘lchangan RSSI qiymatlari simulyatsiya natijalari bilan solishtirilgan. Birlashtirilgan ikki-gateway konfiguratsiyasida 43 nuqtadan signal olingan; 41 bashorat to‘g‘ri chiqqan, yolg‘on musbat bashorat kuzatilmagan va ikkita yolg‘on manfiy bashorat qayd etilgan.

Natijalar simulyatsiya yordamidagi rejalashtirish tog‘li hududda o‘rnatiladigan gateway soni va joyini aniqlashga yordam berishini ko‘rsatadi. Biroq tadqiqot butun 5,77 km² hudud uchun to‘liq va uzluksiz qamrov isbotini bermaydi. Ayrim hududlarga kirib bo‘lmagani sabab o‘lchov o‘tkazilmagan, ayrim ko‘r nuqtalar saqlanib qolgan va dala kampaniyasi haqiqiy podalarning uzoq muddatli harakatlari sharoitida bajarilmagan. Tadqiqot natijalari muayyan uskuna, SF12 LoRa sozlamasi, yoz mavsumi, relyef ma’lumotlari va Fransiya Alp tog‘laridagi ikki yaylov uchun amal qiladi.

Tadqiqotning asosiy savoli nima?

Tadqiqotning asosiy savoli uyali aloqa uzilib turadigan keng va notekis yaylov hududida mobil hayvon kuzatuv qurilmalari uchun yetarli simsiz qamrovni imkon qadar kam LoRaWAN gateway ishlatib qanday ta’minlash mumkinligidir. Tadqiqotchilar, ayniqsa qimmat va mashaqqatli dala sinovlaridan oldin radio tarqalish simulyatsiyalari gateway joylarini ishonchli tarzda belgilay oladimi-yo‘qmi, shuni tekshirgan.

Tog‘li hududlarda gateway o‘rnatish faqat texnik qamrov muammosi emas. Stansiya radio ko‘rish chizig‘ini yaxshilash uchun yetarlicha baland joyga o‘rnatilishi kerak, shu bilan birga uskunani olib borish mumkin bo‘lgan, quyosh paneli ishlaydigan, shamolga qarshi mustahkamlash mumkin bo‘lgan va qabul qilingan ma’lumotlarni uzoq serverga uzatish uchun internet aloqasi mavjud bo‘lgan nuqtada bo‘lishi lozim. Bu shartlarning barchasi bir joyda bajarilishi mumkin bo‘lgan o‘rnatish nuqtalari sonini sezilarli kamaytiradi.

LoRa va LoRaWAN tog‘li chorvachilikda nima uchun ishlatiladi?

LoRa past ma’lumot tezligida uzoq masofali va kam quvvat sarflaydigan radio aloqaga imkon beruvchi fizik qatlam texnologiyasidir. LoRaWAN esa LoRa ulanishlari orqali oxirgi qurilmalar gateway’lar va tarmoq serverlari bilan qanday aloqa qilishini belgilovchi tarmoq protokolidir.

Hayvon kuzatuv qurilmalari odatda kichik GNSS koordinatalari, identifikatsiya ma’lumotlari, batareya holati yoki sensor o‘lchovlari kabi cheklangan hajmdagi ma’lumot paketlarini yuboradi. Bunday foydalanishda yuqori tezlikdagi mobil internetdan ko‘ra uzoq batareya ishlash muddati va katta hudud qamrovi muhimroq. Shu sabab LoRa’ning past ma’lumot tezligi kamchilik emas, balki hayvon kuzatuvi kabi ilovalarda energiya sarfini cheklovchi dizayn xususiyatidir.

LoRaWAN arxitekturasida har bir hayvon kuzatuv qurilmasi uchun alohida mobil aloqa obunasi kerak emas. Oxirgi qurilmalar yaqin gateway’ga LoRa xabari yuboradi. Gateway qabul qilingan xabarni Wi-Fi yoki LTE/4G kabi qayta uzatish aloqasi orqali bulut serveriga jo‘natadi. Shu sabab tadqiqotdagi tizim oxirgi qurilmalar nuqtai nazaridan uyali tarmoqdan mustaqil bo‘lsa-da, gateway darajasida internet ulanishiga ehtiyoj sezgan.

Tadqiqot qaysi hududda o‘tkazilgan?

Tadqiqot Fransiyadagi Mercantour Milliy bog‘i chegaralarida, Col des Champs tog‘ dovonining Alpes-Maritimes tomonida o‘tkazilgan. Tadqiqot markazining koordinatalari WGS84 tizimida taxminan 44.1749 shimoliy kenglik va 6.6979 sharqiy uzunlikdir.

Hudud yozgi boqish davrida ikki alohida qo‘y podasi foydalanadigan yaylovlardan iborat. Podalar asosan Salon-de-Provence shahridagi Le Domaine du Merle tajriba xo‘jaligiga tegishli. Xo‘jalik go‘sht ishlab chiqarish maqsadida taxminan 1.500 ta Mérinos d’Arles qo‘yini boqadi.

O‘rganilgan yaylovlar markaziy tog‘ tizmasining qarama-qarshi yonbag‘irlarida joylashgan:

• Shimoliy boqish maydoni: 3,82 km².
• Janubiy boqish maydoni: 1,95 km².
• Umumiy maydon: 5,77 km².

Yozgi boqish davri iyun o‘rtasidan oktyabr boshigacha davom etadi, tadqiqot o‘lchovlari esa iyul va avgust oylarini qamrab olgan ikki boqish davrida bajarilgan. Har bir yaylov hududida bitta cho‘pon kulbasi va poda kechqurun yig‘iladigan tungi qo‘ralar mavjud.

Eng yaqin aholi punkti Saint-Martin-d’Entraunes. Tadqiqotda ushbu aholi punktining taxminan 153 nafar aholiga va har kvadrat kilometrga 3,8 kishi zichligiga ega ekani aytilgan. Mobil telefon xizmati asosiy yo‘llar va aholi punktlari atrofida to‘plangan, yaylovlarning katta qismida esa aloqa bo‘shliqlari mavjud.

Nega faqat dala o‘lchovi o‘tkazilmagan?

Gateway uchun ko‘rib chiqilgan har bir joyni haqiqiy uskuna bilan sinash tog‘li hududda amaliy emas. Stansiyaning ustuni, quyosh paneli, batareyasi, tayanch tuzilmasi va aloqa uskunasi o‘rnatish joyiga olib borilishi, keyin esa turli nuqtalardan radio xabarlari yuborilib qamrov o‘lchanishi kerak bo‘ladi. Muvaffaqiyatsiz joy tanlansa, butun tizimni boshqa joyga ko‘chirish zarur.

Tadqiqotchilar ushbu sinab ko‘rish va xato yukini kamaytirish uchun avval kompyuter muhitida mumkin bo‘lgan gateway nuqtalarini tekshirgan, keyin faqat yuqori qamrov imkoniyatiga ega va kirish mumkin bo‘lgan joylarni dalada o‘rgangan. Demak, simulyatsiya haqiqiy o‘lchovning o‘rnini bosmagan, balki dala ishidan oldingi qarorlarni qo‘llab-quvvatlash vositasi sifatida ishlatilgan.

Irregular Terrain Model qanday ishlatilgan?

Radio tarqalishi Longley–Rice modeli nomi bilan ham tanilgan Irregular Terrain Model orqali hisoblangan. ITM uzatuvchi va qabul qiluvchi balandligi, radio chastotasi, relyef balandligi, masofa, iqlim sharoiti va yer qoplami kabi o‘zgaruvchilardan foydalanib notekis hududdagi signal yo‘qotilishini bashorat qiladi.

Hisoblashlar Radio Mobile dasturida bajarilgan. Relyef balandligi uchun NASA Shuttle Radar Topography Mission ma’lumotlari ishlatilgan. Ushbu ma’lumot taxminan 30 metr fazoviy aniqlikka ega. Yer qoplami ma’lumotlari esa taxminan 100 metr aniqlikdagi CORINE Land Cover 2018 to‘plamidan olingan.

Simulyatsiya 863–870 MHz chastota oralig‘i, vertikal antenna qutblanishi va yulduzsimon tarmoq topologiyasiga moslab sozlangan. Iqlim sinfi kontinental mo‘tadil deb belgilangan, modelning o‘zgaruvchanlik rejimi esa ma’lum joylardagi sharoitlarning %90 qismini qamrab oladigan konservativ bashorat ishlab chiqarishga moslangan.

Aloqa budjeti va fade margin nimani anglatadi?

LoRa xabarini gateway dekodlashi uchun qabul qiluvchiga yetib kelgan signal qabul qiluvchi sezgirligi chegarasidan yuqori bo‘lishi kerak. Aloqa budjeti uzatuvchining chiqish quvvati, uzatuvchi va qabul qiluvchi antenna kuchaytirishi, masofa, relyef to‘siqlari, o‘simlik qoplami va boshqa tarqalish yo‘qotishlarini birgalikda hisobga oladi.

Fade margin qabul qilingan signal qabul qiluvchi sezgirligi chegarasidan qancha yuqori ekanini bildiradi. Yuqori qiymat signal qo‘shimcha susayishga qaramay dekodlanishi mumkin bo‘lgan kattaroq xavfsizlik zaxirasi mavjudligini anglatadi.

Tadqiqotda 3 dB fade margin yetarli va yetarli bo‘lmagan qamrov orasidagi amaliy chegara sifatida tanlangan. Xaritalarda ishlatilgan sinflar quyidagicha:

• Yuqori qamrov: Fade margin 3 dB dan katta.
• Cheklangan qamrov: −3 dan 3 dB gacha.
• Yetarli bo‘lmagan qamrov: −3 dB yoki undan past.

Bu chegara qat’iy fizik devor emas. Signal darajasi chegara atrofida bo‘lsa, ob-havo, kichik joylashuv farqlari, mahalliy relyef tafsilotlari, antenna yo‘nalishi yoki ma’lumot aniqligi sabab haqiqiy natija simulyatsiyadan farq qilishi mumkin.

Gateway stansiyalari qaysi uskunalardan tashkil topgan?

Har bir bazaviy stansiyada IP67 himoya darajasiga ega Milesight UG67 LoRaWAN gateway ishlatilgan. Gateway Semtech SX1302 LoRa konsentrator chipi bilan Wi-Fi va LTE/4G qayta uzatish aloqalarini o‘z ichiga oladi.

Radio aloqa uchun 863–870 MHz oralig‘ida 5 dBi kuchaytirishga ega ikkita GA01 ko‘p yo‘nalishli antenna ishlatilgan. SF12 va 125 kHz polosada gateway qabul qiluvchi sezgirligi −141 dBm deb berilgan.

Gateway va antennalar yer sathidan 2,7 dan 16 metrgacha sozlanadigan teleskopik alyuminiy ustunga o‘rnatilgan. Ustunni balandlatish relyef va o‘simliklarning ko‘rish chizig‘iga ta’sirini kamaytirishga qaratilgan.

Elektr tarmog‘i mavjud bo‘lmagan o‘rnatish nuqtalarida energiya quyidagi qismlar bilan ta’minlangan:

• 12 V va 80 Wp quvvatli quyosh paneli,
• 12 V va 100 Ah sig‘imli chuqur siklli AGM akkumulyator,
• MPPT quyosh zaryad regulyatori,
• Uskunani ko‘tarib turadigan va og‘irlashtirilgan asos vazifasini bajaradigan alyuminiy tayanch tuzilmasi.

Ustun yer qoziqlari va tortqi arqonlar bilan mustahkamlangan. Tadqiqotdagi uch o‘lchamli texnik chizma gateway, teleskopik ustun, quyosh paneli, zaryad regulyatori, akkumulyator va yerga ulanish elementlari bitta mustaqil stansiyada qanday birlashtirilganini ko‘rsatadi. Haqiqiy o‘rnatish fotosuratlarida tizim ochiq va shamolga ta’sirchan tog‘ tizmasida ishlashga moslab qurilgani ko‘rinadi.

Hayvon kuzatuv qurilmasi qanday loyihalangan?

Dala qamrovini o‘lchash uchun tadqiqotchilar ilgari ishlab chiqqan GNSS-LoRa kuzatuv qurilmalari ishlatilgan. Tizim Lilygo T-Beam ishlab chiqish platasi, NEO-M8M GNSS moduli, Semtech SX1276 asosidagi RFM95W LoRa uzatgichi, litiy-ion batareya va maxsus uch o‘lchamli bosilgan korpusdan iborat.

Korpus hayvon bo‘yinbog‘iga mahkamlash mumkin bo‘ladigan qilib loyihalangan. Antenna kuchaytirishi 1,2 dBi, uzatuvchi quvvati 14 dBm. Qurilma antennasi yerdan taxminan 60–70 cm balandlikda bo‘lishi qabul qilingan; bu taxminan qo‘y boshining balandligini ifodalaydi.

LoRa sozlamalari quyidagicha:

• Tarqalish omili: SF12.
• Polosa kengligi: 125 kHz.
• Kodlash nisbati: 4/5.
• Uzatuvchi quvvati: 14 dBm.

SF12 yuqori qabul qiluvchi sezgirligi va uzoq masofani ta’minlaydi. Buning evaziga paketning havoda qolish vaqtini va energiya sarfini oshiradi. Shu sabab tadqiqotning qamrov natijalarini pastroq tarqalish omillariga bevosita ko‘chirib bo‘lmaydi.

Gateway joylari qanday aniqlangan?

Simulyatsiyada hayvonlar foydalanishi kutilgan yaylov yuzasiga 25 ta virtual GNSS-LoRa birligi tarqatilgan. Birinchi bosqichda bitta gateway turli nuqtalarga joylashtirilsa, bu birliklarning nechta qismi qamrab olinishi hisoblangan.

Eng yuqori salohiyatli nuqtalar markaziy tog‘ tizmasi bo‘ylab to‘plangan. Bitta gateway uchun hisoblangan qamrov ulushlari simulyatsiyaning quyi chegarasi bo‘lgan %50 dan eng ko‘pi %72 gacha o‘zgargan. Hech bir bitta joylashuv ikki yaylovning barchasini yetarli darajada qamrab olmagan.

Yuqori qamrov salohiyatiga ega sharqiy nuqtalardan biri piyoda yetib borib bo‘lmagani sabab chiqarib tashlangan. Qolgan nomzod joylar kirish imkoniyati, uskuna tashish masofasi va gateway ma’lumotlarini serverga uzatishi uchun zarur uyali internet mavjudligi bo‘yicha joyida ko‘rib chiqilgan.

Keyingi iteratsiyalarda ikki gateway’ning birlashtirilgan qamrovi hisoblangan. Eng mos yechim ikkala stansiyani ham markaziy tizma ustida joylashtirish, ulardan birini asosan shimoliy, ikkinchisini esa janubiy yonbag‘irni qamrab olishga yo‘naltirish bo‘lgan.

Nega uchinchi gateway o‘rnatilmagan?

Ikki gateway’li simulyatsiyada yetarli bo‘lmagan qamrov hududlari sezilarli qisqargan. Qolgan eng aniq bo‘shliq shimoliy yaylovning shimoli-sharqiy qismida bo‘lgan. Tadqiqotchilar bu hudud hayvonlar tomonidan kam ishlatilishini va cheklangan maydonni qamrab olish uchun uchinchi stansiya o‘rnatish qo‘shimcha tashish, uskuna va texnik xizmat yukini oqlamasligini baholagan.

Bu qaror tarmoq texnik jihatdan butun yuzani to‘liq qamrab oladi degani emas. Tarmoq dizayni biologik foydalanish zichligi va logistika xarajatlari orasida ilovaga xos muvozanat o‘rnatgan.

Dala o‘rnatishining eng qiyin qismi nima bo‘lgan?

Har bir bazaviy stansiyaning og‘irligi taxminan 75 kilogramm. Avtomobil kirishi cheklanganligi sabab shimoliy va janubiy stansiya uskunalari mos ravishda taxminan 350 metr va 1.150 metr masofaga inson kuchi bilan tashilgan.

O‘rnatilgandan so‘ng quyosh energiyasi tizimi, internet qayta uzatish aloqasi va gateway’ning LoRa xabarlarini qabul qilib yozib olishi sinovdan o‘tkazilgan. Tadqiqot tog‘li IoT loyihalarida faqat radio qamrovi emas, balki stansiya og‘irligi va kirish masofasi ham asosiy dizayn mezoni ekanini ko‘rsatadi.

Dala qamrovi qanday o‘lchangan?

Tadqiqotchilar shimoliy va janubiy yaylovlar uchun ikkita namuna olish panjarasi yaratgan. Qo‘shni o‘lchov nuqtalari orasida 400 metr masofa qoldirilgan. Bu oraliq batafsilroq o‘lchov istagi bilan qiyin relyefda yurish uchun zarur inson mehnati o‘rtasidagi murosa sifatida tanlangan.

Ikki tadqiqotchi yetib bora olgan panjara nuqtalariga piyoda borgan va GNSS-LoRa kuzatuv qurilmasidan joylashuv ma’lumotini o‘z ichiga olgan uplink xabarlarini yuborgan. Gateway tomonida quyidagi ma’lumotlar qayd etilgan:

• GNSS koordinatasi,
• yuborish vaqti,
• qurilma identifikatori,
• xabarni qabul qilgan gateway identifikatori,
• qabul qilingan signal kuchi ko‘rsatkichi bo‘lgan RSSI.

Ayni xabar ikki gateway tomonidan qabul qilinganda har bir gateway uchun alohida RSSI yozuvi yaratilgan. Tadqiqotchilar, shuningdek, smartfon ilovasi orqali haqiqiy yurish joylashuvlarini qayd etib, qaysi panjara nuqtalariga yetib borilganini aniqlagan.

Bir o‘lchovni muayyan panjara tuguniga moslashtirish uchun yuborish joyi o‘sha nuqtadan ko‘pi bilan 150 metr uzoqlikda bo‘lishi kerak edi.

Nechta o‘lchov nuqtasiga borish imkoni bo‘lgan?

Ikki panjarada jami 57 ta maqsad nuqta mavjud. Ularning 44 tasiga muvaffaqiyatli tashrif buyurilgan, 13 tasiga esa yetib borilmagan. Yetib bo‘lmagan nuqtalar tik, sirpanchiq yoki beqaror relyef sharoitida joylashgani sabab bevosita qamrov o‘lchovi bajarilmagan.

Bu holat muhim: tadqiqotdagi “5,77 km² qamrov” iborasi butun yuzada uzluksiz tasdiqlangan aloqa degani emas. Hududning katta qismida o‘lchov o‘tkazilgan, ammo yetib borilmagan va qamrovi cheklangan qismlar saqlanib qolgan.

Shimoliy gateway’ning dala ko‘rsatkichi qanday?

Shimoliy gateway shimoliy boqish maydonining katta qismida kuchli RSSI qiymatlarini ta’minlagan. Janubiy yaylovda esa simulyatsiya ko‘p joylarda juda cheklangan yoki umuman qamrov bo‘lmasligini kutgan.

Shunga qaramay dala kampaniyasida janubiy yaylovda tashrif buyurilgan 18 nuqtaning 11 tasidan shimoliy gateway’ga xabar yetib kelgan. Ushbu yozuvlarning 10 tasida median RSSI −115 dBm dan past bo‘lgani sabab kutilmagan ulanishlarning katta qismi zaif signal sharoitida yuz bergan.

Shimoliy gateway uchun jami 206 RSSI namunasi qayd etilgan, 35 nuqta qamrab olingan, 24 bashorat to‘g‘ri chiqqan, bitta yolg‘on musbat va 10 ta yolg‘on manfiy aniqlangan.

Janubiy gateway’ning dala ko‘rsatkichi qanday?

Janubiy gateway janubiy yaylovning katta qismini qamrab olgan va shimoliy yaylovning ayrim qismlariga ham yetib borgan. Shimoldagi signal darajasi ko‘pincha shimoliy gateway’nikidan past bo‘lsa-da, bu qo‘shimcha qamrov ikki stansiyali tarmoqning zaxiraliligini oshirgan.

Janubiy gateway uchun 286 RSSI namunasi qayd etilgan, 43 nuqta qamrab olingan va 40 bashorat to‘g‘ri chiqqan. Yolg‘on musbat kuzatilmagan, uchta yolg‘on manfiy bashorat yuz bergan. Bu nuqtalarning ikkitasida median RSSI −120 dBm dan past, boshqasida esa −119 dBm bo‘lgan.

Ikki gateway birgalikda ishlatilganda nima o‘zgargan?

Birlashtirilgan konfiguratsiyada xabarni ikki gateway’dan hech bo‘lmaganda bittasi qabul qilishi yetarli deb hisoblangan. Jami 492 ta gateway-xabar RSSI yozuvi baholangan.

Birlashtirilgan tarmoqda 43 tashrif nuqtasidan signal olingan. Bashoratlarning 41 tasi to‘g‘ri chiqqan, yolg‘on musbat kuzatilmagan va ikkita yolg‘on manfiy qayd etilgan. Shu tariqa bitta gateway’da relyef soyalanishi sabab yuzaga keladigan muammolarning muhim qismi ikkinchi stansiyaning to‘ldiruvchi qamrovi bilan bartaraf etilgan.

Ikki gateway’ning hissasi faqat qamrov maydonini kengaytirishdan iborat emas. Ayni xabar ikki alohida stansiyaga yetib borishi, ulanishlardan biri vaqtincha zaiflashganda yoki bitta stansiyaning ko‘rish chizig‘i to‘silganda zaxira qabul yo‘lini yaratadi.

Simulyatsiyalar haqiqiy qamrov bilan qanchalik mos kelgan?

Umuman olganda, dala natijalari simulyatsiyalar bashorat qilgan geografik taqsimot bilan mos kelgan. Shimoliy gateway shimoliy yaylovda, janubiy gateway esa janubiy yaylovda kuchliroq ishlagan; markaziy tizma va qarama-qarshi yonbag‘irlarning signalni to‘sish ta’siri ham simulyatsiyalarda, ham o‘lchovlarda kuzatilgan.

Model ko‘pincha haqiqiy qamrov maydonini biroz past baholagan. Tadqiqotchilar bu konservativ tendensiyani tarmoq rejalashtirishda haddan tashqari optimistik bashoratga qaraganda xavfsizroq deb hisoblagan. Kutilganidan yaxshiroq chiqqan ulanishlarning aksariyati past RSSI qiymatlarida va qabul qiluvchi chegarasiga yaqin sharoitlarda qayd etilgan.

Yagona aniq yolg‘on musbat holat shimoliy gateway xaritasida, simulyatsiya yuqori fade margin kutgan, ammo dala xabari olinmagan nuqtada yuz bergan. Tadqiqot bu bitta xatoning aniq sababini aniqlamagan.

RSSI nimani ko‘rsatadi?

RSSI gateway’ga yetib kelgan radio signal kuchini dBm birlikda ko‘rsatadi. Qiymat nolga yaqinlashgan sari signal kuchliroq bo‘ladi. Masalan, −100 dBm −120 dBm dan kuchli signalni bildiradi.

Dala xaritalarida o‘lchovlar quyidagi sinflarga ajratilgan:

• −100 dBm dan kuchli,
• −105 dan −100 dBm gacha,
• −110 dan −105 dBm gacha,
• −115 dan −110 dBm gacha,
• −120 dan −115 dBm gacha,
• −120 dBm dan zaif.

Past RSSI qiymatida bitta xabarni bir marta qabul qilish o‘sha nuqtada uzluksiz va ishonchli aloqa borligini o‘zi isbotlamaydi. Uzoq muddatli paket yetkazish koeffitsiyenti, ob-havo sharoiti va hayvon tanasining yo‘nalishi kabi o‘zgaruvchilar alohida baholanishi kerak.

Hayvon harakati qamrov bo‘shliqlariga qanday ta’sir qilishi mumkin?

Hayvon kuzatuv ilovalarida har bir xabarni darhol olish har doim ham shart emas. Qo‘y vaqtincha ko‘r nuqtaga kirganda bir nechta xabar yo‘qolishi mumkin; hayvon harakatlanib yana qamrov hududiga chiqqanda keyingi joylashuvlar olinishi mumkin.

Shu sabab tadqiqotchilar cheklangan paket yo‘qotilishini hayvon kuzatuvi nuqtai nazaridan maqbul deb hisoblagan. Biroq tadqiqot haqiqiy qo‘ylarning harakatidan olingan uzoq muddatli paket yo‘qotilishi ma’lumotini taqdim etmaydi. Bu baho ilovaning kutilayotgan ishlash shakliga asoslangan.

Tadqiqot cho‘ponlarning aloqasini bevosita ko‘rsatganmi?

Yo‘q. Sarlavhada hayvonlar va cho‘ponlarni ulash haqida gapirilgan bo‘lsa-da, dala tekshiruvining asosiy natijasi LoRa’dan foydalanuvchi mobil sensorlarning gateway’larga ulanishidir. Cho‘ponlarning ovozli aloqasi, xabar almashishi, internetdan foydalanishi yoki favqulodda aloqa alohida foydalanuvchi tajribasida o‘lchanmagan.

Gateway’larda Wi-Fi va LTE/4G qismlarining mavjudligi kelajakda mahalliy foydalanuvchi xizmatlarini yaratishga imkon berishi mumkin. Biroq mavjud natijalar ushbu xizmatlarning qamrovi, sig‘imi yoki ishonchliligini tasdiqlamaydi.

Tadqiqotning Turkiya uchun ma’nosi nima?

Turkiyadagi Toroslar, Sharqiy Anadolu, Qora dengiz yaylovlari va baland tog‘ yaylov tizimlari ham shunga o‘xshash notekis topografiya, siyrak infratuzilma va uzilib turadigan uyali qamrov muammolariga ega bo‘lishi mumkin. Tadqiqotda taqdim etilgan asosiy usul Turkiyada quriladigan tarmoq uchun tayyor qamrov xaritasini bermaydi; biroq o‘rnatish rejasini qaysi bosqichlarda tuzish mumkinligi haqida amaliy asos taklif qiladi.

Turkiyada amalga oshiriladigan loyiha uchun mahalliy raqamli balandlik modeli, o‘simlik qoplami, chastota qoidalari, gateway antenna xususiyatlari, podalarning haqiqiy harakat yo‘llari, yaylov yo‘llari, energiya ishlab chiqarish va mobil qayta uzatish imkoniyati qayta modellashtirilishi kerak. Fransiya Alp tog‘larida aniqlangan ikki gateway joylashuvi yoki olingan RSSI qiymatlarini Turkiyadagi hududga bevosita ko‘chirib bo‘lmaydi.

Usulning eng muhim ko‘chirilishi mumkin bo‘lgan jihati og‘ir uskunani dalaga olib chiqishdan oldin ehtimoliy nuqtalarni kompyuterda saralash imkonidir. Bu yondashuv, ayniqsa gateway avtomobil yo‘lidan uzoqda o‘rnatilishi kerak bo‘lgan yaylovlarda o‘rnatish xarajatini va muvaffaqiyatsiz joy tanlash xavfini kamaytirishi mumkin.

Tadqiqot qo‘llab-quvvatlaydigan natijalar

• Bitta gateway qarama-qarshi ikki yonbag‘irdagi barcha yaylov maydonini yetarli darajada qamrab olmagan.
• ITM asosidagi simulyatsiyalar yuqori qamrov salohiyatiga ega markaziy tizma nuqtalarini aniqlay olgan.
• Ikki gateway’li tuzilma shimoliy va janubiy yaylov qamrovini bir-birini to‘ldiradigan tarzda kengaytirgan.
• Birlashtirilgan konfiguratsiya 43 o‘lchov nuqtasidan xabar olgan va dala natijalarida faqat ikkita yolg‘on manfiy bergan.
• Simulyatsiyalarning geografik qamrov naqshi dala o‘lchovlari bilan umuman mos kelgan.
• Model ko‘pincha haqiqiy qamrovni past baholab, konservativ ishlagan.
• Quyosh energiyasidagi mustaqil gateway’lar elektr tarmog‘i bo‘lmagan tog‘li nuqtalarda ishlatilgan.
• Ikkinchi gateway qamrovni kengaytirish bilan birga ulanish zaxiraliligini ham ta’minlagan.

Tadqiqot isbotlamaydigan natijalar

• Butun 5,77 km² maydonning har nuqtasida uzluksiz qamrov mavjudligi ko‘rsatilmagan.
• Yetib borilmagan 13 namuna nuqtasining qamrovi bevosita o‘lchanmagan.
• Dala tekshiruvi haqiqiy qo‘ylarning uzoq muddatli harakatlari bilan o‘tkazilmagan.
• Kunlik yoki mavsumiy paket yetkazish koeffitsiyenti, tarmoq sig‘imi va paket to‘qnashuvi o‘rganilmagan.
• Haqiqiy batareya ishlash muddati va hayvonga taqilgan antennaning tana tomonidan soyalanishi o‘lchanmagan.
• Yomg‘ir, qor, tuman, zich o‘simlik va qish sharoitlarining ta’siri baholanmagan.
• Gateway’ning uzoq muddatli quyosh energiyasi avtonomligi sonli ravishda hisobot qilinmagan.
• Cho‘ponlarning bevosita internet yoki aloqa ko‘rsatkichi sinalmagan.
• Tizimning umumiy o‘rnatish, ishlatish va texnik xizmat xarajati hisoblanmagan.
• SF12 dan boshqa LoRa sozlamalarining qamrov va energiya sarfi taqqoslanmagan.
• Natijalar boshqa tog‘li hududlarda ayni gateway soni va joylashuvi bilan takrorlanishi ko‘rsatilmagan.

Kelajakda qanday tadqiqotlar o‘tkazilishi kerak?

Keyingi bosqichda kuzatuv qurilmalari haqiqiy hayvonlarga taqilib, haftalar yoki oylar davomida ishlatilishi kerak. Bunday tajriba paket yetkazish koeffitsiyenti, harakatdagi antenna yo‘nalishi, hayvon tanasining radio signalga ta’siri, batareya ishlash muddati va ulanishning kun davomida o‘zgarishini ko‘rsatishi mumkin.

Yetib bo‘lmaydigan hududlarni uchuvchisiz havo vositalari bilan o‘lchash dala tekshiruvining fazoviy aniqligini oshirishi mumkin. Yuqori aniqlikdagi LiDAR balandlik va o‘simlik ma’lumotlaridan foydalanish ham kichik tizmalar, chuqurliklar va mahalliy to‘siqlarni modelga aniqroq kiritishni ta’minlashi mumkin.

Turli tarqalish omillari, adaptiv ma’lumot tezligi, turli antenna balandliklari va yengilroq gateway dizaynlari birgalikda o‘rganilishi kerak. Ayniqsa 75 kilogrammlik stansiyalarni bir kilometrdan ortiq masofaga tashish tizimni keng joriy etish oldidagi muhim amaliy cheklovlardan biridir.

Tadqiqot usuli va topilmalari

Tadqiqot dizaynining xulosasi

Gateway uskunasi

GNSS-LoRa kuzatuv qurilmasi

Simulyatsiya parametrlari

Dala tekshiruvi parametrlari

Asosiy qamrov natijalari

Topilmalarning dalil darajasi

Uslubiy cheklovlar

• Faqat SF12, 125 kHz va 4/5 kodlash nisbati ishlatilgan.
• SF12 yuqori sezgirlik bersa-da, energiya sarfi va kanal band bo‘lish vaqtini oshiradi.
• Namuna olish panjarasining 400 metrlik oralig‘i kichik qamrov bo‘shliqlarini ko‘rsatmasligi mumkin.
• O‘n uchta nuqtaga relyef xavfsizligi sabab tashrif buyurilmagan.
• Relyef balandligi taxminan 30 metr, yer qoplami esa taxminan 100 metr aniqlikda.
• O‘simlik qoplami va kichik topografik tuzilmalarning ta’siri modelda to‘liq ifodalanmasligi mumkin.
• Dala o‘lchovlari yoz davriga tegishli.
• O‘lchovlar haqiqiy poda harakatlari o‘rniga piyoda tadqiqotchilar bilan bajarilgan.
• Paket yetkazish koeffitsiyenti, kechikish, tarmoq sig‘imi va bir vaqtdagi qurilmalar soni baholanmagan.
• Gateway’larning uzoq muddatli texnik xizmat va energiya avtonomligi sinalmagan.
• Iqtisodiy xarajat yoki muqobil aloqa texnologiyalari bilan xarajat taqqoslash bajarilmagan.
• Natijalar faqat bitta tog‘li hudud va ikki gateway o‘rnatilishi asosida olingan.

Manba va usul eslatmasi

Tadqiqotning to‘liq asl nomi:Simulation-guided LoRaWAN deployment to connect livestock and shepherds in mountainous areas

Mualliflar va tartibi: Théo Kriszt, Gaëlle Besche, Eliel González-García va Jean-Baptiste Menassol.

Teng hissa ma’lumoti: Tadqiqotda teng birinchi mualliflik yoki teng hissa bayonoti yo‘q.

Mas’ul muallif: Jean-Baptiste Menassol; jean-baptiste.menassol@supagro.fr.

Muassasa: INRAE, CIRAD, L’Institut Agro Montpellier University, UMR SELMET, F-34000 Montpellier, France.

DOI: 10.2139/ssrn.6837409.

Jurnal: Tadqiqot peer-reviewed jurnalda nashr etilgani yoki qabul qilingani tasdiqlanmagan.

Nashr platformasi: SSRN.

Asl nashriyot: Ko‘rib chiqilgan versiya uchun peer-reviewed jurnal nashriyoti yo‘q; tadqiqot SSRN’da preprint sifatida taqdim etilgan.

Nashr sanasi: 27 May 2026.

Manba turi: ITM asosidagi radio tarqalish simulyatsiyasi, jismoniy LoRaWAN gateway o‘rnatilishi va piyoda dala o‘lchovlarini birlashtirgan amaliy muhandislik preprinti.

Peer-review holati: Ushbu tadqiqot peer review’dan o‘tmagan. Natijalarni mustaqil hakam ko‘rigi va turli hududlarda takrorlashsiz umumiy o‘rnatish standarti sifatida baholamaslik kerak.

Rasmiy havola:SSRN rasmiy tadqiqot yozuvi

Ma’lumotlarga kirish: Mualliflar tahlil skriptlari, xom ma’lumotlar va yaratilgan rasmlar ochiq GitHub repozitoriysida mavjudligini bildirgan.

Moliyalashtirish: Tadqiqot Yevropa Ittifoqi Horizon 2020 tadqiqot va innovatsiya dasturidagi TechCare loyihasi tomonidan 862050 raqamli grant doirasida qo‘llab-quvvatlangan. Théo Krisztning doktorantura stipendiyasi L’Institut Agro Montpellier tomonidan ta’minlangan; Région Occitanie va CPER dasturi tomonidan birgalikda moliyalashtirilgan.

Muallif hissalari: Théo Kriszt konseptualizatsiya, ma’lumotlarni kuratsiya qilish, formal tahlil, tadqiqot, usul, resurslar, dasturiy ta’minot, nazorat, tekshirish, vizualizatsiya va yozish vazifalarini; Gaëlle Besche tadqiqot va resurs vazifalarini; Eliel González-García moliyalashtirish va loyiha boshqaruvini; Jean-Baptiste Menassol konseptualizatsiya, moliyalashtirish, tadqiqot, usul, loyiha boshqaruvi, resurslar, nazorat, tekshirish va yozish vazifalarini bajargan.

Manfaatlar to‘qnashuvi: Mualliflar tadqiqotga ta’sir qilishi mumkin bo‘lgan ma’lum moliyaviy manfaat yoki shaxsiy munosabat haqida xabar bermagan.

Ushbu o‘zbekcha maqola tadqiqot matni, uskuna jadvallari, sun’iy yo‘ldosh va topografiya xaritalari, gateway va GNSS kuzatuv qurilmasi chizmalari, simulyatsiya qamrov xaritalari, dala fotosuratlari, RSSI taqsimotlari va bashorat aniqligi jadvali ko‘rib chiqilib tayyorlangan. Ilmiy mazmun yuklangan tadqiqot bilan cheklangan; manba identifikatorini tasdiqlashdan tashqari tashqaridan yangi ilmiy topilma qo‘shilmagan.

Tadqiqotning eng muhim qamrov cheklovi shundaki, sarlavhadagi hayvonlar va cho‘ponlarni ulash maqsadining barcha jihatlari sinalmagan. Haqiqiy podalarda uzoq muddatli kuzatuv, cho‘ponlarga mo‘ljallangan bevosita aloqa xizmati, mavsumiy tarmoq barqarorligi, haqiqiy batareya ishlash muddati va iqtisodiy maqsadga muvofiqlik baholanmagan. Tadqiqot asosan gateway joy tanlash bilan simulyatsiya–dala qamrovi mosligini ko‘rsatadi.