Идея возникла на острове Большой Жужмуй, что в Белом море. Прибыв туда для проведения эксперимента по распространению поверхностной радиоволны, мы обнаружили, что на острове есть ещё несколько человек, прибывших на добычу морских водорослей. Этим простым русским мужикам, живущим на море, хлеб даётся не легко. С утра они косят в море водоросли и сушат их то на вешалах на солнце, то в протопленной избе. Им важно знать, какая прогнозируется погода.
Сотовая связь и интернет уже не доступны, радиовещания тоже никакого нет, на спутниковый телефон, увы, не заработали. И узнав, что у меня есть с собой коротковолновая радиостанция, мужики попросили меня как-нибудь узнать прогноз погоды с Большой земли. Мне это не составило труда, так как радиосвязь в режиме КВпейджера у меня уже была налажена с Игорем RU3DDX, и мы несколько раз в день обменивались информацией. Поэтому получить от него прогноз погоды на ближайшие сутки не составило труда. Мужики были счастливы! Теперь они знали, что лодки лучше перегнать на западный берег, чтобы укрыть их от надвигающегося шторма с открытого моря.
После этого случая я решил, что было бы полезно сделать автоматический радиоинформатор, благо подходящий протокол передачи уже имеется.
Это программно-аппаратный комплекс, состоящий из базовой станции и абонентских терминалов.
Суть системы в том, что пользователь абонентской станции, находящийся в дикой природе, может отправлять запрос прогноза погоды для своей или любой другой географической точки, и получать ответ от базовой станции погодного информатора .
Базовая станция должна иметь подключение к интернету, благодаря которому она делает запрос на специальный погодный сервер, например https://openweathermap.org/. Назвав ему интересующие географические координаты на планете, через несколько секунд получает ответ в виде API файла. Дальше этот файл преобразуется в текстовый формат и передаётся по эфиру получателю по IFSK протоколу PS-18. Сотовая связь для связи с абонентом не требуется, всё происходит по радиоканалу на диапазоне 27 МГц, радиолюбительских частотах или любом другом лицензионном или безлицензионном диапазоне.
Структурная схема
Аппаратура базовой станции
Радиостанция
Так как данная система может широко применяться в народном хозяйстве, то для создания радиоканала вполне подойдёт безлицензионный диапазон 27 МГц. Конечно, на коротких волнах дальность получится больше, но требование по лицензированию сильно ограничивают их использование.
Вы можете применить любую ЧМ радиостанцию гражданского диапазона. Но лучше, если это будет радиостанция с SSB. Амплитудная модуляция даст худшие результаты.
Антенна и фидер нужны любой радиостанции для передачи сигналов в эфир. Антенн существует большое множество, как направленных так и с круговой диаграммой направленности. Поэтому лучше посоветоваться со специалистами при выборе антенны исходя из ваших конкретных условий. Нужно не забывать, что на 27 МГц дальность зависит в основном от высоты установки антенны. Антенна должна быть согласована с фидером-кабелем, которым она подключается к радиостанции.
Смартфон или планшет с платформой Android необходим в качестве компьютера, который будет кодировать и декодировать принятые сигналы, отображать на экране результаты и определять географические координаты по спутникам GPS.
Интерфейс нужен для подключения смартфона к радиостанции, снятия полезного сигнала на микрофонный вход телефона и подачи сигнала с его динамика на передатчик радиостанции. А также для управления режимами приёма и передачи радиостанции.
Приложение для смартфона разработано компанией DX soft из Новосибирска и называется hFpWeather100ng.apk
Подробное описание находится тут
Блок питания для радиостанции необходимо выбирать исходя из мощности радиостанции. В диапазоне 27 МГц регламентированная мощность 10 Ватт, поэтому блок питания 12 вольт с током в 3 А будет достаточен. Не следует применять импульсные блоки питания на основе ШИМ, имеющие высокую помеховую составляющую в своей схеме, применяйте старые-добрые трансформаторные источники.
Абонентский терминал может состоять из такого же оборудования, как и базовая станция. Но может быть и в мобильной версии с автомобильной антенной, а также в походном варианте, состоящей из радиостанции Штурман-180 и внешней антенной
VD0-CB. Для подключения радиостанции к смартфону необходим также кабельный интерфейс , например RAKIS-5.
Скорость передачи лучше применять максимальную 48 Бод, но если дальность до базовой станции велика, то придётся пожертвовать скоростью и принимать сигнал дольше по времени.
Мощность для диапазона 27 МГц лимитирована как 4 Ватта в FM и 10 Ватт в SSB, поэтому все указанные параметры приводятся относительно этих мощностей.
Антенны для стационарных условий лучше применять полноразерные, например полуволновые вертикальные штыри или 5/8 длины волны. Ещё лучше применять направленные антенны, например "вибратор Харченко». Во всех случаях нужно применять именно вертикальную поляризацию.
Стоимость будет варьироваться от цены приобретённых вами радиостанций, смартфонов, антенн, блоков питания и кабелей. Неизменной остаётся только стоимость софта. Цены можно узнать при заказе оборудования, так как сейчас на рынке всё очень не стабильно.
Связь симплексная, то есть если частота занята другим пользователем, то выполнить запрос и получить ответ возможно только после освобождения частоты
Дальность действия в диапазоне 27 МГц в режиме FM и мощности 10 Ватт- до 50 км в лесной местности при условии установки антенн около 10 м. В режиме излучения SSB и мощности 25 Ватт, дальность вырастает до 80-100 км. На море увеличивается до 200 км.
На коротких волнах, например диапазоне 80 м, при мощности 5 Ватт дальность составляет 50-300 км в дневное время. Обязательное условие-отсутствие электромагнитных помех в местах установки антенн.
Для обмена по радиоканалу используется протокол PS-18 на базе IFSK модуляции (КВпейджер).
Скорости радиообмена от 1,46 до 46,88 Бода.
Базовая станция, получив команду и координаты от абонентской станции, производит запрос и получает данные с сервера openweathermap.org
Возможные варианты запроса и получения информации:
-погода на данный момент времени;
-ежедневный прогноз посуточный на конкретный день недели;
-ежедневный прогноз сразу на всю неделю;
-почасовой прогноз на двое ближайших суток на любой выбранный период от 0 до 47 часов.
Также получение предупреждения о погодных аномалиях.
Для запроса прогноза достаточно отправить команду, например =x55.81516,37.80144,1,2
Пример полученного прогноза выглядит так:
Посуточный прогноз 6/7:
Широта: 57.6405
Долгота: 38.5075
Время: 16.05.2021 09:00 UTC
Температура: 14.0...22.3 °C
Давление: 1007 hPa
Влажность: 61%
Точка росы: 12.9 °C
Облачность: 90%
Вероятность осадков: 100%
Уровень дождя: 3.01 mm
Скорость ветра: 4.6 m/s
Порывы ветра: 8.7 m/s
Направление ветра: 221°
Погода: Легкий дождь
Возможные варианты запроса и получения информации:
-погода на данный момент времени;
-ежедневный прогноз посуточный на конкретный день текущей недели;
-ежедневный прогноз сразу на всю текущую неделю;
-почасовой прогноз на двое ближайших суток на любой выбранный период от 0 до 47 часов.
Также получение предупреждения о погодных аномалиях