انطلقت تقنية الاتصالات اللاسلكية في السوق لأنها توفر الراحة والمرونة للأجهزة والشبكات الإلكترونية, ولا يتطلب تركيبها كابلات وأسلاك باهظة الثمن. الجيش, صناعة, الزراعة, الأجهزة المنزلية والعديد من الصناعات الأخرى بحاجة إلى استخدام تكنولوجيا الاتصالات اللاسلكية. وتتطلب كل صناعة خصائص تقنية مختلفة بسبب استخدامها وبيئتها. تتمتع كل من تقنية الاتصالات اللاسلكية قصيرة المدى وتكنولوجيا الاتصالات اللاسلكية بعيدة المدى بخصائصها الخاصة. يحتاج المطورون إلى اختيار تقنيات مختلفة لتطبيقاتهم. في هذه المقالة, سنناقش بعمق الاختلافات بين تقنية الاتصالات اللاسلكية قصيرة المدى وتكنولوجيا الاتصالات اللاسلكية طويلة المدى. وتساعدك على تحديد التقنيات والحلول اللاسلكية المناسبة لك.
تكنولوجيا الاتصالات اللاسلكية قصيرة المدى
تقنية الاتصالات اللاسلكية قصيرة المسافة هي بروتوكول شبكة يتم من خلاله توصيل العقد البعيدة عبر مسافات قصيرة جدًا. يمكن للاتصالات اللاسلكية قصيرة المدى أن تقلل من الطاقة, الصوت, الحرارة, والتكلفة. كما تحتوي على مجموعة واسعة من السيناريوهات, التقنيات, والمتطلبات, مما يجعلها الحل الأمثل لأتمتة المباني التجارية, استشعار الاحتباس الحراري عالي الكثافة, ومراقبة الطاقة السكنية. يتم تنفيذ معظمها في شكل صغير, IC منخفضة التكلفة أو وحدات توصيل كاملة. نحدد تقنية الاتصالات اللاسلكية قصيرة المدى على أنها النظام الذي يوفر اتصالاً لاسلكيًا في نطاق التفاعل المحلي وندرجه في عدة أنواع لكي تفهمها.
12 أنواع تقنيات الاتصالات اللاسلكية قصيرة المدى
- بلوتوث
- خلوي
- واي فاي
- زيجبي
- UWB
- و
- IEEE
- فرقة ISM
- بالقرب اتصالات الميدان
- تتفاعل
- 6LoWPAN
- ض- لوح
بلوتوث
بلوتوث هي تقنية اتصالات لاسلكية قصيرة المدى تعتمد على IEEE 802.5.1 اساسي, الذي يستهلك طاقة أقل من WiFi. تم تخصيص تقنية Bluetooth في الأصل لنقل البيانات من جهاز كمبيوتر شخصي إلى أجهزة طرفية مثل الماوس, لوحة المفاتيح, طابعة, الهاتف الخلوي, سماعة, المساعد الرقمي الشخصي, إلخ. لهذه الأنواع من التطبيقات, بلوتوث يسمى WPAN(شبكة المنطقة الشخصية اللاسلكية). تستخدم تقنية Bluetooth هيكل شبكة نجمي يسمح لشبكة بسيطة تتكون من سبعة أجهزة بالاتصال بنقطة وصول واحدة.
يعمل البلوتوث في 2.4 نطاق Hz ISM ويتم تشكيله باستخدام طيف انتشار قفز التردد مع GFSK, DQPSK التفاضلي, أو (8DPSK. إجمالي معدل البيانات الأساسية هو 1 ميجابت / ثانية لـ GFSK, 2ميغابت / ثانية لـ DQPSK, و 3 ميجابت / ثانية لـ 8 DPSK. هناك أيضا 3 مستويات الطاقة 0 ديسيبل (1 ميغاواط), 4 ديسيبل (2.5 ميغاواط) و 20 ديسيبل (100 ميغاواط), التي تحدد المسافة بشكل أساسي. المسافة القياسية حوالي عشرة أمتار مع أقصى قوة تزيد 100 متر ولها مسار واضح.
ال وحدة بلوتوث من MOKOSMART يدمج بروتوكول BLE. تعد BLE طريقة بسيطة لتكوين الوحدات النمطية وتسجيل البيانات من إشارات المواقع الثابتة وأجهزة الاستشعار اللاسلكية التي تعمل بالبطارية. نطاقات الاتصالات 300 قدم أو أقل, ولحسن الحظ, يستخدم القليل من القوة, هذا هو السبب في أنه بروتوكول ثانوي جيد لحلول إنترنت الأشياء.
Wi-Fi
Wi-fi هي تقنية اتصالات لاسلكية قصيرة المدى تعتمد على IEEE 802.11 معيار السلسلة. يستخدم بشكل شائع في أجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المكتبية, تلفزيونات ذكية, الهواتف الذكية, طائرات بدون طيار, مكبرات الصوت الذكية, الطابعات والسيارات. تتمتع نطاقات Wi-fi بقدرة امتصاص عالية جدًا وهي الأنسب للاستخدام في خط البصر. العديد من العقبات المشتركة, مثل الجدران, الأجهزة المنزلية, إلخ, قد يقلل بشكل كبير من النطاق. ومع ذلك, كما أنه يساعد على تقليل التداخل بين الشبكات المختلفة.
يعمل معيار IEEE 802.11a بسرعة 5 جيجاهرتز بمعدل بيانات أقصى يبلغ 54 ميجابت في الثانية. تعمل IEEE 802.11b و IEEE 802.11g بسرعة 2.4 جيجاهرتز مع معدلات نقل بيانات قصوى تبلغ 11 ميجابت في الثانية و 54 ميجابت في الثانية, على التوالى. بالاضافة, هناك عدة نطاقات تردد لاسلكية مختلفة متاحة لاتصالات WiFi:900 ميغاهيرتز, 2.4 غيغاهرتز, 5 غيغاهرتز, 5.9 جيجاهرتز و 60 نطاقات جيجاهرتز. كل نطاق مقسم إلى قنوات متعددة. كل دولة لديها لوائحها الخاصة على القنوات المسموح بها. كما يستخدم نطاق نطاق ISM على نطاق واسع.
يمكن تشغيل وحدة Wi-Fi المدمجة مع أي محطة أساسية قريبة ولديها نطاق Wi-Fi قياسي يصل إلى 300 قدم مع إنتاجية عالية. يؤدي هذا جزئيًا إلى تعويض تعقيد التكوين الإضافي لشبكة Wi-Fi والتكلفة الإضافية لمزيد من البروتوكولات المتعطشة للطاقة, مما يجعلها مثالية لإضافة الأجهزة إلى شبكة موجودة. فقط تأكد من أن خطة التحضير الخاصة بك تتضمن موارد كبيرة لإدارة إعدادات المصادقة المتعددة بمرور الوقت.
زيجبي
ZigBee هو بروتوكول اتصال لاسلكي قصير المدى يعتمد على IEEE 802.15.4. يتم استخدامه لإنشاء شبكات PAN بأجهزة راديو رقمية منخفضة الطاقة وصغيرة الحجم أرخص من شبكات المنطقة الشخصية اللاسلكية الأخرى (Wpans) مثل Bluetooth أو Wi-Fi ويمكن استخدامها لأتمتة المنزل وجمع بيانات الأجهزة الطبية. تشمل التطبيقات أنظمة إدارة حركة المرور, مفاتيح الإضاءة اللاسلكية, عدادات الكهرباء مع شاشات المنزل, وغيرها من الأجهزة التي تتطلب مدى قصير, نقل البيانات لاسلكيًا بمعدل منخفض. في تلخيص, زيجبي قوة منخفضة, معدل البيانات المنخفض, مسافة قريبة (هذا هو, المجال الشخصي) شبكة لاسلكية.
تعمل هذه المواصفة القياسية في نطاقات ISM غير المرخصة لـ 2.4 إلى 2.4835 غيغاهرتز(في جميع أنحاء العالم), 902 إلى 928 ميغاهيرتز(الولايات المتحدة الأمريكية وأستراليا), و 868 إلى 868.6 ميغاهيرتز(أوروبا). ال 16 القنوات المخصصة في 2.4 النطاق جيجاهرتز و 5 MHz بعيدا, على الرغم من أن كل قناة تستخدم عرض النطاق الترددي 2 ميجا هرتز فقط. يستخدم الراديو تشفير الطيف المنتشر بالتتابع المباشر. الدفق الرقمي يدير هذا في المغير. يتم تشغيل BPSK في 868 و 915 نطاقات MHz, ويتم تشغيل OQPSK في 2.4 نطاق جيجاهرتز, يحيل 2 بت لكل رمز.
معدل البيانات اللاسلكية الخام لـ 2.4 نطاق جيجاهرتز هو 250 كيلو بت / ثانية لكل قناة, ال 915 نطاق MHz 40 كيلو بت / ثانية لكل قناة, و ال 868 نطاق MHz 20 كيلو بت / ثانية. للتطبيقات الداخلية, 2.4 نطاق الإرسال جيجاهرتز هو 10-20 أمتار.
UWB
النطاق العريض الفائق (UWB) هي تقنية اتصالات لاسلكية قصيرة المدى حددها تحالف WiMedia. يمكنه استخدام استهلاك طاقة منخفض للغاية لتجنب التداخل في نطاق التردد المحدد لـ 3.1 ~ 10.6 GHZ للمدى القصير, اتصال عالي النطاق. أقصى مسافة اتصال حوالي عشرة أمتار. في معظم التطبيقات, النطاق أقل من بضعة أمتار. نطاق التردد مقسم إلى عدة قنوات عريضة 528 ميجا هرتز. يتراوح معدل البيانات من 53 ميجابت / ثانية إلى 480 ميجابت / ثانية. يوفر Uwb بشكل أساسي اتصالات بيانات عالية السرعة لأجهزة التلفزيون, الكاميرات, أجهزة الكمبيوتر المحمولة,إلخ. تركز التطبيقات الحديثة على جمع بيانات المستشعر, تطبيقات التتبع, وتحديد المواقع بدقة. على عكس انتشار الطيف, لا يؤثر وضع الإرسال في UWB على الإرسال التقليدي للنطاق الضيق والحامل في نفس نطاق التردد.
و
تعتمد الأشعة تحت الحمراء اللاسلكية على تردد منخفض, اتصال ضوء غير مرئي بدلاً من الراديو. نطاق الطول الموجي الرئيسي هو 850 ~ 940 ميكرومتر. يستخدم الباعث الصمام الثنائي الباعث للضوء بالأشعة تحت الحمراء, يستخدم جهاز الاستقبال كاشف ومكبر للصوت بصمام ثنائي. غالبًا ما يتم تعديل الموجات الضوئية بإشارات عالية التردد, والتي بدورها مشفرة ومعدلة للإرسال.
IrDA هو معيار منفصل لنقل البيانات. تحتفظ جمعية بيانات الأشعة تحت الحمراء بمواصفاتها. المعدل المتزايد يتراوح من 9.6 إلى 115.2 كيلوبت / ثانية, بما في ذلك 4 ميجابت / ثانية, 16ميغابايت / ثانية, 96ميغابايت / ثانية, و 512 ميجابت / ثانية إلى 1 جيجابت / ثانية. معايير جديدة لـ 5 ومعدلات 10 جيجابت / ثانية قيد التطوير, بنطاقات تقل عن متر.
يتمتع IR بالعديد من الفوائد الرئيسية. أول, لأنه ضوء وليس موجات راديو, ليست عرضة لأي شكل من أشكال التداخل اللاسلكي. ثانيا, من الصعب اعتراض إشارته أو محاكاة ساخرة, لذلك فهو آمن للغاية.
كان التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء يستخدم على نطاق واسع في الطابعات, أجهزة الكمبيوتر المحمولة والكاميرات. تم استبداله إلى حد كبير بالبلوتوث, Wi-Fi وغيرها من تقنيات الاتصالات اللاسلكية قصيرة المدى. هذا يسمح بوقت أكثر دقة لتسليم البضائع ورؤية العبور, لا يزال جهاز التحكم عن بعد RF مستخدمًا بشكل شائع في جهاز التحكم عن بعد للمستهلك.
IEEE 802.15.4
IEEE 802.15.4 تم إنشاؤه لدعم الروابط من نقطة إلى نقطة وشبكات الاستشعار اللاسلكية. تستخدم العديد من المعايير اللاسلكية 802.15.4 قياسي كقاعدة PHY / MAC
المعيار يحدد 3 مسافات التردد الأساسية. النطاق الأكثر استخدامًا هو النطاق العالمي 2.4 نطاق GHz ISM. معدل البيانات الأساسي هو 250 كيلو بت / ثانية. النطاق الآخر هو 902-928 نطاق MHZ ISM (10 القنوات) في الولايات المتحدة الأمريكية. معدل البيانات هو 40 كيلوبت / ثانية أو 250 كيلوبت / ثانية.
الكل 3 يتم تشكيل النطاقات باستخدام DSSS مع BPSK أو إزاحة QPSK. الحد الأدنى لمستوى الطاقة المحدد هو -3 ديسيبل (0.5 ميغاواط). 0 dBm هو مستوى الطاقة المستخدم على نطاق واسع. أ 20 مستوى DBM مخصص للتطبيقات البعيدة. مداها النموذجي لا يزيد عن عشرة أمتار.
IEEE 802.22
IEEE 802.22 اساسي, تُعرف أيضًا باسم شبكة المنطقة اللاسلكية (أوران) اساسي, هو أحد أحدث معايير IEEE اللاسلكية. إنه مصمم للاستخدام على قنوات البث التلفزيوني غير المستخدمة بدون ترخيص, يسمى الفضاء الأبيض. نطاق التردد 6 قنوات MHZ من 470 MHZ إلى 698 ميغاهيرتز. ومع ذلك, لم يتم اعتماد المعيار بشكل شائع. يستخدم راديو الفضاء الأبيض بروتوكولات خاصة ومعايير لاسلكية.
802.22 يجب أن تفي أجهزة الراديو بمتطلبات صارمة وأن تعثر على القنوات غير المستخدمة بسبب التداخل المحتمل مع محطات التلفزيون. تستخدم أجهزة الراديو دوائر مرنة التردد لمسح القنوات غير المستخدمة والاستماع إلى إشارات التداخل المحتملة. تتصل المحطة الأساسية بشكل شعاعي بالعديد من مستخدمي الموقع الثابت للحصول على الوصول إلى الإنترنت أو الخدمات الأخرى.
يوفر المعيار كفاءة طيفية كافية لتلبية عدة قنوات مستخدم بسرعات تنزيل تصل إلى 1.5 ميغابت / ثانية وسرعات تحميل تبلغ 384 كيلوبت / ثانية. الحد الأقصى لمعدل البيانات لكل قناة 6 ميجا هرتز بين 18 و 22 ميجابت / ثانية. أكبر ميزة لـ 22 هو أنه يستخدم كلاً من الترددات VHF وترددات UHF المنخفضة ويمكن أن يوفر اتصالات طويلة المدى. بأقصى قدرة مشعة فعالة متناحرة مسموح بها (EIRP) من 4 دبليو, نطاق المحطة الأساسية من 100 كم (تقريبيا 60 أنا) ممكن.
فرقة ISM
نطاق تردد ISM الأكثر استخدامًا هو 2.4- إلى 2.483 جيجاهرتز لشبكة Wi-Fi, الهواتف اللاسلكية, بلوتوث, 802.15.4 مذياع, إلخ. الفرقة الثانية الأكثر شعبية هي الفرقة 902-928 ميجا هرتز.
ترددات ISM الأخرى المستخدمة على نطاق واسع هي 315 ميغاهيرتز لتطبيقات RKE وفتح باب المرآب و 433 ميغاهيرتز لرصد درجة الحرارة عن بعد. الترددات الأخرى الأقل شيوعًا هي 13.56 ميغاهيرتز, 27 ميغاهيرتز, و 72 ميغاهيرتز.
التواصل القريب
Near Field Communication هي تقنية اتصالات لاسلكية قصيرة المدى للغاية تستخدم أساسًا للتطبيقات المماثلة ومعاملات الدفع الآمنة. لديها أقصى مدى من حوالي 20 سم ومسافة اتصال نموذجية تبلغ 4 إلى 5 سم. تزيد هذه المسافة القصيرة من أمان الاتصال, وهو أيضًا مشفر. تشتمل العديد من الهواتف الذكية على إمكانات NFC, والهدف هو تنفيذ نظام دفع بتقنية NFC حيث يمكن للمستهلكين النقر والدفع باستخدام هواتفهم.
يستخدم NFC تردد إدارة ISM لـ 13.56 ميغاهيرتز. في هذا التردد المنخفض, هوائي حلقة الإرسال وهوائي حلقة الاستقبال. يتم الإرسال من خلال المجال المغناطيسي للإشارة بدلاً من المجال الكهربائي المصاحب.
يستخدم NFC أيضًا لقراءة العلامات. تحول العلامة غير المزودة بالطاقة إشارة التردد اللاسلكي إلى مصدر طاقة تيار مستمر يوفر معلومات خاصة بالتطبيق إلى المعالج والذاكرة. يمكن استخدام العديد من رقائق جهاز الإرسال والاستقبال NFC لتنفيذ تطبيقات جديدة, وتوجد معايير متعددة.
تحديد تردد الراديو
تحديد تردد الراديو (تتفاعل) تستخدم أساسا لتحديد, حدد, تتبع وإدارة المخزون. يرسل قارئ قريب إشارة RF عالية الطاقة لتشغيل العلامة السلبية ثم يقرأ البيانات المخزنة في ذاكرة العلامة.
علامات RFID مسطحة, الرخيص, صغيرة ويمكن ربطها بأي شيء يحتاج إلى تحديده أو مراقبته. في بعض التطبيقات, لقد حلوا محل الرموز الشريطية. تعتمد RFID على تردد ISM لـ 13.56 ميغاهيرتز, ولكن يتم استخدام ترددات أخرى أيضًا, بما فيها 125 كيلو هرتز, 134.5 كيلو هرتز, وترددات في نطاق 902-928 ميجا هرتز. توجد معايير ISO / IEC مختلفة.
6 LoWPAN
6LoWPAN يشير إلى بروتوكولات IPv6 في شبكات PAN اللاسلكية منخفضة الطاقة. طورها الـ ITEF, يوفر طريقة لنقل بروتوكولات الإنترنت IPv4 و IPv6 عبر الشبكات المعشقة اللاسلكية منخفضة الطاقة والارتباطات من نظير إلى نظير. يسمح RFC4944 أيضًا بتنفيذ إنترنت الأشياء على أصغر الأجهزة البعيدة. يوفر هذا البروتوكول إجراءات التغليف وضغط الرأس لـ 802.15.4 مذياع.
ض – لوح
Z-wave هي تقنية شبكة لاسلكية قصيرة المدى تصل إلى 232 العقد. يعمل جهاز الإرسال والاستقبال اللاسلكي في نطاق ISM (908.42 ميغاهيرتز) في الولايات المتحدة وكندا ولكنها تستخدم ترددات أخرى وفقًا للوائح الوطنية. وضع التعديل هو GFSK. تشمل معدلات البيانات 9600 بت / SEC و 40 بت / ثانية. في ظروف المساحة الحرة, يمكن أن تصل المسافة إلى 30 أمتار. نطاق الاختراق عبر الجدار أقصر بكثير. التطبيقات الرئيسية لموجة Z هي منظمات الحرارة, أقفال الباب, أتمتة المنزل, إضاءة, كاشفات الدخان, الأمن والأجهزة المنزلية الأخرى.
مقارنة بين UWB, واي فاي, زيجبي, وبلوتوث
التطبيقات النموذجية لتقنية الاتصالات اللاسلكية قصيرة المدى
اللاسلكي هو إضافة بسيطة ومنخفضة التكلفة لأي منتج جديد تقريبًا, ويمكنه أيضًا تحسين الملاءمة, أداء, أو تسويق.
أُسرَة
يتم تحميل الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية المنزلية بالشبكات اللاسلكية. تحتوي جميع منتجات الترفيه تقريبًا على أجهزة تحكم عن بعد تعمل بالأشعة تحت الحمراء. قياس الطاقة وشاشات الملحقات, موازين الحرارة عن بعد, منظمات الحرارة اللاسلكية, وأجهزة مراقبة الطقس الأخرى, انظمة حماية, فتاحات باب المرآب, أجهزة استشعار وقوف السيارات الذكية متصلة أيضًا بالشبكة اللاسلكية. تقريبا كل عائلة لديها اتصال Wi-Fi.
تجاري
مراقبة درجة الحرارة والرطوبة لاسلكيًا, يشيع استخدام التحكم في الإضاءة والثرموستات اللاسلكية في التطبيقات التجارية. تستخدم بعض كاميرات المراقبة بالفيديو اللاسلكي بدلاً من الكابلات المحورية. تعد أنظمة الدفع اللاسلكية للهواتف المحمولة بإحداث ثورة في التجارة.
صناعة
يتم استبدال التوصيلات السلكية تدريجياً بالاتصالات اللاسلكية في الصناعة. مراقبة التدفق عن بعد, رطوبة, درجة الحرارة, والضغط من التطبيقات الشائعة. التحكم اللاسلكي في الروبوتات, تعزز العمليات الصناعية والأدوات الآلية الراحة وتعزز الاقتصاد في الإعدادات الصناعية. تفتح تقنية M2M الباب أمام العديد من التطبيقات مثل تحديد المواقع في السيارات (GPS) ومراقبة آلات البيع. إنترنت الأشياء هو لاسلكي في الغالب. تتيح تقنية تحديد تردد الراديو إمكانية تتبع وتحديد أي شيء تقريبًا بسهولة أكبر.
تكنولوجيا الاتصالات اللاسلكية بعيدة المدى
تشكل التقنيات اللاسلكية لإنترنت الأشياء عن بعد أساس LPWAN. تتصل الأجهزة الطرفية منخفضة الطاقة بالبوابات, التي تنقل البيانات إلى خوادم وأجهزة الشبكة الأخرى. يقوم جهاز الشبكة بتقييم البيانات المستلمة والتحكم في الجهاز النهائي. وبالتالي, تم تصميم البروتوكول خصيصًا للأجهزة منخفضة الطاقة, خفض تكاليف التشغيل والقدرات عن بعد. هناك العديد من تقنيات LPWAN التي توفر أداءً مختلفًا, نماذج الأعمال, وهلم جرا, لتلبية احتياجات التطبيقات المختلفة. مراقبة المنتزهات الصناعية, مشاريع المدينة الذكية, مشاريع المدينة الذكية, والتعدين عن بعد أو الحفر هي تطبيقات شائعة الاستخدام.
LoRaWAN
LoRaWAN هو CSS (طيف انتشار النرد) معيار معدل تم تطويره بواسطة SEMTECH والذي يعمل في 900 ميغاهيرتز, 868 ميغا هرتز و 400 ميغاهيرتز. تقدم حلول LoRaWAN منتجات محددة لبوابة ومستشعر الاتصالات اللاسلكية. مُحسَّن للحمولات الصغيرة وأكثر من آلاف الأجهزة لكل بوابة, يمكن استخدامه لعمليات الإمداد بالطاقة منخفضة التأخير وعمليات البطارية منخفضة الطاقة.
اتصال LoRa مرن إلى حد ما للكشف والتداخل ولا يتأثر بتحيز دوبلر ويمكنه اختراق العقبات.
يوفر LoRa العديد من المعلمات التي يمكن تعديلها لضبط المفاضلة بين النطاق ومعدل البيانات (0.3 كيلو بايت في الثانية ~ 50 كيلو بايت في الثانية), مثل عامل الانتشار. LoRa هي تقنية طبقة مادية, ولوراوان[20] هو بروتوكول مفتوح مدعوم من قبل LoRa Alliance لطبقة MAC وطبقة الشبكة. يصف LoRaWAN ثلاثة أنواع من الأجهزة. تحدث تقريبا, الفئة A عبارة عن جهاز موفر للطاقة بدرجة عالية, الفئة B عبارة عن جهاز معتدل الطاقة مقيدة, والفئة C عبارة عن جهاز يعمل دائمًا. يستهلك مستشعر LoRaWAN قدرًا ضئيلًا جدًا من الطاقة ولديه خط رؤية يصل إلى 100 كم مع اتصال ثنائي الاتجاه. يمكن أن تصل التطبيقات النموذجية غير المتوافقة مع خط البصر 20 كم. تقوم البوابات بتوصيل أجهزة متعددة وتتم إدارتها من خلال منصة سحابية لتوفير قابلية التوسع على نطاق واسع.
تطبيقات المرافق, تتبع المخزون, قياس ذكي, صناعة السيارات, والمراقبة بالبيع شائعة الاستخدام لتقنية LoRa اللاسلكية بعيدة المدى.
فيما يلي المعلمات الفنية المختلفة لـ LoRa:
يوفر MOKOSMART وحدات LoRaWAN, بوابات, وأجهزة End-node. إذا كنت تفكر في نشر تقنية Lorawan,إذن ، يمكن أن يكون حلنا الشامل هو خيارك.
سيج فوكس
SigFox هي تقنية اتصالات لاسلكية طويلة المدى مصممة للاستخدام عن بُعد (30-50 كم في المناطق الريفية, 3-10 كم في المناطق الحضرية), معدلات بيانات منخفضة (يصل إلى 12 بايت لكل رسالة). 140 رسائل لكل جهاز طرفي في اليوم, ويفضل عمليات منخفضة الطاقة. يستخدم SigFox النطاق الفرعي GHz ويستخدم تقنية النطاق الضيق للغاية لتعديل BPSK. يقوم الجهاز الطرفي باستخدام تقنية SigFox بنقل البيانات إلى محطة SigFox الأساسية, والذي يقوم بعد ذلك بإعادة توجيه البيانات إلى خادم SigFox السحابي. تتم معالجة البيانات هنا.
SigFox لا يتطلب بطاقة SIM. يحدد عدد هذه الرسائل وعدد الرسائل المرسلة يوميًا السعر. مراقبة الموقع, القياس البسيط وأنظمة الإنذار الأساسية هي تطبيقات للأنظمة أحادية الاتجاه. يتم إرسال الإشارة عدة مرات إلى “يضمن” أن هناك بعض القيود على المراسلة, مثل العمر القصير للبطارية للتطبيقات التي تعمل بالبطارية وعدم القدرة على ضمان تلقي البرج للرسائل.
فيما يلي المعلمات الفنية المختلفة لـ SigFox:
LTE-M
3أنشأت GPP اتصال نوع آلة LTE (LTE-M) اساسي. ترسل Lte-m في نطاق GHz الفرعي المرخص, بترددات تتراوح من 700 إلى 900 ميغاهيرتز. تبلغ معدلات بيانات الوصلة الصاعدة والهابطة حوالي 1 ميجابت في الثانية. يمكن أن يساعد هذا النهج منخفض الطاقة في تمديد الأجهزة الطرفية التي تعمل بالبطارية’ الحياة بنسبة تصل إلى 10 إلى 20 سنوات. تستخدم Lte-m أيضًا البنية التحتية اللاسلكية الخلوية الحالية لجعلها أكثر قوة وأمانًا للخدمات ذات متطلبات الجودة العالية.
ومع ذلك, أحد عيوب LTE-M هو التكلفة العالية لاستخدام الشبكات اللاسلكية الخلوية المرخصة. يتطلب كل جهاز طرفي بطاقة SIM خاصة به, مما يؤدي إلى زيادة تكاليف الصيانة والتركيب, وكذلك مصاريف التشغيل. علاوة على ذلك, تعتبر أعمال بطاقات LTE-M SIM الحالية معقدة نسبيًا.
قياس ذكي, المدن الذكية, المباني الذكية, الصحة المرتبطة, والنقل بالسيارات من التطبيقات الرئيسية لـ LTE-M.
فيما يلي المعلمات التقنية لـ LTE-M:
إنترنت الأشياء ضيق النطاق (ملحوظة: إنترنت الأشياء)
إنترنت الأشياء ضيق النطاق (ملحوظة: إنترنت الأشياء), المعروف أيضًا باسم LTE Cat NB1, هو مشتق آخر من معيار LTE. يعتمد على اتصال ضيق النطاق ويستخدم عرض نطاق ترددي 180 كيلو هرتز. كنتيجة ل, يتم تقليل معدلات البيانات بشكل كبير (حول 250 KBPS للوصلة الهابطة و 20 KBPS للوصلة الصاعدة), مما يجعل تحديثات FotA صعبة التنفيذ باستخدام NB-IoT. يمكن استخدام Nb-IoT 3 أوضاع مختلفة: حارس النطاق LTE, قائمة بذاتها وداخل النطاق. يستخدم الوضع داخل النطاق نطاق تردد LTE, يستخدم نطاق التردد المحمي الجزء غير المستخدم من نطاق تردد LTE, ويستخدم نطاق التردد المستقل نطاق التردد المخصص (مثل نطاق تردد GSM). لا يدعم NB-IoT التسليم ولا يستحق التفكير في تطبيقات IoT المحمولة.
5ز
5G هو أحدث ابتكار في تقنية شبكات الهاتف المحمول التي يتم تطويرها حاليًا. 5يهدف G إلى تمكين الاتصالات فائقة السرعة, باستخدام كل من الترددات العالية (على سبيل المثال, 60 غيغاهرتز) والنطاق العريض [16]. يهدف إلى توفير معدلات بيانات عالية جدًا (1-10 جيجابت في الثانية). لا يبدو أن هذا هو الحل المفضل عندما تفكر في كائنات إنترنت الأشياء ذات الطاقة المحدودة. علاوة على ذلك, التكنولوجيا ليست متاحة بعد خارج اختبار LABS. حاليا, 5G يستهدف شيئين: تستفيد mMTC و cMTC على نطاق واسع من الاتصالات فائقة الموثوقية وانخفاض زمن الوصول (URLLC). بصرف النظر عن eMTC و NB-IoT, لم يتم تحديد تخطيط حل معين لـ 5G IoT.
حل مشترك: مسافة قصيرة + لمسافات طويلة
هناك مزايا وعيوب للاتصالات طويلة أو قصيرة المسافة. وبالتالي, بعض الأحيان, أفضل حل هو الجمع بين عدة أنواع اتصال مختلفة. فمثلا, في تطبيقات الاستشعار عن بعد البيئية, من الأفضل استخدام تقنية اتصالات لاسلكية قصيرة المسافة من Zigbee لتغطية منطقة صغيرة نسبيًا بكثافة, مثل منصة النفط, ثم إعادة إرسال البيانات إلى مركز تحكم عن بعد عبر الراديو البعيد. في الأماكن البعيدة, قد يكون هذا أيضًا خيارًا جيدًا لرحلة العودة إذا كان لديك هاتف محمول. تتيح نفس الشبكة أيضًا نطاقًا قصير المدى BLE, السماح بتكوين المستشعرات مباشرة من هاتف ذكي محلي. يؤدي الجمع بين عدة بروتوكولات إلى إنشاء حل إنترنت الأشياء المثالي.
كما هو موضح أدناه نظرة عامة على استهلاك الطاقة, بروتوكول, ومعدل البيانات.
قائمة اختيار التطبيقات اللاسلكية
كيف نجد الحل الأفضل? أول, يجب أن تأخذ في الاعتبار جميع المتغيرات, بما فيها:
- نطاق: ما هي المسافة القصوى والدنيا من المرسل إلى المستقبل? هل المسافة متغيرة أو ثابتة?
- دوبلكس أو بسيط: هو التطبيق أحادي الاتجاه أو ثنائي الاتجاه? المسارات أحادية الاتجاه مطلوبة فقط لبعض تطبيقات التحكم عن بعد وتطبيقات المراقبة.
- عدد العقد: كم عدد أجهزة الإرسال / الاستقبال المطلوبة? مطلوب عقدتين فقط في نظام أبسط. في حالة وجود شبكة من الأجهزة, تحتاج إلى تحديد عدد أجهزة الإرسال والاستقبال التي يجب نشرها وتحديد تفاعلاتها.
- معدل البيانات: ما هي السرعة التي يتم بها نقل البيانات? سرعة منخفضة للمراقبة أو سرعة عالية لنقل الفيديو? تعتبر السرعة الأقل مفيدة لتحسين مقاومة الضوضاء وموثوقية الارتباط.
- التداخل المحتمل: هل توجد أجهزة وأنظمة لاسلكية أخرى قريبة? أو ضوضاء من خطوط الكهرباء, الات, ومصادر التدخل الأخرى.
- بيئة: هو التطبيق في الداخل أو في الهواء الطلق? إذا كان في الهواء الطلق, هل هناك حواجز من الهياكل مثل المباني, مركبات, الأشجار, إلخ? إذا كان بالداخل, هل هناك أي كائنات تحجب الإشارة?
- مزود الطاقة: هل يوجد مصدر طاقة تيار متردد? ان لم, استخدم البطارية. ستؤدي إضافة اللاسلكي إلى تعزيز استهلاك الطاقة للتطبيق بشكل كبير? هل يمكن تجميع الطاقة أو الطاقة الشمسية? حجم البطارية, حياة, متطلبات الشحن, فترات استبدال البطارية, والتكاليف المرتبطة بها هي أيضا اعتبارات مهمة.
- القضايا التنظيمية: ترخيص FCC مطلوب من قبل بعض التقنيات اللاسلكية. معظم التقنيات اللاسلكية للتطبيقات قصيرة المدى غير مرخصة.
- الحجم والمساحة: هل هناك مساحة كافية للدوائر اللاسلكية? تذكر, تتطلب جميع الأجهزة اللاسلكية هوائيات. بينما يمكن أن تتناسب الدوائر مع رقائق بحجم ملليمتر, الهوائيات تشغل مساحة أكبر.
- رسوم الرخصة: قد تتطلب بعض التقنيات اللاسلكية من المستخدمين الانضمام إلى مؤسسة أو دفع إتاوة لاستخدام التكنولوجيا.
- الأمان: إذا كان الأمان ضد القرصنة وإساءة الاستخدام الأخرى يمثل مشكلة, قد تكون هناك حاجة إلى التشفير والمصادقة.
- عائد الاستثمار: كم يكلف النظام? هل يغطي عائد الاستثمار تكاليفك?
مهما كان نطاق الراديو الذي تحتاجه, يمكن أن تساعدك MOKOSMART في الذهاب أبعد من ذلك. للمزيد من المعلومات, نوصي بالاطلاع على نظرة عامة على دور أجهزة إنترنت الأشياء ودليلنا لاختيار البنية.
بحاجة إلى دعم تصميم عملي? يمكن لخبراء التصميم اللاسلكي في MOKOSMART تخصيص التصميمات لحل أصعب مشكلات الاتصال. نحن هنا لمساعدتك في تقييم هذه العوامل واختيار الحل المثالي لاحتياجات مشروعك.
تابع القراءة حول تقنية الاتصالات اللاسلكية قصيرة المدى التي لدينا
