التكنولوجيا
تقنيات المراقبة اللاسلكية المتقدمة للمنشآت الصناعية
تقنيات LPWAN
LPWAN — شبكة واسعة النطاق منخفضة استهلاك الطاقة
تعمل شركتنا في مجال الإنتاج والتصميم والاستشارات وخدمات الخبرة لأنظمتنا البرمجية والعتادية العاملة بتقنية LPWAN. الشبكة الواسعة النطاق منخفضة استهلاك الطاقة (LPWAN) هي تقنية لاسلكية لنقل كميات صغيرة من البيانات عبر مسافات طويلة، مصممة لشبكات القياس عن بُعد الموزعة، والاتصال من آلة إلى آلة، وإنترنت الأشياء. تنتج شركتنا أنظمة برمجية وعتادية، مثل أجهزة إنترنت الأشياء وأدوات التحكم الآلي في العمليات، العاملة بتقنية LPWAN في شبكات LoRaWAN و NB-IoT.
ROSSMA عضو في المجتمع الدولي لمصنّعي المعدات وفقاً لمعيار LoRaWAN – LoRa Alliance.
كيف يعمل
يعتمد مبدأ تقنية نقل البيانات LPWAN على المستوى الفيزيائي على خاصية أنظمة الراديو — زيادة الطاقة، وبالتالي مدى الاتصال مع انخفاض سرعة الإرسال. كلما انخفضت سرعة البت، زادت الطاقة المستخدمة في كل بت وأصبح من الأسهل عزله عن الضوضاء الخلفية في جزء الاستقبال من النظام. وبالتالي، فإن السرعة المنخفضة لنقل البيانات تسمح بتحقيق مدى أكبر لاستقبالها.
يشبه النهج المستخدم لبناء شبكة LPWAN الطريقة التي تعمل بها شبكات الهاتف المحمول. تستخدم شبكة LPWAN طوبولوجيا نجمية حيث يتواصل كل جهاز مباشرةً مع المحطة الأساسية.
ينقل الجهاز أو المودم المزود بوحدة LPWAN البيانات عبر قناة راديوية إلى المحطة الأساسية. تستقبل المحطة إشارات من جميع الأجهزة ضمن نطاقها، وتنقلها إلى خادم بعيد باستخدام قناة اتصال متاحة: Ethernet، شبكة خلوية، VSAT وغيرها.
تُستخدم البيانات المستلمة على الخادم للعرض والتحليل وإعداد التقارير واتخاذ القرارات.
تتم إدارة الأجهزة وتحديث البرامج بمساعدة قناة الاتصال العكسية.
التطبيقات
تركز تقنية LPWAN على التطبيقات التي تتطلب نقلاً مضموناً لكمية صغيرة من البيانات، وإمكانية التشغيل طويل الأمد لأجهزة الشبكة من مصادر طاقة مستقلة، وتغطية إقليمية واسعة للشبكة اللاسلكية. المجالات الرئيسية لتطبيق تقنية LPWAN هي شبكات الاستشعار اللاسلكية، وأتمتة قراءات العدادات، وأنظمة المراقبة والتحكم الصناعية.
مدى إرسال طويل
نطاق تغطية يصل إلى 45 كم في خط البصر، 5-10 كم في المناطق الحضرية
استهلاك منخفض للطاقة
تشغيل مستقل بالبطارية لمدة تصل إلى 10 سنوات بدون استبدال
ترددات غير مرخصة
العمل في نطاق 868 ميجاهرتز (ISM) لا يتطلب ترخيصًا
اختراق عالي للإشارة
اختراق ممتاز للإشارة في المباني والأقبية والمنشآت الصناعية
LoRaWAN = Long Range Wide Area Network
LoRaWAN — بروتوكول اتصال لاسلكي لأجهزة إنترنت الأشياء
LoRaWAN هو معيار مفتوح طورته وتدعمه LoRa Alliance. يوفر اتصالاً ثنائي الاتجاه، وتشفيرًا من طرف إلى طرف، وتنقل الأجهزة وتحديد موقعها. ROSSMA عضو في LoRa Alliance.
الخصائص التنافسية الرئيسية
نطاق تغطية واسع ونشر سهل للشبكة
يتيح للمشتركين إجراء نقل البيانات على مسافات تتجاوز شبكة المحطات الأساسية لمعيار GSM. يتم إنشاء التغطية خصيصًا لمهام العميل. نطاق تردد غير مرخص.
مقارنة التقنيات
| مقارنة التقنيات | LoRaWAN | NB-IoT | LTE-M | WirelessHART |
|---|---|---|---|---|
| الطيف | غير مرخص (ISM) | مرخّص (LTE) | مرخص، LTE | غير مرخص (2.4 GHz) |
| الدعم من | LoRa Alliance | 3GPP | 3GPP | FieldComm Group (HART) |
| السرعة | 0.3–50 Kbps | < 150 Kbps | < 1 Mbps | 250 Kbps |
| عرض النطاق | 125/250 kHz | 200 kHz | 1.4 MHz | 2 ميغاهرتز |
| تحسين ميزانية طاقة GSM | +20 dB | +20 dB | +12 ديسيبل | N/A |
| إعادة استخدام الترددات | 1 | 7–9 (2G)، 1 (LTE) | 1 | TDMA |
| دعم الشبكات الخاصة | نعم | لا | لا | نعم |
| عمر بطارية الوحدة | +10 سنوات | 10 سنوات | حتى 10 سنوات (PSM) | 3–5 سنوات |
| التوفر | متوفر | متوفر (منذ 2018) | محدود | متخصص (صناعي) |
| المدى | 15–45 كم | 10–15 كم | 10–14 كم | 200–250 م |
| طوبولوجيا الشبكة | نجمة النجوم، Mesh (relay) | نجمة | نجمة | Mesh (ذاتية التنظيم) |
| الاتصال ثنائي الاتجاه | نعم (Class A/B/C) | نعم (كاملة) | نعم (كاملة، VoLTE) | نعم (كاملة) |
المشاكل التي يحلها LoRaWAN
عدم توفر الطاقة
عدم توفر الطاقة الكهربائية لأجهزة الاستشعار في الحقل
عدم تغطية GSM
عدم توفر أو ضعف تغطية شبكة GSM لنقل البيانات
تنوع الواجهات
تنوع واجهات جمع البيانات من أجهزة القياس والتحكم
تكلفة التوصيلات السلكية
تكلفة عالية لتركيب خطوط الأسلاك لأجهزة القياس
Narrow Band Internet of Things
NB-IoT — بروتوكول لأجهزة إنترنت الأشياء على الشبكات الخلوية
مخصص لتوصيل مجموعة واسعة من الأجهزة المستقلة بشبكات الاتصالات الرقمية. على سبيل المثال، أجهزة الاستشعار الطبية، وعدادات استهلاك الموارد، وأجهزة المنزل الذكي، وغيرها.
يُستخدم بشكل أساسي في المناطق الحضرية ذات التغطية الكثيفة لشبكات الهاتف المحمول GSM. في الحياة اليومية، تُسمى أنظمة الاتصالات هذه إنترنت الأشياء.
NB-IoT هو أحد معايير إنترنت الأشياء الثلاثة التي طورتها 3GPP للشبكات الخلوية: eMTC (الاتصال المحسّن من نوع الآلة)، وNB-IoT، وEC-GSM-IoT. يتمتع eMTC بأعلى سعة ويتم نشره على معدات LTE.
يمكن نشر شبكة NB-IoT على معدات شبكات الهاتف المحمول LTE، وكذلك بشكل مستقل، بما في ذلك فوق شبكة GSM. يوفر EC-GSM-IoT أدنى عرض نطاق ويتم نشره فوق شبكات GSM.
إدارة مرنة للطاقة
تشغيل من بطارية 5 واط ساعة لمدة تصل إلى 10 سنوات
سعة شبكة ضخمة
عشرات إلى مئات الآلاف من الأجهزة لكل محطة أساسية
تعديل محسّن
حساسية محسنة للمستقبل لتغطية أفضل
تكلفة منخفضة للأجهزة
شريحة بسيطة محسنة لمهام إنترنت الأشياء
مناقشة مشروع
اتصل بنا لاختيار التقنية المثلى لمشروعك