الكثير من الاتصالات اللاسلكية قصيرة المدى

يشير IOT إلى التجميع الفوري لأي كائن أو عملية تحتاج إلى مراقبتها وتوصيلها وتفاعلها، بالإضافة إلى الصوت والضوء والحرارة والكهرباء والميكانيكا والكيمياء والبيولوجيا والموقع وغيرها من المعلومات المطلوبة من خلال مختلف المعلومات الممكنة. الوصول إلى الشبكة من خلال أجهزة وتقنيات مختلفة مثل أجهزة استشعار المعلومات، وتكنولوجيا تحديد الترددات الراديوية، ونظام تحديد المواقع العالمي، وأجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء، والماسحات الضوئية بالليزر، وما إلى ذلك. لتحقيق الاتصال في كل مكان بين الأشياء والأشياء، وبين الأشياء والأشخاص، وتحقيق الإدراك الذكي والاعتراف وإدارة الأشياء والعمليات.إنترنت الأشياء هو ناقل معلومات يعتمد على الإنترنت وشبكة الاتصالات التقليدية وما إلى ذلك، مما يتيح لجميع الأشياء المادية العادية التي يمكن معالجتها بشكل مستقل تشكيل شبكة مترابطة.

مقدمة لمعايير الاتصال في عالم إنترنت الأشياء

يمكن تقسيم تكنولوجيا اتصالات إنترنت الأشياء إلى مسافة قصيرة ومسافة طويلة وفقًا لنطاق إرسال الإشارة.تشمل تقنية النقل لمسافات قصيرة وفقًا للتقنيات الرئيسية Wi-Fi، وZigBee، وZ-Wave، وThread، وBluetooth™، وWi-SUN، وما إلى ذلك. ويتم تطبيقها بشكل أساسي على الأجهزة المحمولة الموجودة مثل الهواتف المحمولة والأجهزة اللوحية والأجهزة القابلة للارتداء، أو المنزل الذكي والمصنع الذكي والإضاءة الذكية وغيرها من المجالات.في الماضي، كانت تقنيات الاتصالات بعيدة المدى هي بشكل أساسي 2G و3G و4G وغيرها من تقنيات الاتصالات المتنقلة.ومع ذلك، نظرًا لاختلاف متطلبات النقل لإنترنت الأشياء (iot)، مثل النطاق الترددي الكبير والتأخير المنخفض، فإن العديد من تطبيقات إنترنت الأشياء لديها متطلبات حزم بيانات صغيرة وتحمل عالي للتأخير، وفي الوقت نفسه تحتاج إلى تغطية أكثر شمولاً أو عمقًا في الأرض وغيرها من المناطق المحمية بشدة.بالنسبة للتطبيقات المذكورة أعلاه، تم تطوير تقنية اتصالات لمسافات طويلة واستهلاك منخفض للطاقة، والتي تُعرف مجتمعة باسم شبكة واسعة النطاق منخفضة الطاقة (LPWAN)، وNB-IoT هي تقنية اتصالات الطيف الرئيسية لترخيص المستخدم.فيما يلي رسم تخطيطي بسيط لبنية نظام إنترنت الأشياء.

تكنولوجيا الاتصالات اللاسلكية قصيرة المدى: الميل الأخير من عالم إنترنت الأشياء

إذا تم الاختيار وفقًا لخصائص تكنولوجيا الاتصالات اللاسلكية بعيدة المدى، فإن الاتصال قصير المسافة باستخدام وحدة التحكم الدقيقة العامة يلعب دورًا مهمًا في الجهاز الطرفي، خاصة مع أجهزة الاستشعار لجمع البيانات.

WIFI: يمكن اعتبار الشبكة المحلية اللاسلكية المستندة إلى معيار IEEE 802.11 امتدادًا لاسلكيًا لمسافة قصيرة للشبكة المحلية السلكية.كل ما تحتاجه لإعداد WIFI هو نقطة وصول لاسلكية أو موجه لاسلكي، وبتكلفة منخفضة.

زيجبي:يعتمد على معيار IEEE802.15.4 للسرعة المنخفضة والمسافة القصيرة والاستهلاك المنخفض للطاقة وبروتوكول اتصال LAN لتكنولوجيا الاتصالات اللاسلكية ثنائي الاتجاه، المعروف أيضًا باسم بروتوكول النحلة الأرجوانية.الميزات: نطاق قريب، تعقيد منخفض، تنظيم ذاتي (التكوين الذاتي، الإصلاح الذاتي، والإدارة الذاتية)، استهلاك منخفض للطاقة، ومعدل بيانات منخفض.تنقسم بروتوكولات ZigBee إلى الطبقة المادية (PHY)، وطبقة التحكم في الوصول إلى الوسائط (MAC)، وطبقة النقل (TL)، وطبقة الشبكة (NWK)، وطبقة التطبيق (APL) من الأسفل إلى الأعلى.تتوافق الطبقة المادية وطبقة التحكم في الوصول إلى الوسائط مع معيار IEEE 802.15.4.يتم استخدامه بشكل أساسي لتطبيقات الاستشعار والتحكم.يمكنه العمل في ثلاثة نطاقات تردد 2.4 جيجا هرتز (شائع عالمي)، 868 ميجا هرتز (شائع في أوروبا) و915 ميجا هرتز (شائع في أمريكا)، مع أعلى معدلات نقل تبلغ 250 كيلوبت/ثانية، 20 كيلوبت/ثانية و40 كيلوبت/ثانية، على التوالي.مسافة نقل نقطة واحدة في نطاق 10-75 مترًا، ZigBee عبارة عن منصة شبكة نقل بيانات لاسلكية تتكون من وحدة واحدة إلى 65535 وحدة نقل بيانات لاسلكية، في نطاق الشبكة بالكامل، يمكن لكل وحدة نقل بيانات شبكة ZigBee التواصل مع بعضها البعض، من مسافة قياسية 75 مترًا للتوسع غير المحدود.تتميز عقد ZigBee بكفاءة عالية في استخدام الطاقة، مع بطاريات تدوم من ستة أشهر إلى حوالي عامين وما يصل إلى 10 سنوات في وضع السكون،

موجة Z: هي تقنية اتصالات لاسلكية قصيرة المدى تعتمد على الترددات اللاسلكية، منخفضة التكلفة، استهلاك منخفض للطاقة، موثوقية عالية ومناسبة للشبكات، تقودها شركة Zensys الدنماركية.نطاق تردد العمل هو 908.42 ميجا هرتز (الولايات المتحدة الأمريكية) ~ 868.42 ميجا هرتز (أوروبا)، ويتم اعتماد وضع التعديل FSK (BFSK/GFSK).معدل نقل البيانات هو 9.6 كيلو بايت إلى 40 كيلو بايت / ثانية، ويبلغ نطاق التغطية الفعال للإشارة 30 مترًا في الداخل وأكثر من 100 متر في الخارج، وهو مناسب لتطبيقات النطاق العريض الضيقة.يستخدم Z-Wave تقنية التوجيه الديناميكي.كل شبكة Z-Wave لها عنوان الشبكة الخاص بها (HomeID).يتم تعيين عنوان (NodeID) لكل عقدة في الشبكة بواسطة وحدة التحكم.يمكن لكل شبكة أن تحتوي على 232 عقدة (تابعة) كحد أقصى، بما في ذلك عقد التحكم.توفر Zensys مكتبة مرتبطة ديناميكيًا (DLL) لتطوير Windows ومطوري وظائف API بداخلها لتصميم برامج الكمبيوتر.لا تستطيع الشبكة اللاسلكية التي تم إنشاؤها بواسطة تقنية Z-Wave تحقيق التحكم عن بعد في الأجهزة المنزلية من خلال معدات الشبكة فحسب، بل يمكنها أيضًا التحكم في المعدات الموجودة في شبكة Z-Wave من خلال شبكة الإنترنت.