يتم تكوين جهاز المرشد لتوفير الطاقة في جهاز المرشد استجابةً لإشارة من ساعة للدخول في حالة تنبيه من حالة السكون، ويتم تكوين جهاز المرشد أيضاً لتلقي معلمات التكوين عبر واجهات الشبكة اللاسلكية من جهاز شبكة، ومراقبة واحد أو أكثر من مستشعر الإشارة أو جهاز المستخدم عبر واجهات الشبكة اللاسلكية وفقًا لمعلمات التكوين، ونقل البيانات عبر واجهات الشبكة إلى جهاز الشبكة وفقًا لمعلمات التكوين، ويتم تكوين جهاز المرشد بشكل إضافي لتعطيل الطاقة في جهاز المرشد استجابة للإشارة لدخول حالة السكون من الساعة.

 

أساسيات نظام الاتصالات اللاسلكية منخفضة الطاقة وتقنيات الإدارة عن بعد

 

تُعد الأجهزة الإلكترونية جزءاً موجوداً في كل مكان من الحياة الحديثة وتوفر فرصاً جديدة للشركات للتواصل مع العملاء المحتملين، وعلى سبيل المثال غالباً ما تنشر الشركات مثل متاجر البيع بالتجزئة بنية تحتية للأجهزة اللاسلكية مثل أجهزة المرشد، لإرسال الرسائل لاسلكيًا إلى أجهزة المستخدم وعلى سبيل المثال الهواتف المحمولة ومشغلات الوسائط الرقمية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، والأجهزة الذكية القابلة للارتداء.

 

كما يمكن لأجهزة المستخدم تلقي هذه الرسائل وتفسيرها باستخدام تطبيق مناسب ويمكن أن تتسبب بعض الرسائل في قيام أجهزة المستخدم بعرض إشعارات، وبالإضافة إلى ذلك يمكن لأجهزة المستخدم إرسال رسائل إلى الإشارات اللاسلكية وتوفر بيانات المستهلك، مثل الوقت الذي تقضيه في موقع ما وعادات التنقل في المتجر وعمليات الشراء ومعلومات ملف تعريف المستهلك.

 

ومع ذلك، غالباً ما تؤثر اعتبارات التباعد والكثافة للبنية التحتية الأساسية للأجهزة اللاسلكية في موقع عمل معين على الوصول والتوافر وعرض النطاق الترددي والجوانب الأخرى للشبكات اللاسلكية، كما تتضمن بعض اعتبارات التباعد والكثافة الوصول إلى الطاقة والتداخل الذي تسببه الأجهزة المجاورة وتحسين النطاق الترددي وما شابه.

 

غالباً ما تستخدم التقنيات التقليدية التي تحاول معالجة اعتبارات التباعد والكثافة منارات تعمل بالبطارية كخلية العملة، والتي قد تتطلب صيانة تستغرق وقتاً طويلاً كالبرمجة اليدوية واستبدال البطارية واستبدال الوحدة، كما يتم توفير أجهزة اتصال منخفضة الطاقة بالإضافة إلى تقنيات للإدارة عن بُعد ويشتمل جهاز المرشد على ساعة ومعالج وواجهة شبكة لاسلكية.

 

مبدأ عمل نظام الاتصالات اللاسلكية منخفضة الطاقة وتقنيات الإدارة عن بعد

 

يتم توفير الطاقة في جهاز المرشد استجابةً لإشارة من ساعة للدخول في حالة التنبيه وكما أنّ حالة الاستيقاظ تتيح العمليات بواسطة المعالج والاتصال عبر واجهة الشبكة اللاسلكية، ويستقبل جهاز المرشد معلمات التكوين مثل معلمات الإسبات ومعلمات الجدولة عبر واجهة الشبكة اللاسلكية من جهاز شبكة، يراقب جهاز المرشد واحداً أو أكثر من مستشعر المنارة أو جهاز مستخدم عبر واجهة الشبكة اللاسلكية وفقًا لمعلمات التكوين، وينقل البيانات لمستشعر المنارة أو جهاز المستخدم عبر واجهة الشبكة إلى جهاز الشبكة وفقًا لمعايير الجدولة.

 

يراقب جهاز المرشد أيضاً الساعة بحثاً عن إشارة للدخول في حالة السكون وفقاً لمعلمات الإسبات وكما أنّ حالة السكون تعطل العمليات التي يقوم بها المعالج والاتصال عبر واجهة الشبكة اللاسلكية، وتنقطع الطاقة في جهاز المرشد استجابةً لإشارة الساعة للدخول في حالة السكون، وشبكة الاتصالات عبارة عن مجموعة موزعة جغرافياً من العقد أو الأجهزة المترابطة بواسطة روابط الاتصال ومقاطع لنقل البيانات.

 

يمكن أن تشمل هذه العقد أو الأجهزة كأجهزة البنية التحتية للشبكة كنقاط الوصول والخوادم وأجهزة التوجيه والبوابات، والأجهزة الشخصية كأجهزة الكمبيوتر ومحطات العمل والأجهزة المحمولة / الهواتف ومشغلات الوسائط الرقمية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة الاستشعار الأخرى، وتتوفر العديد من أنواع الشبكات بدءًا من شبكات المنطقة المحلية (LAN) إلى شبكات المنطقة الواسعة (WAN).

 

وفي نظام الاتصالات يشتمل بشكل توضيحي على العقد أو الأجهزة المتصلة عبر الشبكة باستخدام طرق اتصال مختلفة، بحيث تشتمل العقد أو الأجهزة على أجهزة منارة وجهاز نقطة وصول كجهاز توجيه ومحول وخادم، وأجهزة المستخدم كالهواتف المحمولة ووحدة تحكم سحابية كجهاز شبكة عن بعد أو جهاز قائم على السحابة، كما يتم ربط كل عقدة أو جهاز عملياً عبر الشبكة من خلال روابط الاتصال الخاصة بها والتي قد تتضمن روابط سلكية أو وسائط مشتركة كالروابط اللاسلكية وروابط (PLC).

 

كما أنّ بعض العقد مثل بعض أجهزة المنارة، قد تكون أيضًا على اتصال مباشر مع العقد الأخرى مثل أجهزة المستخدم اعتماداً على المسافة وقوة الإشارة وحالة التشغيل والموقع، كما أنّه يمكن استخدام أي عدد من العقد والأجهزة والروابط وما إلى ذلك في نظام الاتصال، وأنّه بينما يتم عرض نظام الاتصال في اتجاه معين لا سيما إظهار شبكة واحدة، قد يتضمن تكوين الشبكة هذا أيضًا العديد من الشبكات والشبكات الفرعية أو الشبكات التي تدعم الاتصال الهجين الطرائق، وعلى سبيل المثال الشبكات المتداخلة اللاسلكية وشبكات الألياف وشبكات (PLC) حسب الاقتضاء.

 

  • “PLC” هي اختصار لـ “Power-Line Communication”.

 

  • “WAN” هي اختصار لـ “Wide Area Network”.

 

  • “LAN” هي اختصار لـ “Local Area Network”.

 

تطور عمل نظام الاتصالات اللاسلكية منخفضة الطاقة وتقنيات الإدارة عن بعد

 

يمكن تبادل حزم البيانات كحركة المرور أو الرسائل بين الأجهزة في الشبكة باستخدام بروتوكولات اتصال الشبكة المحددة مسبقاً، مثل البروتوكولات السلكية والبروتوكولات اللاسلكية كـ (IEEE Std. 802.15.4) و(Wi-Fi) و(Bluetooth) أو (Bluetooth منخفضة الطاقة (BLE)) أو بروتوكولات الشبكة الخلوية مثل (3G) و(LTE) أو بروتوكولات (PLC) أو بروتوكولات الوسائط المشتركة الأخرى عند الاقتضاء، كما يتكون البروتوكول من مجموعة من القواعد التي تحدد كيفية تفاعل الأجهزة أو تواصلها مع بعضها البعض.

 

قد تكون عُقد أو أجهزة الكائن الذكية التي تشكل شبكة المستشعر مجهزة بشكل عام بجهاز إرسال واستقبال لاسلكي أو واجهات شبكة أخرى مثل منافذ (PLC)، ومعالج أو متحكم دقيق ومصدر للطاقة مثل كبطارية، وفي كثير من الأحيان تُعتبر شبكات الكائنات الذكية شبكات منطقة المجال (FAN) وشبكات المناطق المجاورة (NAN) وما إلى ذلك، وتؤثر قيود الحجم والتكلفة لعقد الكائنات الذكية مثل أجهزة الاستشعار على الموارد مثل الطاقة والذاكرة وسرعة الحساب وعرض النطاق الترددي.

 

بالإضافة إلى ذلك قد تشتمل وحدة التحكم السحابية على جهاز واحد أو أكثر من الأجهزة القائمة على السحابة والتي توفر بشكل عملي تعليمات للأجهزة في الشبكة، كأجهزة المنارة وجهاز نقطة الوصول ويمكن تكوين وحدة التحكم السحابية؛ لإدارة عمليات أجهزة الشبكة الفردية بما في ذلك مستويات الطاقة والإسبات وجدولة الإرسال وما شابه.

 

  • “LTE” هي اختصار لـ “Long Term Evolution”.

 

  • “BLE” هي اختصار لـ “Bluetooth Low Energy”.

 

  • “IEEE ” هي اختصار لـ “Institute of Electrical and Electronics Engineers”.

 

  • “NAN” هي اختصار لـ “Neighborhood Area Network”.

 

  • “FAN” هي اختصار لـ “Facility Area Network”.
المصدر

Introduction to Analog and Digital Communications/ Simon HaykinData Communication and Computer NetworkWIRELESS COMMUNICATIONS/ Andreas F. MolischTheory and Problems of Signals and Systems/ Hwei P. Hsu, Ph.D./ JOHN M. SENIOR Optical Fiber Communications Principles and Practice Third Edition

اترك تعليقًا

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.