فيما يُستخدم هوائي LoRa؟

تُعد تقنية LoRa اختصارًا لتقنية LoRa للاتصال بعيد المدى المشترك 1TP14، وهي شائعة في مختلف قطاعات إنترنت الأشياء و من آلة إلى آلة communications. هوائيات LoRa هي هوائيات متخصصة مصممة لتسهيل الاتصال بعيد المدى بتقنية communication بطاقة منخفضة. وهي مسؤولة عن نقل الإشارات عبر تقنية LoRa. LoRa هي تقنية تم تطويرها بواسطة شركة سيمتيك لتلبية احتياجات التشغيل منخفض الطاقة لأجهزة إنترنت الأشياء على مدى بعيد.

في هذه المقالة، سوف نستكشف استخدامات وتطبيقات هوائيات LoRa. علاوة على ذلك، سنقوم أيضًا بالتحقيق في بعض أنواع هوائيات LoRa والتطبيقات الرئيسية لهوائيات LoRa في قطاعات إنترنت الأشياء المختلفة. أخيرا، سنحدد بعض التحديات والاتجاهات المستقبلية في هوائيات LoRa.

فهم تقنية LoRa

أولاً، سنتحقق أولاً من مبدأ عمل تقنية LoRa. LoRa هو بروتوكول اتصال طويل المدى منخفض الطاقة يستخدم من قبل أجهزة إنترنت الأشياء وفي الاتصال من آلة إلى آلة. تعتمد تقنية LoRa على تقنية Chirp Spread Spectrum (CSS) التي تساعد في تحقيق إرسال منخفض الطاقة. تسمح تقنية CSS بانتشار الإشارة عبر نطاق تردد واسع، مما يسمح بإرسال فعال. ميزة رئيسية أخرى لتقنية LoRa هي انخفاض معدلات البيانات. LoRaWAN يشار إليها باسم شبكة WAN المبنية على تقنية LoRa. في summary، يمكن أن تكون تقنية LoRa summarized على الميزات الرئيسية التالية:

• طاقة منخفضة
• بعيد المدى
• معدلات بيانات منخفضة

أساسيات هوائيات LoRa

الهوائيات هي عناصر حاسمة في أنظمة الاتصال اللاسلكي الحديثة المشتركة 1TP14، وهي المسؤولة عن إرسال واستقبال المعلومات بين وجهتين. تم تصميم هوائيات LoRaWAN خصيصًا للعمل في ترددات LoRa. تعمل هوائيات LoRa بشكل أساسي كأجهزة إرسال واستقبال في شبكات LoRaWAN. ومع ذلك, تُستخدم هوائيات LoRa الآن لتطبيقات الاستشعار والتوطين المختلفة أيضًا. هناك أنواع مختلفة من هوائيات LoRa. الأنواع الرئيسية هي:

• هوائيات LoRa متعددة الاتجاهات: تشع هذه الهوائيات إشارات بتغطية 360 درجة وهي سهلة التصنيع والتركيب. وهي تُستخدم على نطاق واسع في تطبيقات LoRaWAN مثل تتبع الأصول والخدمات اللوجستية ومراقبة الظروف البيئية.
• هوائيات LoRa الاتجاهية: تشع هذه الهوائيات إشارات تغطي منطقة معينة أو قطاعاً من المنطقة. وهي معقدة التصميم ولها أنواع مختلفة حسب التطبيقات. وتشمل بعض التطبيقات البارزة تتبع الأصول في المستودعات الكبيرة وإدارة الأساطيل. وهي مثالية للتطبيقات بعيدة المدى.

هناك تصنيفات أخرى لهوائيات LoRa مثل الهوائيات الداخلية والخارجية. يتم تصنيفها أيضًا كهوائيات مدمجة وخارجية. الهوائيات المدمجة مدمجة في مودم أو بوابة ومجهزة بمسافة تغطية منخفضة ذات اتجاه محدد. تُستخدم هوائيات LoRa الخارجية للتطبيقات بعيدة المدى مثل المدن الذكية.

أخيرًا، هناك عامل مهم آخر يجب أخذه في الاعتبار بشأن الهوائيات وهو وضعها وتركيبها حيث يمكن أن يؤثر ذلك على أداء هوائي LoRa. هناك طريقتان لتركيب الهوائي:

• التركيب على عمود: يتم تركيبها عموديًا وهي مثالية للاتصال بعيد المدى1TP14الاتصال
• التركيب على الحائط: يتم نشرها بشكل مثالي في الهواء الطلق ويمكن تركيبها عمودياً وأفقياً.

التطبيقات الرئيسية لهوائيات LoRa

دعونا الآن نتحقق من بعض التطبيقات البارزة لهوائيات LoRa. تشمل هذه التطبيقات ما يلي:

• المدن الذكية: تتضمن المدن الذكية أجهزة إنترنت الأشياء والمباني المتصلة بإنترنت الأشياء. يناقش هذا القطاع تطبيقات مثل الإضاءة الذكية، والإدارة الذكية للنفايات، والمراقبة الذكية لحركة المرور، وقدرات وقوف السيارات الذكية، والاتصال من مركبة إلى كل شيء (V2X). تلعب هوائيات LoRa دورًا حاسمًا في هذا المجال مع الهوائيات متعددة الاتجاهات المستخدمة في الاتصال المشترك V2X (V2X) والهوائيات الاتجاهية المستخدمة في مراقبة حركة المرور الذكية وقدرات مواقف السيارات الذكية.
• الزراعة: تُستخدم هوائيات LoRa في الزراعة الذكية لمراقبة التطبيقات. وتشمل هذه التطبيقات الزراعة الدقيقة وتتبع الماشية ومراقبة صحة المحاصيل. تعتبر تقنية LoRaWAN مثالية لهذه التطبيقات بسبب انخفاض معدلات البيانات وانخفاض استهلاك الطاقة.
• إنترنت الأشياء الصناعي (IIoT): تُستخدم هوائيات LoRa لإدارة الأصول وتتبعها في المستودعات والمجمعات الصناعية. علاوة على ذلك، تُستخدم هوائيات LoRa أيضًا للاتصال المشترك من آلة إلى آلة 1TP14، مما يسمح بمعدلات بيانات أقل على مدى طويل.
• المراقبة البيئية: عمودي آخر تستخدم فيه هوائيات LoRa الخارجية. هنا تستخدم هوائيات LoRa لتتبع التلوث وأنظمة إدارة الكوارث. تعد تقنية LoRaWAN بارزة في هذا المجال الرأسي نظرًا لقدرتها التشغيلية بعيدة المدى.
• الرعاية الصحية: تُستخدم هوائيات LoRa أيضًا في تطبيقات الرعاية الصحية الذكية لمراقبة المرضى الذكية وتشغيل الأجهزة القابلة للارتداء وتتبع الأصول الطبية.

مزايا استخدام هوائيات LoRa

من خلال استخدام تقنية LoRaWAN، يمكننا تجربة العديد من المزايا. وتشمل هذه المزايا ما يلي:

• إمكانات الاتصال بعيد المدى communication: هذه هي الميزة الأبرز المستخدمة في معظم تطبيقات LoRaWAN. نظرًا لتقنية CSS الخاصة بها، يمكن لهوائيات LoRa الإرسال بكفاءة عبر مسافة كبيرة.
• استهلاك منخفض للطاقة: تنقل LoRaWAN المزودة بتقنية CSS البيانات على شكل حزم بيانات مغردة مما يسهل نقل الطاقة المنخفضة. يُعد الاستهلاك المنخفض للطاقة لهوائيات LoRa مثاليًا لتطبيقات أجهزة إنترنت الأشياء الصغيرة في الزراعة وأنظمة المراقبة البيئية.
• معدلات بيانات أقل: LoRaWAN هو بروتوكول اتصال مشترك فعال من حيث عرض النطاق الترددي 1TP14. لذلك، فإن التطبيقات التي تتطلب معدلات بيانات أقل تستفيد إلى حد كبير من هوائيات LoRa.
• نشر فعال من حيث التكلفة: يتم نشر معظم هوائيات LoRa بفعالية من حيث التكلفة لأنها قد لا تحتاج إلى تأريض إضافي أو أي ظروف كهربائية أخرى مرضية لتشغيلها.
• تعدد الاستخدامات: يمكن استخدام هوائيات LoRa لتطبيقات مختلفة وتتسم بالمرونة بحيث يمكن ترقيتها أو تخفيضها عند الحاجة. يتم نشر هوائيات LoRa في تطبيقات مختلفة تتراوح من مراقبة المحاصيل الذكية إلى شبكات الهيليوم.

التحديات والاعتبارات

على الرغم من مزاياها الفائقة وتعدد تطبيقاتها المتنوعة، تواجه هوائيات LoRa تحديات مختلفة. علاوة على ذلك، هناك بعض العوامل الرئيسية التي تنطوي عليها عند التفكير في هوائيات LoRa لتطبيقك. تشمل هذه التحديات والعوامل ما يلي:

• تداخل الإشارة في بيئتك: من المهم مراعاة أي مصادر للتداخل والعوائق الكبيرة في منطقة شبكة LoRaWAN الخاصة بك.
• القضايا التنظيمية والامتثال: يجب على مستخدمي هوائي LoRa مراعاة القواعد واللوائح المختلفة التي تفرضها الهيئات التنظيمية للعمليات غير المضطربة. من المتوقع أن يختار المستخدمون نطاق تردد التشغيل الصحيح حسب موقعهم الجغرافي.
• اختيار الهوائي ووضعه: من المتوقع أن يختار المستخدمون نوع الهوائي الصحيح حسب تطبيقهم ووضعه وفقاً لذلك. بالنسبة للتطبيقات بعيدة المدى، يمكن للمستخدمين الاعتماد على الهوائيات الموجهة والهوائيات الخارجية. أما بالنسبة للنطاقات القصيرة نسبياً، يمكن للمستخدمين الاعتماد على الهوائيات متعددة الاتجاهات والهوائيات المدمجة.

الاتجاهات والتطورات المستقبلية

دعونا الآن نلخص بعض الخطط والتطورات البارزة لهوائيات LoRa. وهذه تشمل:

• هناك تقنيات مختلفة لتشكيل الحزمة و تقنية MIMO التطورات في قطاع تصميم هوائي LoRa وتطويره
• يشهد سوق LoRaWAN نموًا سريعًا مع نمو عدد أجهزة إنترنت الأشياء
• تتكامل تقنية LoRaWAN الآن مع مختلف التقنيات الأخرى الموجودة مثل NB-IoT و 5G.

الخاتمة

الفهم التفصيلي لهوائيات LoRa أمر بالغ الأهمية لكيفية اختيار هوائيات LoRa واستخدامها. في هذه المقالة، ناقشنا في هذه المقالة مبدأ عمل تقنية LoRaWAN وهوائيات LoRa. ثم، أوجزنا بعض أنواع هوائيات LoRa وتطبيقاتها المختلفة على قطاعات مختلفة في صناعة إنترنت الأشياء. أخيرًا، تمت مناقشة المزايا المختلفة لهوائيات LoRa مع التحديات المختلفة التي تواجهها هذه التقنية.