Introdução
As antenas desempenham um papel fundamental nas comunicações modernas, facilitando as comunicações sem fios. São responsáveis pela transmissão e receção de sinais de rádio através de meios sem fios (ondas electromagnéticas). Um dos principais domínios em que as antenas são utilizadas é o sector da IoT.
As redes de hélio são um dos sectores emergentes que visam a comunicação de baixa potência e de longo alcance. Um elemento crítico das redes de hélio é a antenas de hélio que facilitam a comunicação sem fios. As antenas de hélio são especialmente fabricadas para permitir a communicação entre diferentes dispositivos IoT numa rede de hélio.
Agora, vamos discutir a importância e os diferentes tipos de antenas de hélio existentes no mercado. Além disso, discutiremos o funcionamento de uma antena de hélio e as etapas básicas para configurar uma antena de hélio.
O que é a Rede Helium?
Numa primeira fase, iremos discutir redes de hélio na IoT. As redes Helium são um conjunto de redes IoT sem fios descentralizadas baseadas em cadeias de blocos. Estas redes utilizam um LoRaWAN stack para communication, ligada a uma criptomoeda conhecida como Helium Network Token (HNT). Estas redes funcionam com base no conceito de propriedade descentralizada, em que os utilizadores com HNT podem aderir à rede e ser automaticamente reconhecidos como hotspots que suportam a rede. Quando um utilizador deseja utilizar a rede, gasta os HNTs disponíveis para apoiar a rede.
As redes de hélio proporcionam uma rede robusta para a comunicação entre diferentes nós IoT a uma longa distância. Além disso, uma vez que os utilizadores não necessitam de procedimentos dedicados de estabelecimento de ligação, estas redes proporcionam uma funcionalidade de baixo consumo de energia para dispositivos IoT ligados. As aplicações das redes de hélio podem ser encontradas em áreas como:
- Rastreio de activos
- Monitorização das condições ambientais
- Cidades inteligentes e gestão
O que é uma antena de hélio?
Falemos agora das antenas de hélio. Uma antena de hélio é um elemento crucial para estabelecer uma rede de hélio entre dispositivos IoT. Essas antenas de hélio são especializadas no suporte a redes de hélio e operam nas bandas de frequência LoRaWAN. Para os EUA, a frequência LoRaWAN é 900 MHz, enquanto para a Europa é 868 MHz. Estas antenas estão disponíveis em diferentes tipos.
As antenas de hélio diferem das antenas tradicionais de várias formas:
- Banda de frequência de operação: A maioria das antenas tradicionais, com exceção das antenas utilizadas nas redes LoRaWAN, opera numa frequência diferente da das antenas de hélio. Quando comparadas com as antenas de hélio, elas operam em faixas de frequência de rádio commercial.
- Aplicação: As antenas de hélio são exclusivamente concebidas para funcionar em redes de hélio, enquanto as antenas tradicionais se destinam a realizar diferentes conjuntos de aplicações. Estas aplicações vão desde as comunicações militares até às comunicações por satélite.
- Conceção da antena: Os tipos de antenas de hélio estão limitados a tipos de antenas omnidireccionais e direcionais; no entanto, os tipos de antenas tradicionais apresentam diferentes concepções de antenas.
- Descentralização da rede: As antenas de hélio numa rede de hélio funcionam como pontos de acesso, enquanto as antenas tradicionais funcionam como uma parte central da própria rede. Aprofundando o facto, as antenas de hélio permitem a descentralização da rede.
Compreendendo a diferença entre as antenas tradicionais e as antenas de hélio, vamos agora discutir o papel das antenas de hélio numa rede de hélio. As antenas de hélio fornecem cobertura para os dispositivos IoT integrados na rede de hélio. Além disso, os utilizadores podem minerar HNT estabelecendo antenas de hélio e fornecendo cobertura para utilizadores próximos na vizinhança. Além disso, também fornecem um meio de comunicação para que diferentes dispositivos IoT se comuniquem a longa distância, consumindo menos energia.
Por último, as antenas helium asseguram a descentralização da rede helium, proporcionando uma ligação mais robusta e pontos de acesso em toda a rede.
Tipos de antenas de hélio
A escolha do tipo correto de antena de hélio é essencial para realizar o verdadeiro potencial destas antenas. A escolha dependerá de:
- Ganho e cobertura esperados da antena
- O terreno dos arredores
Existem dois tipos de antenas de hélio, são eles:
- Antenas de hélio omnidireccionais
- Antenas de hélio direcionais
Para além desta categorização, existem antenas de hélio colocadas no interior e no exterior. No entanto, neste artigo, vamos concentrar-nos nestes dois tipos principais de antenas.
As antenas de hélio omnidireccionais são amplamente utilizadas em zonas urbanas e suburbanas para obter uma ampla cobertura. Além disso, são fáceis de instalar e proporcionam uma cobertura uniforme em zonas obstruídas.
Por outro lado, as antenas direcionais são utilizadas em zonas rurais onde é necessária uma vasta gama de cobertura, uma vez que as antenas são colocadas a uma distância considerável umas das outras. As antenas de hélio direcionais são adequadas para áreas que requerem um ganho elevado em vez de uma ampla área de cobertura.
Como funciona uma antena de hélio?
As antenas de hélio, tal como as antenas tradicionais, funcionam utilizando uma teoria de antena semelhante. Transmitem e recebem sinais de rádio para permitir a comunicação entre dois terminais. Inicialmente, um sinal elétrico gerado através de um gerador de RF back-end é passado através de um sintetizador de RF para gerar os sinais de rádio numa frequência desejada. No caso das antenas de hélio, esta é de 900 MHz (EUA) ou 868 MHz (Europa). Nas antenas de hélio, elas funcionam com um algoritmo descentralizado especializado conhecido como Proof of Coverage (PoC). É o princípio fundamental de uma blockchain da rede Helium. Esse algoritmo garante que cada antena de hélio na rede descreva com precisão sua localização e a cobertura que cobre durante a transmissão. Desta forma, as antenas de hélio podem integrar-se em redes de hélio para diferentes aplicações.
Instalação e configuração da antena de hélio
A instalação de antenas de hélio requer alguns passos importantes. Estes passos podem ser summarizados da seguinte forma:
- Inicialmente, avalie a viabilidade da montagem de uma antena de hélio e verifique a cobertura utilizando o mapa de cobertura de hélio. Escolha o tipo de antena adequado em função das suas necessidades e do terreno.
- Descarregue e configure uma aplicação de hélio à sua escolha para aceder às redes de hélio disponíveis.
- Por fim, defina a antena para ativar o ponto de acesso à rede.
Vantagens da utilização de uma antena de hélio
Vamos descrever algumas das vantagens da utilização de uma antena de hélio. Estas vantagens incluem:
- A arquitetura descentralizada da rede de hélio proporciona uma conetividade robusta quando comparada com a Wi-Fi
- A ativação de hotspots de hélio utilizando antenas de hélio permite aos utilizadores extrair HNT, que tem um valor monetário
- Conectividade de longo alcance e baixo consumo de energia
- Sem custos adicionais em comparação com as redes celulares tradicionais
Antenas de hélio no mundo real
Algumas das áreas de aplicação das antenas de hélio são:
- Dispositivos IoT de baixo consumo
- Aplicações agrícolas inteligentes em que é necessária a monitorização de dispositivos IoT
- Aplicações para cidades inteligentes
- Acompanhamento dos activos
- Exploração mineira de cadeias de blocos
- Sistemas de monitorização seguros e descentralizados de longo alcance
Conclusão
Discutimos as antenas de hélio e a sua importância nas redes de hélio. Além disso, descrevemos algumas das vantagens e aplicações reais das antenas de hélio. As antenas e redes de hélio estão a tornar-se populares devido à sua autoridade descentralizada e facilidade de utilização e integração. Estão também a tornar-se populares como meio de rendimento passivo para minerar criptomoedas.
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