فانغدا تشيكونغ: افهم تقنية حل مصباح الشارع الذكي اللاسلكي بتقنية ZigBee في مقال واحد

　　العقلنة هي حاليًا الموضوع الأكثر رواجًا. من المنازل الذكية والمكاتب الذكية إلى مصابيح الشوارع الذكية والمدن الذكية، تنتقل العديد من الشركات في صناعة الإضاءة بنشاط إلى المجال الذكي. تجذب مصابيح الشوارع، باعتبارها البنية التحتية للإضاءة الأكثر انتشارًا في المدن، انتباه العديد من محترفي الإضاءة.

　　في السنوات الأخيرة، طورت الصين بقوة المدن الذكية، مع بناء الطرق الجديدة وتجديد المصابيح القديمة، وجميعها نفذت إنارة الشوارع الذكية. كما تم تطبيق تقنية ZigBee على نطاق واسع في مصابيح الشوارع، فكيف بالضبط يحقق حل مصباح الشارع الذكي اللاسلكي بتقنية ZigBee ذكية مصابيح الشوارع؟ سيقدم لكم المحرر اليوم لمحة عامة.

　　1. ما هي تقنية ZigBee بالضبط؟

　　ZigBee هو بروتوكول شبكة محلية منخفضة الطاقة يعتمد على معيار IEEE 802.15.4. وفقًا للمعايير الدولية، تُعد تقنية ZigBee تقنية شبكات اتصالات لاسلكية قصيرة المدى ومنخفضة الطاقة. وهو معيار اتصالات، وليس تقنية تمتلكها شركة معينة.

　　2. هل يمكن للبوابة اللاسلكية Zigbee دعم 65535 عقدة أم 254 طرفية (عقدة)؟

　　(هيكل طوبولوجيا شبكة ZigBee)

　　يستخدم مخطط الطوبولوجيا أعلاه طريقة الشبكات النجمية. إذا تم اعتماد طريقة الشبكات هذه مع وظيفة MESH (التوجيه) في الموجّه، يمكن للمنسق الواحد دعم 65535 عقدة، حيث تمثل 65535 القيمة القصوى. ومع ذلك، في التطبيقات العملية، نظرًا لازدحام الشبكة ووقت الاستجابة والإنتاجية واستقرار العقد، لا يتم عادةً تكوين هذا العدد الكبير من العقد.

　　بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن ZigBee هو وضع اتصال منخفض الطاقة وقصير المدى، يجب مراعاة مشكلة مسافة الاتصال في التطبيقات العملية. لذلك، فإن "الهوية المزدوجة" للأجهزة الطرفية المستخدمة في التطبيقات الفعلية (كونها عقدًا وموجّهات في الوقت نفسه)، بحيث يكون للمنسق (البوابة) بشكل عام حد أقصى للوصول يبلغ 254 طرفية.

　　ثالثًا: كيف تحقق بوابة ZigBee المعلن عنها في القطاع حمل 300-1000 عقدة؟ وما هي مزاياها وعيوبها؟

　　كما يتضح من مخطط الطوبولوجيا، يتكون النظام من أربعة أجزاء: المُنسِّق، والطرف (التوجيه + العقدة)، والموجِّه، والعقدة. من خلال ضبط نسبة الأطراف إلى الموجِّهات، يمكن تحقيق ربط 255 إلى 65535 عقدة.

　　المزايا: يمكن لمُنسِّق واحد (بوابة) حمل المزيد من العقد.

　　العيوب: تنخفض سرعة الاتصال. بمجرد تجاوز عدد العقد 254، تنخفض كفاءة الاتصال في الشبكة بالكامل - كلما زاد عدد العقد، أصبح أبطأ. تكون الأعطال الإقليمية عرضة للحدوث. في حالة تعطُّل أحد الموجِّهات، ستفقد جميع العقد الموجودة تحت ذلك الموجِّه إمكانية الاتصال.

　　مسافة الاتصال في الواقع يتم التحكم فيها من خلال مستوى طاقة الإرسال.

　　كلما زادت طاقة الإرسال، زادت المسافة؛ وكلما انخفضت الطاقة، اقتربت المسافة.

　　كلما زادت الطاقة، زاد استهلاك الطاقة؛ وكلما زادت المسافة، زادت احتمالية التداخل المتبادل.

　　كلما قلت الطاقة، انخفض استهلاك الطاقة؛ وكلما اقتربت المسافة، زادت احتمالية التأثر بالتداخل الخارجي.

　　وفقًا لتطبيق ZigBee في التحكم في إنارة الشوارع، يُوصى بنطاق 100-200 متر، لأن المسافة بين أعمدة الإنارة ≤50 مترًا.

على الرغم من أن بوابة Zigbee اللاسلكية يمكنها الاتصال بما يصل إلى 254 محطة طرفية عن طريق ضبط نسبة المحطات الطرفية وأجهزة التوجيه، إلا أنها في التشغيل الفعلي غالبًا ما لا تصل إلى 254. وبأخذ شركة Zhejiang Fangda Zhikong Technology Co., Ltd. كمثال، فإن نظام التحكم في إنارة الشوارع ZigBee الخاص بها يوصي العملاء بعدم حمل سوى 200 عقدة.

　　خامسًا، لماذا نوصي العملاء بعدم حمل سوى 200 عقدة؟

　　1. حدد نقطة تردد واحدة ومعرف PAN لإنشاء الشبكة

　　2. السماح بالوصول إلى 255 جهاز توجيه

　　3. السماح بالوصول إلى 65535 طرفاً من خلال التوجيه

　　وحدة تحكم المصباح الفردي اللاسلكي LCU51Z (الموجِّه + الطرَف):

　　1. مُجهَّز بوظائف التوجيه والمصباح الفردي

　　2. لا حاجة إلى جهاز توجيه خارجي، يمكن تحقيق شبكة ذاتية التنظيم لـ 255 طرفاً

　　وصف تطبيق التحكم في إنارة الشوارع:

في مجال التحكم في إنارة الشوارع، يتم اعتماد طريقة الشبكات الخطية (على جانبي الطريق)، ويجب أن تكون مسافة الإرسال بين الأجهزة الطرفية على الأقل >50 مترًا. مسافة الاتصال لـ LCU51Z/LCU12Z هي ≥150 مترًا.

يجب أن يكون لكل طرفية وظيفة MESH (التوجيه) لضمان إمكانية وصول الإشارة عبر التتابع إلى الجهاز الأبعد عن البوابة. يوصى بأن تكون الأجهزة الطرفية التي يتحكم فيها RTU500Z/RTU200Z في حدود 200 وحدة.

نظرًا لأن كل طرفية هي عقدة وموجه في الوقت نفسه، عند تعطل أحد الأجهزة، يمكن للنظام والأجهزة الطرفية الأخرى أن تستمر في العمل بشكل طبيعي دون حدوث عطل إقليمي.

(سيناريو التطبيق المحاكي لطرفية الاتصال ZigBee في موقع إنارة الشوارع)