سیگفاکس چیست و چگونه کار می کند؟

شروع موضوع توسط بهیدو ‏13 آگوست 2017 در انجمن نرم افزار

کلمات کلیدی:
  1. بهیدو

    بهیدو Member

    ارسال‌ها:
    42
    تشکر شده:
    1
    امتیاز دستاورد:
    8
    سیگفاکس یک شبکه وسیع کم توان برقی‌ است ( LPWAN). دستگاه‌های متصلی که از سیگفاکس استفاده میکنند از توان برقی‌ کمی‌ استفاده کرده و در مصافت‌های طولانی‌ کارایی دارد در مقایسه با پرتکلهای اتصال وای‌فای و بلوتوث که توان برقی‌ زیادی که مصرف کرده و تا مهددهٔ کوتاهی‌ کارایی دارند. یک اپلیکیشن سیگفاکس مراحل اصلی‌ زیر را دنبال می‌کند:

    ۱. دستگاه‌های زیادی که به اینترنت متصل هستند دیتا را از طریق شبکه سیگفاکس به یه پایگاه اصلی‌ (دروازه ورودی) می‌فرستد.

    ۲. سپس پایگاه اصلی‌ پیام‌ها را شناسایی، رمزگشایی کرده و حداقل در هر ده دقیقه به سیگفاکس cloud از طریق سه کانال گزارش می‌کند

    ۳. سپس سیگفاکس کلود این پیام‌ها را به سرورهای مشتری اند پلتفرم‌های ایت براساس درخواست مشتری انتقال میدهد.

    از نظر تکنیکی‌، شبکه سیگفکس از نظر روشهای ارسال دیتا و راهبرد‌های الکترونیکی‌ که کمیت . سرعت ، و پییی دادههای فرستاده شده با دیگر وپلن‌ها متفاوت است. سیگفاکس اغلب برای اپلیکیشن‌هایی‌ با توان برقی‌ کم استفاده میشود که تنها نیاز است که به ندرت مقدار کمی‌ از دیتا را در فواصل طولانی‌ بفرستند. برای محیط‌های کشاورزی و مدیریت مالی‌ در سراسر فواصل بسیار طولانی‌ بی‌ عیب‌و ناقص است.

    سیگفاکس چگونه کار می‌کند؟
    شبکه سیگفاکس از این عناصر تشکیل شده است:

    – اشیا ( دستگاه ها)

    – پایگاه‌های اصلی‌( دروازه‌های ورودی)

    – کلود ( اینترنت)

    شبکه سیگفاکس شامل این سه پروسه است:

    – فناوری بند بسیار باریک

    – کلیدگزاری تغییر فاز

    – کلید گزاری‌ انتقال

    شکل زیر عناصر مهم و فرایند‌های انتقال دیتا از طریق سیگفاکس را نشان میدهد:

    انتقال دیتا سیگفاکس آنگونه که در ادامه آماده بهتر فهمید میشود: اشیا (دستگاها) از طریق سیگفاکس به اینترنت متصل میشوند. شیئی میتواند حسگر های درجه حرارت ،رطوبت و/یا اشباع و غیره که در یک کیلومتری یک پایگاه اصلی‌ قرار دارد باشند .

    در ارتباط با سیگفاکس، اشیا پیام‌هایی‌ به پایگاه‌های اصلی‌ میفرستند ، جایی‌ که سخت‌افزار از کلیدزنی تغییر فاز استفاده می‌کند تا سیگنال‌ها را رمزگشایی کرده و دیتا‌هایی‌ را از شبکه محلی به اینترنت (کلود) برای محاسبه میفرستد که از پلتفرمهی فرعی ماند یوبیدتس استفاده می‌کند.

    کلید گذاری‌ تغییر فاز (DPSK) چیست؟
    [​IMG]

    دی پی‌ اس‌ کی‌ روشی است که توسط پایگاه‌های اصلی‌ (گذرگاه ها) سیگنال را تبدیل کرده و اشکال زدایی می‌کند و دوباره به حالت اول تبدیل شده و به اینترنت (cloud) فرستاده میشود. وقتی‌ یک سیگنال از دستگاهی به یک پیگها اصلی‌ منتقل میشود، ناچاراً در مسیرش با تداخلاتی از محیط روبرو میشود ( باران یا جنگل‌های انبوه). این مداخلات جهانیست ؛ هر سیگنالی که از هر شبکه اینترنتی فرستاده میشود معیوب شده و هنگام رسیدن به مقصدش مقداری متفاوت است.

    سیگفاکس این مشکل را با استفاده از کلیدزنی تغییر فاز (دی پی‌ اس‌ کی‌) برطرف کرده است. نقش دیپیس کی‌ این است که مطمئن شود سیگنالی که پایگاه اصلی‌ را ترک کرده دقیقا همان سیگنالی است که از دستگاه خارج شده. سخت افزار پایگاه اصلی‌ از طریق تغییر فاز سیگنال عیبها را کشف کرده و از بین میبرد و از این طریق این مرحله را تکمیل می‌کند. سخت‌افزار سیگفاکس در پایگاه‌های اصلی‌ این را از طرق زیر تکمیل می‌کند:

    ۱. شی‌ دیتا را به شکل ارقام دیجیتالی به پایگاه‌های اصلی‌ میفرستد.یک پالس بلند زمانی‌ رخ میدهد که یک رقم ۱ باشد ، و یک پالس کوتاه زمانی‌ رخ میدهد که یک ۰ باشد. در زیر یک ورودی ارقام دیجیتالی ۱۱۰۰۰۱۱۰ را نشان میدهد :

    ۲. سپس این جریان رقمی‌، به ترتیب متفاوتی از ۱ و ۰‌ها هنگامیکه از مدار رمزگشا عبور می‌کند تبدیل میشود. ترتیب جدید قرار دادی نیست، بلکه از سخت‌افزاری پیچیده برای محاسبه دقیق آن استفاده میشود. هدف این تبدیل آماده سازی سیگنال برای تحلیل الکترونیکی است.

    زمانیکه وضعیت سیگنال ورودی از مقدار زیاد به کم میرود (از ۱ به ۰) ، سخت‌افزار فاز سیگنال را تغییر میدهد. تغییر فاز سیگنال یعنی‌ ،یک فاصله زمانی‌ بین سیگنال اصلی‌ و مسیرهای جدید تحمیل می‌کند. زمانیکه فاز تغییر می‌کند، یک سیگنال در جایی‌ که در ابتدا مسیر اصلی‌ بود دچار پس افت یا پیش افت میشود.

    ۳. هرچه بیشتر سیگنال در پایگاه اصلی‌ دچار تغییر فاز شود، بیشتر اختلالاتش نمایان میشوند. به طور مشابه، هرچه بیشتر یه شخص مجروح به بیمارستان مراجعه کند، دکترها بیشتر با اشعه ایکس از او عکسبرداری میکنند تا بهتر و درستر جراحت وارده را تشخیص دهند. وقتی‌ سیگنالی آسیب محیطی‌ دیده‌است ، آسیب تا زمانیکه در سیگنال تغییر فاز ایجاد میشود قابل توجه نیست، و از طریق مدارهایی که شبیه اشعه ایکس عمل میکنند این تغییر فاز‌ها تحلیل می‌شوند و اینکه این اختلالات در کجا وجود دارند کشف شده ، در نتیجه دیتا را” پاک میکنند” تا منتقل شود.

    بطور خلاصه، سخت‌افزار پایگاه اصلی‌ فاز را تغییر میدهد تا تصویر” اشعه ایکس” دیتا را بگیرد تا تشخیص دهد چه اختلالاتی وجود دارد و چطور باید اصلاح شوند.

    . ۴ مرحله بعدی ، مدارات سخت‌افزار سیگنال اصلی را به ترتیب اصلیش تبدیل می‌کند اما بدون اختلال، و دیتا را به صورت آپلینک به اینترنت می‌فرستد.

    وقتی‌ که اینترنت (cloud) سیگنالی که از یک شبکه محلی ( uplink) فرستاده شده را از پایگاه اصلی‌ می‌گیرد، ، در پاسخ سیگنالی یا به یک درخواست مشتری یا پایگاه اصلی‌ میفرستد. سیگنال هایی که از یه شبکه گسترده فرستاده میشود از کلیدگزاری تغییر فرکانس استفاده می‌کند.

    کلید گذاری تغییر فرکانس (FSK)چیست؟
    [​IMG]

    کلیدگزاری تغییر فرکانس و تغییر فاز شبیه یکدیگر هستند زیرا هر دو فرایند سیگنال ورودی را تغییر داده ، اختلالات را تحلیل و کشف میکنند، آنها را حذف کرده و دیتا را به سیگنال اصلی‌ تبدیل میکنند. گرچه به جای تغییر و تحلیل فاز ، افت اس‌ کی‌ فرکانس را تغییر داده و تحلیل می‌کند. درست مانند تغییرات فاز در DPSK، تغییرات فرکانس در FSK اختلالات سیگنال را نمایان می کند، که مدارات پیچیده می توانند آنها را اشکال زدایی کنند.

    مساله مهم الان این است که چرا سیگفاکس DPSK را برای انتقالات از سیگنال از شبکه محلی (یا دستگاه) به شبکه گسترده (uplink) و از FSK برای فرستادن سیگنال از شبکه گسترده به شبکه محلی (downlink) استفاده می کند؟

    1. DPSK پهنای باند کارامد تری از FSK است ، بنابراین فرکانس ها و کانالهای در دسترس کمتری برای انتقال سیگنال دارد
    ۳.فضای کمتر جهت انتقال داده= نرخ داده و خروجی‌ کمتر

    1. نرخ داده کمتر = دریافت کننده حساس تر سیگنال ( مانند یک پایگاه اصلی)
    ۴.حساسیت بیشتر= دامنه قابل دسترسی بیشتر، به عبارت دیگر دیتا از دستگاه‌های حسگر از راه بسیار دور قابل شناساییست

    ۵. سیگنلا‌های آپلینک ( که از دستگاه فرستاده می‌شوند) بطور معمول تداخل بیشتری ایجاد می‌کند تا سیگنال‌های دان لینک ( که از شبکه گسترده تری به دستگاه فرستاده میشوند) ، بنابرین یک پهنای باند باریکی در DPSK دارد= نیرو متمرکز تر است = نیرومندی بیشتر برای تداخل

    ۶.چون تداخل مشکل بزرگی‌ در دان لینک محسوب نمیشود، سیگنالهای دانلینک بیشتر متمرکز هستند تا آنجائی که ممکن است بطور موثر به اپلیکیشن‌هایی‌ زیادی برسند. در FSK، پهنای باند بیشتر=فضای بیشتر برای ارسال سیگنال= اپلیکیشن‌های قابل دسترس بیشتر

    تکنولوژی باند بسیار باریک
    با وجود DPSK‌ و FSK، مشتریان سیگفاکس میتوانند از مزایای ارسال دیتا در محدوده‌های طولانی‌ بهره‌مند شوند. اما چطور سیگفاکس توان الکتریکی کم را تضمین می‌کند؟

    سیگفاکس از تکنولوژی به اسم باند بسیار باریک استفاده می‌کند که سیگنال‌ها به صورت مکرر ارسال میشوند ، بنابرین به انرژی کمتری احتیاج است.

    سیگفاکس تکنولوژی باند بسیار باریکش را سازماندهی کرده تا تنها اجازه ارسال تا ۱۴۰ پیام آپلینک و ۴ پیام دان لینک در یک روز در نرخهای داده پائین ۸ بایت د رهر پیام، را بدهد. این درواقع یک انتقال دیتا غیر مکرر است – یک پیام میتواند حداقل هر ده دقیقه به دلیل اندازه و محدودیت زمانی‌ که سیگفاکس به پروتکل انتقال دیتای÷ش تحمیل می‌کند ارسال شود.

    نتیجه گیری
    سیگفاکس از تکنولوژی شبکه ارتباطی‌ با دامنه‌ای طولانی‌، توان برقی‌ ، و توان عملیاتی کم استفاده می‌کند که با حفاظت عالی‌ از مداخلات محیطی‌ همراه است که به دیتا اجازه میدهد به طور کارایی به اپلیکیشن‌های زیادی برسد. سیگفاکس هنوز “در مرحله ابتدایی گیرنده” برای راه حل‌های اتصال وجود دارد؛ گرچه ، تا به حال هزاران دستگاه متصل از طریق تکنولوژی سیگفاکس در سراسر دنیا وجود دارد ، که این ثابت می‌کند که توان بلقوه ای برای فراهم کردن راه حل‌هایی‌ مقرون بصرفه در بازارها و صنعت‌های مختلفی‌ دارد.

    برای گزینه‌های اتصال بیشتر در دنیای IOT، مطالبی را در LORA WAN بررسی‌ کنید یا به بخش عالی‌ پروتکل‌های بی‌ سیم محبوب در سراسر دنیا مراجعه کنید .شما می توانید در ادامه مقاله دیگر ما را به عنوان”زبان برنامه نویسی اینترنت اشیا” را در ادامه مطالعه فرمایید
    منبع:بهیدو
     
    نوشته شده توسط بهیدو در ‏13 آگوست 2017

به اشتراک بگذارید