حلل مبادئ ومزايا تقنية الاتصال عبر نظام تحديد المواقع العالمي (GPRS) المستخدمة في محطات الأرصاد الجوية

حلل مبادئ ومزايا تقنية الاتصال عبر نظام تحديد المواقع العالمي (GPRS) المستخدمة في محطات الأرصاد الجوية

في الوقت الحاضر، يتزايد طلبنا على البيانات المناخية باستمرار. فعلى سبيل المثال، عندما نخرج للتنزه، نحتاج إلى فهم العناصر البيئية والمناخية للمكان. كما تحتاج الجهات المعنية إلى معرفة الظروف المناخية للطرق السريعة لضمان سلامة القيادة. ويحتاج المزارعون إلى معلومات جوية أكثر دقة، كدرجة الحرارة وهطول الأمطار، لتحديد مواعيد الزراعة والحصاد. وتحتاج المدارس أيضاً إلى الحصول على البيانات المناخية لمساعدة الطلاب على فهم الطبيعة وتوسيع آفاقهم. ولجمع البيانات المناخية، لدينا أيضاً معدات متطورة، كمحطات الأرصاد الجوية.

تستطيع محطة الأرصاد الجوية جمع بيانات الأرصاد الجوية، مثل درجة الحرارة والرطوبة وسرعة الرياح واتجاهها والضوضاء والضوء والأشعة فوق البنفسجية وهطول الأمطار والتبخر، وغيرها، وتحميل البيانات المجمعة إلى منصة المراقبة في الوقت الفعلي. وتشمل طرق التحميل عبر منفذ شبكة RJ45، وGPRS، و4G، وغيرها. في هذه المقالة، سنتناول بشكل أساسي طريقة GPRS الأكثر شيوعًا.

1. مقدمة موجزة عن طريقة الاتصال GPRS

GPRS هو اختصار لنظام الراديو الحزمي العام (General Packet Radio System). وهي تقنية تقع بين الجيلين الثاني والثالث، وتُعرف عادةً باسم 2.5G. يعتمد GPRS نفس نطاق التردد، وعرض النطاق الترددي، وبنية الإرسال المتتابع، ومعيار التعديل اللاسلكي، وقواعد القفز الترددي، وبنية إطار TDMA المستخدمة في GSM. لذلك، عند إنشاء نظام GPRS على أساس نظام GSM، لا يلزم تعديل معظم مكونات نظام GSM في الأجهزة، بل يكفي تحديث البرامج فقط. مع GPRS، يتم تقليص وقت إعداد المكالمة للمستخدم بشكل كبير، ويمكنه البقاء متصلاً بالإنترنت بشكل شبه دائم. بالإضافة إلى ذلك، تُحاسب خدمة GPRS بناءً على كمية البيانات المرسلة من قِبل المشغل وليس على مدة الاتصال، مما يُقلل تكلفة الخدمة لكل مستخدم.

2. مبدأ العمل الأساسي

تُعدّ خدمة GPRS إضافةً لعقدتين شبكيتين جديدتين إلى شبكة GSM الأصلية ذات التبديل الدائري: عقدة دعم خدمة GPRS (SGSN) وعقدة دعم البوابة (GGSN). تقع كل من SGSN وMSC على نفس المستوى، وتتتبعان وحدة التخزين الخاصة بجهاز MS واحد لتنفيذ وظائف الأمان والتحكم في الوصول، وتتصلان بنظام المحطة الأساسية عبر تقنية ترحيل الإطارات. تدعم GGSN الاتصال الداخلي مع الشبكات الخارجية ذات التبديل الحزمي، وتتصل بـ SGSN عبر شبكة GPRS الأساسية القائمة على بروتوكول الإنترنت (IP).

يستقبل جهاز GPRS البيانات من محطة الأرصاد الجوية عبر الواجهة، ويرسل بيانات حزمة GPRS المُعالجة إلى محطة GSM الأساسية. بعد تغليف بيانات الحزمة بواسطة SGSN، يتواصل SGSN مع نقطة دعم البوابة GGSN عبر شبكة GPRS الأساسية. يقوم GGSN بمعالجة بيانات الحزمة وفقًا لذلك، ثم يرسلها إلى الشبكة المستهدفة، مثل الإنترنت أو شبكة X.25.

إذا تم إرسال بيانات الحزمة إلى محطة GPRS أخرى، فسيتم إرسال البيانات إلى SGSN بواسطة شبكة العمود الفقري GPRS، ثم يتم إرسالها إلى محطة GPRS عبر BSS.

3. مزايا الاتصال عبر نظام GPRS

1. تغطية واسعة

تقع المحطة في منطقة نائية ومتفرقة جغرافياً، إلا أن شبكة GPRS تغطي جميع أنحاء البلاد. ويمكن اختيار شبكتين من الجيل الثاني/الرابع حسب الرغبة، مما يلبي متطلبات التغطية لمحطة الأرصاد الجوية.

2. معدل نقل بيانات عالٍ

يبلغ حجم نقل البيانات لكل محطة أرصاد جوية حوالي 10 كيلوبت في الثانية. أما معدل نقل البيانات الفعلي لشبكة GPRS فيبلغ حاليًا حوالي 40 كيلوبت في الثانية.

3. تكلفة الاتصال منخفضة

يتطلب استخدام الوضع السلكي لنقل المعلومات وجود خط مخصص للاتصال، وتكون التكلفة مرتفعة، بينما باستخدام وضع الاتصال اللاسلكي GPRS، لا تحتاج إلا إلى دفع الرسوم وفقًا لمعدل تدفق البيانات، ومعدل استخدام الموارد مرتفع، وباستخدام شبكة اتصالات 2G، يكون الحد الأدنى 30 يوانًا شهريًا فقط.

4. يدعم بروتوكول IP وبروتوكول X.25

يدعم نظام GPRS بروتوكول IP الأكثر استخدامًا وبروتوكول X.25 على الإنترنت، وبسبب التغطية الواسعة لشبكة GSM، يمكن لنظام GPRS توفير الوصول اللاسلكي العالمي إلى الإنترنت وشبكات الحزم الأخرى.

يرغب كل من يمتلك نظام مراقبة بيئية في أن يبدو وكأنه مزود بمستشعر أصلي. ولكن لتحقيق ذلك، يتطلب الأمر عادةً الاستثمار في حلول استشعار لأنظمة المراقبة البيئية. تقدم لكم شركة هونان ريكا للتكنولوجيا الإلكترونية المحدودة الحل الأمثل.

من المؤكد أن القرن الحادي والعشرين سيحمل معه المزيد من الابتكار والخدمات الجديدة والتقنيات الحديثة، وبالتالي منتجات وخدمات جديدة للبيع. وستواصل شركة هونان ريكا للتقنية الإلكترونية المحدودة ريادتها وتشكيلها للأسواق التي تختار المنافسة فيها.

اعتادت شركة هونان ريكا للتكنولوجيا الإلكترونية المحدودة على إيجاد حلول أثناء التفكير في المشكلات، وكذلك التعبير عن الفكرة الكاملة بشكل فردي.

يُعد حل مستشعر OEM أحد أكثر الأدوات استخدامًا لأنظمة مراقبة البيئة.

من الضروري معرفة آلية عمل النظام الأساسية لمساعدتنا على فهم مكوناته والدور الذي تلعبه.