المشاهدات: 0 المؤلف: محرر الموقع وقت النشر: 2026-08-20 الأصل: موقع
أ نظام مراقبة الطقس LoRaWAN، والمشار إليه هنا أيضًا باسم حل مراقبة الأرصاد الجوية المستند إلى LoRaWAN ، هو نظام لاسلكي مصمم لجمع بيانات الأرصاد الجوية ونقلها وإدارتها من مواقع المراقبة الخارجية أو الموزعة.
إنها مناسبة بشكل خاص للمشاريع التي تنتشر فيها نقاط المراقبة عبر منطقة واسعة، أو حيث يصعب توصيل الكابلات لمسافات طويلة، أو حيث لا يتوفر الوصول إلى الطاقة الرئيسية والشبكة بشكل ملائم.
في حل BGT HYDROMET، تتكون بنية النظام الكاملة من:
مستشعر الأرصاد الجوية + عقدة LoRaWAN + بوابة LoRaWAN + النظام الأساسي السحابي / منصة العملاء
يقوم مستشعر الأرصاد الجوية بقياس المعلمات البيئية مثل درجة الحرارة والرطوبة والضغط الجوي. تقرأ عقدة LoRaWAN بيانات المستشعر من خلال اتصال RS485 وتنقلها لاسلكيًا إلى بوابة LoRaWAN. تقوم البوابة بعد ذلك بإعادة توجيه البيانات نحو النظام الأساسي السحابي أو النظام الخاص بالعميل للعرض والإدارة عن بعد.
توفر هذه البنية طريقة عملية لبناء شبكة لاسلكية لمراقبة الطقس دون الاعتماد على كابلات الإشارة بعيدة المدى.
ومع ذلك، يتم تركيب العديد من نقاط المراقبة في الهواء الطلق أو توزيعها عبر مواقع متعددة. في هذه البيئات، قد يواجه العملاء العديد من التحديات:
الأسلاك لمسافات طويلة صعبة أو مكلفة.
قد لا تكون الطاقة الرئيسية متاحة.
قد يتم توزيع مواقع الرصد على نطاق واسع.
بيانات الطقس يجب أن ينظر إليها عن بعد.
قد تكون هناك حاجة إلى نقاط مراقبة متعددة في مواقع مختلفة.
قد يكون لدى العملاء بالفعل بوابة LoRaWAN أو خادم الشبكة أو منصة البيانات الخاصة بهم.
تتطلب أنظمة مراقبة الطقس السلكية التقليدية عادةً كابلات بعيدة المدى، وبناء الطاقة، ومعدات الحصول على البيانات، والتكامل في الموقع. يمكن أن يؤدي ذلك إلى زيادة تكلفة التثبيت وجعل النشر أكثر تعقيدًا، خاصة عندما يتعلق الأمر بنقاط مراقبة متعددة.
يعالج حل مراقبة الأرصاد الجوية القائم على LoRaWAN هذه التحديات من خلال الجمع بين الاستشعار البيئي والنقل اللاسلكي واتصالات البوابة والوصول إلى النظام الأساسي في نظام واحد.
يحتوي الحل النموذجي لمراقبة الأرصاد الجوية اللاسلكية BGT HYDROMET على أربعة أجزاء رئيسية.
جهاز استشعار الأرصاد الجوية هو المسؤول عن جمع بيانات الطقس من موقع الرصد.
أحد الخيارات النموذجية هو جهاز استشعار درجة الحرارة والرطوبة والضغط.
يقيس هذا المستشعر:
درجة حرارة
رطوبة
الضغط الجوي
يساعد تصميم صندوق التهوية على حماية عناصر الاستشعار من أشعة الشمس المباشرة ورذاذ المطر مع السماح بتدوير الهواء للقياس البيئي.
يستخدم المستشعر اتصال RS485 ويوصى باستخدامه مع عقدة LoRaWAN لنقل البيانات لاسلكيًا.
اعتمادًا على متطلبات المشروع، يمكن أيضًا تحديد معلمات الطقس الأخرى عند تكوين النظام.
تقوم عقدة LoRaWAN بتوصيل مستشعر الأرصاد الجوية بالشبكة اللاسلكية.
يقوم بجمع بيانات مستشعر RS485 وينقل تلك البيانات لاسلكيًا من خلال LoRaWAN.
وفقا لمتطلبات المشروع، SN100-WSQ أو SN200-WSQ . يمكن اختيار
بالنسبة لمواقع المراقبة الخارجية حيث لا تتوفر الطاقة الرئيسية، يمكن أيضًا استخدام عقدة LoRaWAN التي تعمل بالطاقة الشمسية.
قبل تأكيد التكوين النهائي، يجب التحقق من توافق المستشعر، بما في ذلك:
الاتصالات RS485
جهد التشغيل المناسب
انخفاض استهلاك الطاقة
إخراج بيانات مستقر بعد وقت قصير من التشغيل
تساعد هذه العوامل في تحديد ما إذا كان المستشعر والعقدة يمكنهما العمل معًا بشكل صحيح في نظام مراقبة منخفض الطاقة.
تستقبل بوابة LoRaWAN البيانات اللاسلكية من العقد الميدانية وتعيد توجيهها نحو الشبكة ومنصة البيانات.
يمكن اختيار البوابات الداخلية أو الخارجية وفقًا لبيئة التثبيت الفعلية.
ولذلك تعد البوابة عنصر اتصال مهم بين أجهزة المراقبة الميدانية ونظام بيانات المستوى الأعلى.
بعد أن تتلقى البوابة البيانات من عقد LoRaWAN، يمكن تحميل البيانات إلى منصة سحابية أو نظام عملاء.
عند استخدام منصة وبوابة BGT HYDROMET، يمكن للعملاء الوصول إلى البيانات من خلال لوحة معلومات الكمبيوتر الشخصي أو تطبيق الهاتف المحمول.
اعتمادًا على تكوين المشروع، يمكن للنظام الأساسي دعم ما يلي:
عرض البيانات في الوقت الحقيقي
منحنيات البيانات التاريخية
مراقبة حالة الجهاز
تصدير البيانات مثل Excel أو CSV
إشعار التنبيه، إذا تم تكوينه
التكامل مع النظام الأساسي الخاص بالعميل، حسب متطلبات المشروع
إذا كان لدى العميل بالفعل نظام أساسي موجود، فيجب تأكيد طريقة الاتصال المطلوبة وتنسيق البيانات ومتطلبات MQTT وتفاصيل التكامل قبل تأكيد الطلب. يجب أيضًا تأكيد وظائف واجهة برمجة التطبيقات (API) وفقًا لنطاق المشروع الفعلي.
تدفق البيانات الكامل واضح ومباشر.
يتم تثبيت جهاز استشعار الأرصاد الجوية في موقع الرصد.
بالنسبة لمستشعر صندوق التهوية القياسي، يمكن للنظام جمع بيانات درجة الحرارة والرطوبة والضغط الجوي.
يجب عمومًا تركيب المستشعر في مكان مفتوح وخالي من العوائق، بعيدًا عن المباني والأشجار والجدران والعوائق الأخرى التي قد تؤثر على القياس البيئي.
تتواصل عقدة LoRaWAN مع مستشعر الأرصاد الجوية من خلال RS485.
فهو يكتسب قراءات المستشعر ويعدها للإرسال اللاسلكي.
تنقل العقدة بيانات الطقس المجمعة لاسلكيًا من خلال شبكة LoRaWAN.
وهذا يقلل من الحاجة إلى كابلات الإشارة لمسافات طويلة بين نقاط المراقبة ومركز المراقبة.
تستقبل بوابة LoRaWAN البيانات الميدانية وتعيد توجيهها نحو النظام الأساسي السحابي أو خادم العميل.
يمكن للمستخدمين بعد ذلك عرض:
بيانات الطقس في الوقت الحقيقي
السجلات التاريخية
اتجاهات البيانات
حالة الجهاز
من خلال لوحة أجهزة الكمبيوتر أو تطبيق الهاتف المحمول.
وبالتالي يمكن تلخيص مسار البيانات الكامل على النحو التالي:
مستشعر الأرصاد الجوية → عقدة LoRaWAN → بوابة LoRaWAN → منصة البيانات
نظرًا لأن النظام يستخدم الاتصال اللاسلكي LoRaWAN، فلا يلزم وجود كابلات إشارة بعيدة المدى بين أجهزة الاستشعار ومركز المراقبة.
يمكن أن يؤدي ذلك إلى تقليل متطلبات الأسلاك وتبسيط عملية التثبيت، خاصة بالنسبة للمشاريع الخارجية الموزعة.
تم تصميم عقدة LoRaWAN للتشغيل منخفض الطاقة.
اعتمادًا على ظروف الموقع، يمكن للنظام استخدام:
قوة البطارية
الطاقة الشمسية
إمدادات الطاقة الخارجية
بالنسبة للتطبيقات التي يتطلب فيها المستشعر وقتًا أطول لتشغيل الطاقة أو استهلاكًا أعلى للطاقة، يمكن أيضًا مراعاة تكوين اللوحة الشمسية والبطارية ووحدة التحكم في الشحن.
وفقًا لوثائق الحل الحالي، تبلغ مسافة الاتصال المرجعية النموذجية حوالي 5-10 كم في المناطق المفتوحة و1-2 كم في البيئات الحضرية.
يمكن أن يختلف نطاق الإرسال الفعلي حسب المباني والتضاريس وارتفاع الهوائي والظروف المحيطة.
يمكن نشر النظام في المواقع الخارجية مثل الأراضي الزراعية ومواقع البناء والحدائق وجوانب الطرق والحرم الجامعي والخزانات والمناطق الصناعية وغيرها من مواقع المراقبة عن بعد.
يمكن تحميل بيانات الطقس إلى النظام الأساسي وعرضها عن بعد من خلال لوحة معلومات الكمبيوتر أو تطبيق الهاتف المحمول.
يمكن للمستخدمين مراقبة المعلومات في الوقت الفعلي والاتجاهات التاريخية وحالة الجهاز دون الحاجة إلى زيارة كل نقطة مراقبة.
يمكن لشبكة LoRaWAN دعم عقد استشعار متعددة من خلال بوابة واحدة.
وفقًا لوثائق حل BGT HYDROMET الحالية، يمكن لبوابة واحدة أن تدعم بشكل عام مئات من عقد مستشعر LoRaWAN. لا يزال يتعين تأكيد السعة الفعلية وفقًا لتكوين المشروع، بما في ذلك عدد العقد وفاصل التقارير وحجم البيانات وظروف الموقع.
بالنسبة للمشاريع الأكبر حجمًا، يمكن إضافة بوابات إضافية لتوسيع تغطية الشبكة.
يجب تحديد خطة تردد LoRaWAN المدعومة وفقًا لبلد أو منطقة الوجهة والمتطلبات المحلية.
تسرد وثائق حل BGT HYDROMET الحالية الخيارات الشائعة بما في ذلك:
الاتحاد الأوروبي868
US915 / US902
AS923
AU915
يجب تأكيد تكوين التردد النهائي قبل الشحن.
وهذا أمر مهم لأن نطاق التردد المناسب يعتمد على المكان الذي سيتم نشر النظام فيه بالفعل.
يؤثر الفاصل الزمني لإعداد التقارير على سرعة تحديث البيانات واستهلاك الطاقة.
بالنسبة لمعظم مشاريع مراقبة الأرصاد الجوية، توصي الوثائق بفاصل زمني مدته 15 دقيقة لتقديم التقارير.
يمكن تحديد فاصل زمني أقصر، مثل خمس دقائق، عند الحاجة إلى تحديثات أكثر تكرارًا. ومع ذلك، فإن الفواصل الزمنية الأقصر للتقارير تزيد من استهلاك الطاقة ويمكن أن تقلل من عمر البطارية.
ولذلك ينبغي تحديد الفاصل الزمني النهائي لإعداد التقارير وفقًا لغرض المراقبة وطريقة إمداد الطاقة وعمر البطارية المتوقع.
الحل مناسب للعديد من تطبيقات المراقبة الخارجية والموزعة.
في الأراضي الزراعية والمناطق المحيطة بالدفيئة والبساتين ومناطق الري، يمكن أن تساعد بيانات درجة الحرارة والرطوبة والضغط الجوي المستخدمين على فهم الظروف المناخية المحلية المحلية ودعم الإدارة الزراعية.
وفي مواقع البناء، يمكن لبيانات الأرصاد الجوية أن تدعم إدارة السلامة، والرصد البيئي، وتخطيط العمل المتعلق بالطقس.
يمكن استخدام الحل في حدائق المدينة والشوارع والحرم الجامعي والمجتمعات السكنية والمرافق العامة لجمع البيانات البيئية والطقس الأساسية.
يمكن أن تدعم بيانات الطقس تقييم حالة الطريق، والإنذار المبكر، وإدارة النقل، خاصة في المناطق المتضررة من الضباب أو المطر أو التغيرات في درجات الحرارة أو الرياح القوية.
قد تستخدم المناطق الصناعية مراقبة الطقس الموزعة لإدارة السلامة أو المراقبة البيئية أو مرجع تشغيل المعدات.
بالنسبة للمواقع الخارجية التي لا تحتوي على بنية تحتية ملائمة للطاقة أو الاتصالات، يوفر الحل المستند إلى LoRaWAN طريقة عملية للمراقبة اللاسلكية.
لا ينبغي تحديد التكوين النهائي للنظام فقط حسب طراز المنتج.
قبل تكوين المشروع، يجب التأكد من عدة متطلبات، بما في ذلك:
معلمات المراقبة المطلوبة
عدد نقاط المراقبة
مسافة الاتصالات
بيئة التثبيت
ظروف إمدادات الطاقة
بيئة تثبيت البوابة
متطلبات المنصة
بلد الوجهة أو المنطقة
نطاق التردد LoRaWAN المطلوب
يجب تأكيد التكوين النهائي بناءً على ظروف المشروع الفعلية.
تتضمن عملية نشر المشروع النموذجية ما يلي:
تأكيد المتطلبات
تكوين الحل
التكوين المسبق قبل الشحن
التثبيت في الموقع
الانضمام إلى الشبكة والتحقق من البيانات
التشغيل والصيانة
لتكوين الحل بشكل صحيح، يجب على العملاء تقديم معلومات المشروع الأساسية مثل:
موقع التثبيت وسيناريو التطبيق
معلمات المراقبة المطلوبة
عدد نقاط المراقبة
تركيب داخلي أو خارجي
توافر الطاقة الرئيسية
متطلبات البطارية أو الطاقة الشمسية
الفاصل الزمني المتوقع لتقارير البيانات
المسافة التقريبية بين العقد والبوابة
متطلبات البوابة الداخلية أو الخارجية
بلد الوجهة أو المنطقة
نطاق التردد LoRaWAN المطلوب
متطلبات تكامل المنصة
متطلبات إشعار الإنذار
الشهادات المحلية أو متطلبات الاستيراد
يساعد توفير هذه المعلومات في تحديد المستشعر المناسب وعقدة LoRaWAN والبوابة وطريقة إمداد الطاقة وتكوين الوصول إلى البيانات.
يجمع بين نظام مراقبة الطقس LoRaWAN استشعار الأرصاد الجوية والحصول على البيانات والاتصالات اللاسلكية ونقل البوابة والوصول إلى البيانات عن بعد في حل مراقبة عملي واحد.
بدلاً من توفير مستشعر مستقل فقط، يقوم النظام بتوصيل مستشعر الأرصاد الجوية بعقدة LoRaWAN وبوابة ومنصة بيانات بحيث يمكن جمع بيانات الطقس من مواقع المراقبة الخارجية وعرضها عن بعد.
بالنسبة لتطبيقات مثل الزراعة ومواقع البناء والمدن الذكية والمجمعات الصناعية ومراقبة الطقس على الطرق والمراقبة الميدانية عن بعد، يمكن لهذه البنية تقليل متطلبات الأسلاك ودعم نشر البطارية أو الطاقة الشمسية وتسهيل توسيع نقاط المراقبة وفقًا لمتطلبات المشروع.
وبالتالي، فإن حل BGT HYDROMET ليس مجرد منتج استشعار للأرصاد الجوية، ولكنه عبارة عن حزمة كاملة لمراقبة إنترنت الأشياء مصممة لمساعدة العملاء على جمع بيانات الأرصاد الجوية ونقلها وإدارتها بشكل أكثر كفاءة.
