مقدمة إلى بروتوكول وايرلس هارت
معيار وايرلس هارت
تم الاعتراف رسميًا بمواصفات اتصالات وايرلس هارت من قِبل اللجنة الكهروتقنية الدولية (اللجنة الكهروتقنية الدولية) في سبتمبر 2008، وأصبحت معيار اللجنة الكهروتقنية الدولية الدولي للاتصالات اللاسلكية الصناعية (اللجنة الكهروتقنية الدولية 62591). وتلبي هذه المواصفات متطلبات قطاع العمليات من حيث الموثوقية، ومقاومة التداخل، ومقاومة التداخل في تطبيقات المصانع الفورية، بالإضافة إلى متطلبات الأمان، ومرونة الشبكات، والتوافق.
تدعم شبكات وايرلس هارت مجموعة كبيرة ومتنوعة من الأجهزة من العديد من الشركات المصنعة، ويجب تصنيف المنتجات إلى 5 أنواع مختلفة من المنتجات:
الشكل 1 أنواع أجهزة شبكة وايرلس هارت
• المعدات الميدانية: المعدات الأساسية التي تحقق وظائف الاستشعار أو التنفيذ في الموقع؛
• المحول: قم بالاتصال بأجهزة هارت الميدانية الموجودة لتمكين قدرات الاتصال اللاسلكي؛
• البوابة: تتيح الاتصال بين تطبيقات المضيف والأجهزة التي تعد أعضاء في الشبكة اللاسلكية؛
• مدير الشبكة: المسؤول عن تكوين الشبكة، وتنظيم الاتصالات بين أجهزة الشبكة، وإدارة جداول التوجيه، ومراقبة وإعداد التقارير عن صحة الشبكة اللاسلكية؛
• الأجهزة المحمولة: تستخدم لتكوين أصول المصنع أو صيانتها أو التحكم فيها.
طبقة البروتوكول
تتبع حزمة بروتوكولات وايرلس هارت بنية نموذج بروتوكول OSI ذي السبع طبقات، بما في ذلك الطبقة المادية، وطبقة الرابط، وطبقة الشبكة، وطبقة النقل، وطبقة التطبيق.
الشكل 2 مقارنة بين نموذج بروتوكول OSI المكون من 7 طبقات وبنية بروتوكول وايرلس هارت
الطبقة المادية
الطبقة المادية لـ وايرلس هارت هي في الأساس طبقة مادية مبنية على معيار معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات 802.15.4-2006 2.4GHz دي إس إس إس. تُحدد هذه الطبقة خصائص التردد اللاسلكي، مثل نمط الإشارة وقوتها وحساسية الجهاز. يعمل وايرلس هارت في نطاق التردد الحر الحركة الدولية للتضامن الذي يتراوح بين 2400 و2483.5 ميجاهرتز، ويمكن أن يصل معدل نقل البيانات فيه إلى 250 كيلوبت/ثانية. ينقسم هذا النطاق إلى 16 قناة، مرقمة من 11 إلى 26. تبلغ المسافة بين القناتين المتجاورتين 5 ميجاهرتز.
طبقة ارتباط البيانات
من السمات المميزة لمعيار وايرلس هارت طبقة رابط البيانات القائمة على مزامنة الوقت. فترة الاتصال في طبقة رابط بيانات وايرلس هارت محددة بدقة بـ 10 مللي ثانية، وتُستخدم تقنية TDMA لدعم تجنب التصادم والاتصال الحتمي.
طبقة الشبكة وطبقة النقل
تعمل طبقة الشبكة وطبقة النقل معًا لتوفير اتصال آمن وموثوق لأجهزة الشبكة. لدعم بنية الشبكة الشبكية، يُطلب من كل جهاز وايرلس هارت إرسال البيانات إلى أجهزة أخرى.
طبقة التطبيق
طبقة التطبيق هي الطبقة العليا في معيار وايرلس هارت، وهي التي تُعرّف مختلف أوامر الأجهزة واستجاباتها وأنواع بياناتها وتقارير حالتها. في معيار وايرلس هارت، يعتمد الاتصال بين الأجهزة والبوابات على الأوامر والاستجابات. تتولى طبقة التطبيق مسؤولية تحليل محتوى الرسالة، واستخراج رقم الأمر، وتنفيذ الأمر المحدد، وتوليد استجابة.
هندسة الأمن
شبكة وايرلس هارت نظام شبكة آمن. توفر كلٌّ من طبقة ماك وطبقة الشبكة في وايرلس هارت خدمات أمنية. تستخدم طبقة ماك مزيجًا من فحص التكرار الدوري (مركز أبحاث السرطان) ورمز سلامة الرسالة (ميك) لتوفير خدمات سلامة البيانات من نقطة إلى نقطة. يستخدم كلٌّ من المرسل والمستقبل وضع سي سي إم وخوارزمية تشفير الكتل AES-128 لإنشاء رمز سلامة الرسالة (ميك) والتحقق منه. تستخدم طبقة الشبكة مفاتيح متنوعة لتوفير خدمات التشفير الشامل وسلامة البيانات. يُعرّف نظام أمان وايرلس هارت أربعة مفاتيح:
• عندما لا يكون هناك مفتاح شبكة، يتم استخدام المفتاح العام لإنشاء ميك لطبقة ماك.
• يتم مشاركة مفتاح الشبكة بين جميع أجهزة الشبكة ويتم استخدامه بواسطة أجهزة الشبكة لإنشاء البلدان المتوسطة الدخل في طبقة ماك.
• مفتاح الوصول إلى الشبكة فريد لكل جهاز شبكة. عند انضمام جهاز إلى الشبكة، يستخدم مدير الشبكة هذا المفتاح للتحقق من هوية الجهاز الجديد المتقدم بطلب الوصول إلى الشبكة.
• يُنشئ مدير الشبكة مفاتيح الجلسة. مفتاح الجلسة فريد للاتصال الشامل بين جهازي شبكة، ويُستخدم لتوفير خدمات التشفير الشامل وسلامة البيانات. يمكن تقسيم مفاتيح الجلسة إلى مفاتيح أحادية البث ومفاتيح بث.
منتجات سلسلة وايرلس هارت
تستخدم منتجات مايكروسايبر اللاسلكية الذكية تقنية وايرلس هارت اللاسلكية التي تُركز على أتمتة العمليات. تتميز هذه التقنية بخصائص مثل الشبكة ذاتية التنظيم، والإصلاح الذاتي، وانخفاض استهلاك الطاقة، وتشفير البيانات، وغيرها، مما يضمن تشغيلًا موثوقًا به وتركيبًا مرنًا وسريعًا. من خلال وحداتنا اللاسلكية، وبواباتنا اللاسلكية، ومحولاتنا اللاسلكية، وأجهزة إرسال درجة الحرارة اللاسلكية، وغيرها من المنتجات، يُمكننا تحقيق جمع البيانات، ومراقبة العمليات، وتشغيل المعدات، وصيانتها، وتشخيص المواقع الصناعية المعقدة بسرعة. أصبحت منتجات مايكروسايبر اللاسلكية الذكية الحل الأمثل للاتصالات اللاسلكية الصناعية للعملاء المحليين. كما انضمت شركات عالمية مرموقة إلى هذا التعاون، واستُخدمت على نطاق واسع في قطاعات البتروكيماويات، والطاقة الكهربائية، والمعادن، وتصنيع الآلات، وغيرها.
نقطة وصول الإنترنت الصناعية
تلتزم شركة مايكروسايبر بالبحث والتطوير والإنتاج والمبيعات والتطبيق المتكامل لمنتجات إنترنت الأشياء الصناعية.
مايكروسايبر هو أول بروتوكول حافلة ميدانية في الصين والثالث في العالم الذي يجتاز الشهادة الدولية، وأول جهاز حافلة ميدانية في الصين يجتاز الشهادة الدولية، وأول تطبيق تجريبي لنظام التحكم الشبكي في الصين، وأول وظيفة في الصين تجتاز الشهادة الدولية، وأول منتج هارت لاسلكي في الصين يجتاز الشهادة الدولية، إلخ.
مايكروسايبر هي إحدى وحدات العمل الرئيسية في مشاريع العلوم والتكنولوجيا الوطنية المهمة في مجالي إنترنت الأشياء الصناعي والأتمتة الصناعية. على مر السنين، نفّذنا عددًا من مشاريع العلوم والتكنولوجيا الوطنية الكبرى، والخطة الوطنية للبحث والتطوير في مجال التكنولوجيا العالية (الخطة 863)، وتطوير معدات التصنيع الذكية، بالإضافة إلى مشاريع خاصة وخطط وطنية أخرى في مجال العلوم والتكنولوجيا.
لقد اكتسبت شركة مايكروسايبر خبرة غنية في القدرات التقنية والإنجازات التقنية والاحتياطيات التقنية، ولديها فريق قوي للبحث والتطوير لحماية التنمية المستدامة لمنتجات الشركة.
