المباني الذكية
كيف يمكنك تصميم شبكة تكنولوجيا المعلومات والاتصالات لمبنى ذكي؟
كيفية تصميم شبكة تكنولوجيا المعلومات والاتصالات للمباني الذكية من الخدمات التي تحملها بما في ذلك المناطق والملكية التشغيلية.
البدء من جدول متطلبات الجهاز؛ تحتاج معظم المباني إلى شبكة Wi-Fi، وبعضها يحتاج إلى شبكة LoRaWAN، وعدد قليل من شبكات 5G الخاصة.

يحتاج كل مبنى تقريبًا إلى شبكة Wi-Fi. يحتاج البعض إلى LoRaWAN أو شبكة مماثلة منخفضة الطاقة إلى جانبها. أقلية فقط لديها حالة استخدام تبرر استخدام شبكات الجيل الخامس الخاصة. الثلاثة أقل منافسة من الأدوات لوظائف مختلفة. تخدم شبكة Wi-Fi الأشخاص والأجهزة ذات النطاق الترددي العالي. يستخدم LoRaWAN أجهزة استشعار تعمل بالبطارية والتي ترسل كميات صغيرة من البيانات أحيانًا عبر مسافات طويلة. تخدم الشبكات الخلوية الخاصة احتياجات تشغيلية متخصصة، عادةً التنقل، والعديد من الأجهزة عبر موقع كبير أو أداء يتم التحكم فيه، حيث يكون المالك مستعدًا لتحمل تكلفة ومسؤولية تشغيل شبكة الهاتف المحمول.
وبالتالي فإن الإجابة الصحيحة تأتي من البحث، جهازًا تلو الآخر، إلى ما يجب توصيله، وليس من تفضيل تقنية واحدة.
مرّر أفقيًا لقراءة الجدول كاملًا.
| Wi-Fi | LoRaWAN | خاص 5G / LTE | |
|---|---|---|---|
| الأجهزة النموذجية | أجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف وشاشات العرض والكاميرات وبعض أجهزة البناء | عدادات، أجهزة استشعار بيئية، أجهزة كشف التسرب، عدادات الإشغال | الروبوتات المتنقلة، والمحطات الطرفية المحمولة، والمركبات المتصلة، وأساطيل أجهزة الاستشعار الكبيرة |
| حجم البيانات | عالية | منخفضة جدًا (حزم صغيرة) | عالية أو منخفضة، قابل للتهيئة |
| عمر البطارية | ساعات إلى أيام لمعظم الأجهزة | سنوات على بطارية صغيرة هي هدف التصميم | يختلف بشكل كبير حسب الجهاز |
| الطيف | معفاة من الترخيص | نطاقات جيجا هرتز الفرعية المعفاة من الترخيص (868 ميجا هرتز في أوروبا) | الطيف المرخص أو المخصص محليًا |
| من يديرها | بناء أو المستأجر تكنولوجيا المعلومات | مالك المبنى أو المتكامل أو مشغل الشبكة العامة | المالك أو المشغل أو المزود المتخصص |
| غير مناسب ل | أجهزة استشعار بطارية منخفضة الطاقة للغاية على نطاق واسع | النطاق العريض أو الفيديو أو التحكم في الوقت الحرج | تغطية مستشعر بسيطة بميزانية متواضعة |
الجدول مخصص للتوجيه فقط. تختلف قدرات المنتج، ويعتمد الأداء الداخلي بشكل كبير على مواد البناء والتخطيط.
تُعد شبكة Wi-Fi الخيار الواضح للشاغلين والضيوف والموظفين، ولأجهزة المبنى التي تحتاج إلى النطاق الترددي، مثل شاشات العرض أو بعض الكاميرات. يضيف كل جيل القدرة والكفاءة: يصف تحالف Wi-Fi Wi-Fi 7، الذي تم تقديمه في عام 2024، بأنه يعمل عبر نطاقات 2.4 و5 و6 جيجا هرتز، مع ميزات مثل القنوات الأوسع والتشغيل متعدد الارتباطات. يتم تحديد الوصول إلى 6 جيجا هرتز على المستوى الوطني أو الإقليمي. في الاتحاد الأوروبي، طالب القرار التنفيذي للمفوضية (EU) 2021/1067 بصيغته المعدلة منذ ذلك الحين، الدول الأعضاء منذ ديسمبر 2021 بإتاحة الجزء السفلي من النطاق، 5,945-6,425 ميجاهرتز، لشبكة Wi-Fi؛ فهو لا يغطي الترددات المذكورة أعلاه، وتختلف القواعد خارج الاتحاد الأوروبي. تحقق مما هو مسموح به في مكان المبنى.
في المبنى، هدف التصميم هو السعة والتجوال، وليس التغطية فقط. لا تُظهر الإشارة في كل مكان على الخريطة الحرارية ما إذا كانت قاعة المؤتمرات الكاملة أو مطعم الفندق المزدحم سيعمل. يجب فصل شبكات الضيوف والمستأجرين والموظفين وشبكات أجهزة المبنى بشكل منطقي، ويجب ألا تصل حركة مرور الضيوف إلى أنظمة المبنى أبدًا.
يصف تحالف LoRa LoRaWAN بأنه بروتوكول شبكة منخفض الطاقة وطويل المدى يعمل في نطاقات جيجا هرتز فرعية معفاة من الترخيص. ويستخدم طوبولوجيا نجمة النجوم حيث تقوم البوابات بنقل الرسائل من الأجهزة الطرفية إلى خادم شبكة مركزي عبر اتصالات IP العادية، والهدف من تصميمها هو أن الأجهزة يمكن أن تعمل لسنوات على بطارية صغيرة.
وهذا ما يجعله مناسبًا تمامًا لأجهزة الاستشعار المنتشرة في المبنى أو الحرم الجامعي: العدادات في غرف المعدات، ودرجة الحرارة والرطوبة في المتاجر، واكتشاف التسرب في الناهضات، والإشغال في غرف الاجتماعات. إنه ليس بديلاً عن النطاق العريض أو للتحكم في الوقت الحرج. تكون الرسائل صغيرة ونادرة، ويجب أن يفترض التصميم أن القراءة الفردية ستفقد أحيانًا.
من السهل التقليل من أهمية العمل التشغيلي. تحتاج الأجهزة إلى التجهيز، وتحتاج البطاريات إلى الاستبدال على أساس دورة، وتحتاج البوابات إلى وضعها مع وضع الجدران المعززة وغرف النباتات في الاعتبار، ويحتاج شخص ما إلى مراقبة توضح متى يصبح المستشعر صامتًا.
تمنح الشبكة الخلوية الخاصة المؤسسة شبكة الهاتف المحمول الخاصة بها على موقعها الخاص. يمكن أن يوفر أداءً يمكن التحكم فيه وتنقلًا قويًا عبر مساحة كبيرة ودعمًا للعديد من الأجهزة، ولهذا السبب يتم استخدامه في الخدمات اللوجستية والتصنيع وبعض المجمعات الكبيرة.
كما أنه يفرض التزامات لا توفرها شبكة Wi-Fi وLoRaWAN. الوصول إلى الطيف وطني ومتنوع. في ألمانيا، على سبيل المثال، تقوم Bundesnetzagentur بتخصيص الطيف في النطاق 3700-3800 ميجا هرتز للاستخدام المحلي على أساس محايد من الناحية التكنولوجية لمقدمي الطلبات الذين لديهم الحق في استخدام المباني، مثل المالك أو المستأجر، مع متطلبات التنسيق تجاه الشبكات المجاورة؛ الدول الأخرى لديها ترتيبات مختلفة. تحتاج الشبكة الخاصة أيضًا إلى شبكة أساسية وأجهزة متوافقة مزودة ببيانات اعتماد SIM أو eSIM المناسبة وشخص مؤهل لتشغيلها.
بالنسبة لمعظم المكاتب التجارية والفنادق، تفوق هذه الالتزامات الفوائد. تتعزز الحالة عندما تكون هناك حالة استخدام متنقلة أو صناعية متطلبة لا تستطيع شبكة Wi-Fi تلبيتها بشكل واضح.
الطريقة واضحة، وقيمتها تكمن في الترتيب. قم بإدراج الأجهزة وما يحتاجه كل منها: حجم البيانات، وزمن الوصول، والتنقل، ومصدر الطاقة، والموقع، والعمر المتوقع. قم بتجميعهم حسب ما يحتاجون إليه، أيًا كان القسم الذي يمتلكهم، وقم بمطابقة كل مجموعة بأبسط التقنيات التي تلبي احتياجاتها. ثم قم بحساب تكلفة الخدمة الكاملة، بما في ذلك البوابات أو نقاط الوصول، والتوصيل، والتراخيص أو رسوم الطيف، والاشتراكات، وتجهيز الجهاز، واستبدال البطارية، والتشغيل المستمر. وأخيرًا، قم بمنح كل شبكة مالكًا مسمىًا، لأنه لن يتم الحفاظ على شبكة بدون مالك.
قبل الالتزام بالتصميم والمسح والاختبار بالأجهزة التمثيلية في أصعب المواقع: الأقبية وغرف النباتات والسلالم. يجب أن تغطي معايير القبول التغطية والسعة وتسليم الرسائل واستعادتها بعد فقدان البوابة أو نقطة الوصول.
غالبًا ما يقوم جدول متطلبات الجهاز بتسوية الحجة اللاسلكية من تلقاء نفسه. وإذا لم يحدث ذلك، قم بمقارنة الخيارات المتبقية بشأن ما قد يستغرقه كل منها لمدة عشر سنوات؛ القدرة الرئيسية هي الاختبار الأضعف.
يرتبط هذا المقال بعملنا في خدماتنا.
يمكننا مناقشة كيف يدخل هذا الموضوع في موجز المشروع.
تواصل مع Pagin Consulting