تنفيذ بروتوكولات لاسلكية ذات قوة منخفضة من أجل الأجهزة القابلة للزراعة

مقارنة في غلانس

ولاختيار البروتوكول المناسب، يجب على المطورين أن يزنوا استهلاك الطاقة، ومعدل البيانات، وحجمها، وأصولها، ودعمها للنظم الإيكولوجية، ويوفروا أفضل توازن لمعظم التفاعلات التي يمكن ارتداؤها من أجل الذكاء، ويوفّر زيغابي وثير في بيئات متعددة الأطياف حيث تغطيها وتزيد من حجمها أكثر من الأزواج الذكية.

تنفيذ بروتوكولات الدول المنخفضة

ويتجاوز التنفيذ الناجح اختيار بروتوكول ما، ويتطلب تصميما دقيقا للمعدات والبرمجيات والتفاعلات على مستوى المنظومة، والهدف هو تحقيق أطول فترة ممكنة من عمر البطاريات دون المساس بسلامة البيانات أو خبرة المستعملين، كما أن المجالات الرئيسية التي يمكن أن يحقق فيها المطورون أكبر قدر من التأثير.

الجدول الزمني لنقل البيانات إلى الحد الأمثل

أما أهم نزوح للطاقة في جهاز لاسلكي، فهو جهاز الإذاعة، إذ يمكن أن يستهلك عشرات المصابيح لبضعة مليارات، ولتقليل الطاقة إلى أدنى حد، لا ترسل البيانات إلا عند الضرورة، واستخدام تحديثات قائمة على الأحداث أو على العتبة بدلاً من التصفيق المستمر، فعلى سبيل المثال، لا يجوز لجهاز مراقبة القلب أن يرسل قراءة جديدة إلا عندما يتغيّر المعدل بأكثر من 5 ميغاواط في كل ثانية.

أسلوب النوم واستراتيجيات الاستيقاظ

فالأجهزة اللاسلكية الحديثة لا تعمل على استخدام أجهزة التحكم في الميكروفونات متعددة: العبث والنوم والنوم العميق والهزل، ولا يمكن أن تُبث الإذاعات الفرعية إلا إذا لم تستخدم، وفي BLE، يمكن للجهاز أن يفصل ويستخدم أسلوباً للاعلان فقط (مثلاً إرسال عبوة إعلان كل 10 ثوان) لإبقاء الطلب مرئياً بينما لا يستهلك سوى ميكروبي.

تخفيض الطاقة في تصميم برامجيات الصلب

ويمكن أن يُحدث أيضاً نقصاً في عدد من العناصر التي تُستخدم على شكل نظم على شكل أجهزة موصلية من بلدان الشمال الأوروبي، وصكوك تكساس، وموصلات نسقية من طراز ديالوكولوجيا، أن تدمج أجهزة الراديو وأجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي في وحدة غسيل، وأن تخفض أيضاً من كفاءة استخدام أجهزة تحويل المركبات من طراز DC-DC بدلاً من أجهزة التحكم في الطوابق لتحويل كميات البطارية إلى كميات كبيرة من التسرب.

استخدام أكوام البروتوكول الكفؤ

فعملية البرمجيات البرمجية البرمجية البرمجية تستهلك دورات الاستبدال، وتجهيز التغليف، وإدارة الدولة، واختيار كومة من المواد التي تم تلفها على الوجه الأمثل من أجل البائعين ذوي القدرة المنخفضة، وإتاحة بيانات " الطاقة المنخفضة " أو " القدرة المنخفضة " التي لا يمكن الاستغناء عنها، مثلاً، في " BLEBLE " ، يمكن أن توفر معدات إضافية.

التحديات والنظر في المسألة

وحتى مع التصميم الدقيق، فإن القابلات للزراعة تمثل تحديات لاسلكية فريدة، إذ أن معامل الاستمارة المدمجة يحد من حجم الهوائي وكفاءته، مما يؤدي في كثير من الأحيان إلى الانهيار عندما يكون الجهاز ملوثاً بالجسد، ويمكن لهيئات المستعملين أن تستوعب ما يصل إلى 40 إلى 50 في المائة من الطاقة المشعّة، ويقلل من النطاقات ويحتمل أن يزيد من عمليات إعادة التحويل.

ويضيف الأمن طبقة أخرى من التعقيدات وتكاليف الطاقة، إذ يجب أن تمتثل المواد الطبية للوائح مثل برنامج العمل الإنساني الدولي أو الناتج المحلي الإجمالي، التي تتطلب تشفير وتوثيق جميع البيانات، غير أن جميع المصافح اليدوية للدلائل التجارية أو DTLS يمكن أن تكون ثقيلة بالنسبة للأجهزة التي تحتوي على البطاريات، ويمكن أن تؤدي تقنيات استئناف الدورات التي سبقت التشكيل إلى خفض الرؤوس العامة، واستخدام أجهزة التبريد الخاصة بأجهزة التخصيب لتحميل من الأجهزة الرئيسية.

وكثيرا ما يقيد كيميائي البطاريات وقدرتها على أساس عامل الشكل، وعادة ما تكون الخلايا المعدنية (CR2032) من نوعها بالنسبة لمتعقبي اللياقة البسيطة، بينما تُعاد شحن خلايا الليثيوم - البوليمر الذكية، ويجب أن يتعامل البروتوكول اللاسلكي مع انخفاض حجم البطارية عند تفريغها، ويمكن أن تعمل بعض رقائق البليترات إلى 1.7 V، ولكن لا يمكن للراديو أن يحتفظ بقوة نقل كاملة على هذا المستوى، مما يؤدي إلى زيادة حجم العتاد.

الاتجاهات المستقبلية في مجال استخدام الطاقة المتدنية في استخدام السائل الموضعي

ويستمر تطور المشهد الطبيعي، إذ أن بلوتون 5-4 و6-2 سيدخلان سمات مثل الإعلان الدوري بالاستجابة (PAwR) وسبر القنوات المتقدمة، مما يتيح تبادل البيانات على نحو أكثر كفاءة، وتركيزاً أكثر دقة، ويجلبان بثاً صوتياً عالي الجودة إلى آذان ذات قدرة أقل بكثير من كلاسيكي بلوتوث، مما سيمكن من تحقيق سمات مثل أجهزة الاستقبال ذات السمع المفتوحة.

فتقنية التردد فوق الأبيض، كما نفذت في رقاقة أبل الأولى واتحاد فيرا، تتيح وضعاً على مستوى سنتيمتر مع استهلاك منخفض جداً من الطاقة للانفجارات القصيرة، وفي حين أن هذه التكنولوجيا لم تكن شائعة بعد في القابلات للزراعة، فإن اليورانيوم يمكن أن يتحكم في فتحات الطاقة، وأن يُحنى بحراً في الأماكن المغلقة، وأن يُشكل حلقة عمل عالية النطاق ودنياً.

إن جمع الطاقة هو العطر المقدس للقضاء على البطاريات مجتمعة، إذ أن من الممكن أن تحقق هذه الدورة الطويلة الأجل، وأن تكون هناك بروتوكولات صغيرة جدا ذات قدرة صغيرة جدا على نقل الطاقة الصغرية، وأن تكون هذه المركبات ذات القدرة المنخفضة، وأن تكون قادرة على نقل الطاقة، وأن تكون هذه الأجهزة ذات القدرة المنخفضة، وأن تكون قادرة على نقلها، كما هو الحال، على أن تكون هذه الأجهزة ذات القدرة المنخفضة، على نحو متزايد، على مستوى منخفض من حيث يمكن أن تكون قادرة على إحداث الاحتكام.

وأخيراً، فإن إدماج العلم والتكنولوجيا الآلات في الحافة يؤثر على التصميم اللاسلكي، إذ يمكن للأجهزة المستشعرة أن تقلل من تواتر وحجم الإرسال اللاسلكي، فالجهاز الذي يدير شبكة عصبية للكشف، مثلاً، لا يحتاج إلا إلى إرسال إنذار عندما يكتشف حدوث هبوط في النشاط اللاسلكي الذي يقلل من حجمه، وهذا الاتجاه يُفضل البروتوكولات التي تدعم التفجيرات الصغيرة والمتواترة للبيانات.

خاتمة

ومن خلال البروتوكولات اللاسلكية ذات الطاقة المنخفضة القدرة الأساسية القادرة على استخدام الأجهزة الحديثة القابلة للارتداء، مما يتيح إمكانية الاتصال السلس الذي يتوقعه المستعملون دون التضحية بحياة البطارية، ومن التوافق العالمي للهواتف الذكية إلى قدرات زغبي وثريد، ومن ثم، فإن اختيار البروتوكول الصحيح يتوقف على متطلبات التطبيق المحددة، ويستلزم النجاح في التنفيذ نهجا شاملا: وضع جداول زمنية حقيقية لتصميم المواد الغذائية على نحو أفضل.

For further reading, refer to the official Bluetooth Core specification[FIE:1], the Zigbee Alliance, and the Thread Group[FIE:5] for protocol details. A comprehensive guide on [FLET:6]