22 دسامبر 2020توسط Universitat Oberta de Catalunya
علیرغم پیشرفتهای چشمگیر در فناوری ارتباطات بی سیم ، صنعت و تولید همچنان برای مهمترین وظایف خود به ارتباطات سیمی مانند اترنت یا فیبر نوری روی می آورد. یک مطالعه جدید توسط کریستینا کانو و استاد کامل خاویر ویلاجوسانا ، محققان گروه شبکه های بی سیم (WiNe) در موسسه بین رشته ای اینترنت (IN3) ، راه را برای استفاده از فن آوری های بی سیم با قدرت و قابلیت اطمینان قابل مقایسه با فیبر نوری باز می کند و این می تواند جایگزین اتصالات کابلی شود. این پروژه تحقیقاتی ، که در مجله IEEE Transactions on Wireless Communications منتشر شده است ، اولین پارامتر مدلسازی انتشار سیگنال باند میلی متری را ایجاد کرده است ، یک فناوری بی سیم که قادر به انتقال مقدار زیادی داده در ثانیه در یک محیط صنعتی است. به گفته محققان ، این مدل جدید اولین قدم برای درک نحوه رفتار این نوع سیگنال ها در یک کارخانه صنعتی است و می تواند تأثیر بسزایی در توسعه صنعت 4.0 داشته باشد.
کریستینا کانو در این خصوص گفت: “هدف این مطالعه کاهش هزینه ها و انعطاف پذیری ارتباطات با استفاده از دستگاه های تلفن همراه در فرآیند تولید است ، چیزی که می تواند در حرکت به سمت صنعت 4.0 بسیار مفید باشد ، زیرا به عنوان مثال امکان اتصال بازوهای رباتیک متحرک به فرآیند تولید یا ایجاد ارتباطات برای گزارش داده ها ، و کنترل یا متوقف کردن اجزای مختلف فرآیند در شرایط اضطراری را فراهم می کند. اما همچنین می تواند به کارگر اجازه دهد بخشی از فرایند باشد.
یک مطالعه بی نظیر در سنکروترون ALBA
قبل از اجرای این باند های با پهنای میلی متری در محیط های صنعتی ، لازم است که بفهمید که چگونه آنها در چنین محیط متمایزی منتشر می شوند. در حال حاضر چندین مدل انتشار از این نوع سیگنال با فرکانس بالا وجود دارد ، اما هیچ یک در تأسیسات صنعتی وجود ندارد. کانو در این خصوص گفت: ” این یک مدل نمایش واقعیت است که با استفاده از معادلات به ما امکان می دهد که در هر محیط چه اتفاقی برای سیگنال رخ خواهد داد. چندین مدل برای باندهای میلی متری در محیط های اداری و شهری وجود دارد ، اما در صنعت تنظیمات. این نوع امکانات از بسیاری جهات متفاوت هستند که می توانند در رفتار سیگنال بی سیم اختلال ایجاد کنند ، مانند ارتفاع سقفها ، مواد دیوارها و کف ها یا نوع ماشین آلات موجود در آنها. تحقیقات به ما امکان داده است ، برای اولین بار ، پارامترهای یک محیط صنعتی را تعیین کند. “
محققان توانستند رفتار این نوع سیگنال ها را در synchrotron ALBA ، شتاب دهنده الکترونی واقع در بارسلون که محققان از سراسر جهان را قادر می سازد آزمایشاتی را با استفاده از نور سنکروترون انجام دهند ، اندازه گیری کنند ، زیرا این مولفه دارای ویژگی هایی است که شبیه انواع مختلف محیط هایی در کارخانه های تولیدی بزرگ ، امکانات تبرید ، اتاق سرور یا سالن های آزمایشگاهی صنعتی است. “برای جامعه علمی دستیابی به یک کارخانه تولیدی برای آزمایش بسیار دشوار است ، به همین دلیل ما معتقدیم که کامل شدن این نوع مدل مدت زمان زیادی طول کشیده است. ما به لطف synchrotron ALBA توانسته ایم در این تحقیق پیشرفت کنیم ، که به ما امکان دسترسی به امکانات آن را می دهد. این امکانات بسیار شبیه مواردی است که ممکن است در یک محیط صنعتی پیدا کنیم و همچنین ، از آنجا که ما آزمایشاتی را هنگام متوقف شدن حلقه گاز انجام دادیم ، توانستیم به فضای داخلی دسترسی پیدا کنیم و آزمایش کنیم سیگنال موجود در این باندها در چنین محیط خاصی چگونه است. ما معتقدیم که این یک فرصت بی نظیر بوده است. “
با اندازه گیری در این محیط ما توانسته ایم تأیید کنیم که سطوح معمولی در کارخانه های صنعتی مانند لوله های بازتابنده برای این نوع ارتباطات بسیار مفید هستند ، زیرا آنها اجازه می دهند سیگنال در مسیرهای مختلف حرکت کند و پذیرش تقویت می شود و اجازه می دهد پوشش بیشتری داشته باشید . این محقق اضافه کرد: “به طور خاص ، ما توانستیم یک پیوند 110 متری ایجاد کنیم ، بزرگترین لینک ارتباطی با استاندارد IEEE 802.11ad تا به امروز.”
مدل قابل دسترسی برای جامعه تحقیقاتی
این مدل اولین قدم برای درک نحوه رفتار این نوع سیگنال ها در این محیط است ، اما باید پروتکل هایی ایجاد شود تا قابلیت اطمینان مورد نیاز برای این نوع ارتباطات توسط صنعت تولیدی در فرآیندهای حیاتی آن تضمین شود. این محقق گفت: تحقیقات در این زمینه می تواند برای جایگزینی کابلها در فرایندهای نظارت بر خطوط تولید که باید تصمیمات بسیار سریع و قابل اتخاذ گرفته شود ، جایگزین شود.
وی ادامه داد: “به همین دلیل ، باید بتوانیم تضمین كنیم كه وقتی یك پیام اضطراری برای توقف خط تولید ارسال می شود ، در زمان مورد نیاز می رسد و دریافت آن بسیار قابل اعتماد است. در غیر این صورت ، اگر پیام از دست رفته باشد یا دیر برسد ، عواقب ممکن است فاجعه بار باشد. “
به منظور تسریع در تهیه پیش نویس این پروتکل ها ، مدل جدید برای کل جامعه تحقیق قابل دسترسی است. به عنوان نتیجه گیری ، کانو گفت: “پارامترهایی که ما در مقاله ارائه می دهیم برای پیش بینی نحوه رفتار سیگنال در یک محیط صنعتی مفید هستند. به عنوان مثال ، آنها می توانند در یک شبیه ساز پیکربندی شوند تا پیکربندی های مختلف را شبیه سازی کرده و نتیجه بگیرند که نشان دهنده وضعیت واقعی است. از این طریق می تواند به محققان دیگر کمک کند تا پروتکل هایی را تضمین کنند که عملکرد صحیح شبکه را تضمین می کنند. “
