خريطة تقيس تغير رابط LoRa على مسار قصير: مشاريع تخرج ESP32 للشبكات

قد تصل رسالة راديوية في ساحة مفتوحة ثم تضيع عند عبور جدار أو دوران الهوائي. يستطيع فريق مشاريع تخرج ESP32 والشبكات بناء مسجل ميداني بسيط يقارن رابط LoRa بين عقدتين على نقاط معلومة. الهدف فهم أثر المكان وإعدادات الإرسال على مجموعة صغيرة من الحزم، لا الادعاء بأن الجهاز يرسم خريطة تغطية قابلة للتعميم أو بديل لشبكة اتصالات مرخصة.

صغ التجربة قبل تشغيل المرسل

اختر مساراً قصيراً ومصرحاً داخل مختبر أو مبنى جامعي، وحدد نقاط القياس على مخطط دون تسجيل بيانات أشخاص. ثبت ارتفاع العقدتين واتجاه الهوائي قدر الإمكان، وحدد عدد الحزم في كل نقطة. لا تتغير القدرة وعرض النطاق ومعامل الانتشار بين نقطة وأخرى إن كان السؤال عن أثر الجدران. إذا أردت مقارنة إعدادات الراديو، غيّر متغيراً واحداً في كل جولة واكتب إعداداته.

تعرض صفحة Semtech الخاصة بـSX1262 خصائص الجهاز وروابط ورقة البيانات، وتشرح وثيقة LoRa Alliance RP002 المعلمات الإقليمية لمنظومة LoRaWAN، لا لكل إرسال LoRa خام؛ لذلك لا تعتبرها تصريحاً محلياً. لا يكفي وجود شريحة تدعم نطاقاً معيناً لاعتبار الإرسال قانونياً؛ راجع التخصيصات المحلية وحدود duty cycle والقدرة المسموحة، ولا تبث على تردد غير مصرح به. يمكن إجراء مرحلة أولى باستخدام وحدات على حمل اختباري أو في بيئة مختبرية مرخصة وفق تعليمات الجامعة.

عقدتان ومصدر طاقة وهوائي مناسب

تتكون كل عقدة من لوحة ESP32 ووحدة راديو متوافقة مع SX1262 وهوائي مطابق لتردد الوحدة ومصدر مستقر. تختلف لوحات التطوير في الجهد والتيار وتوصيل SPI وإشارة BUSY وRESET، لذلك اتبع مخطط اللوحة نفسها لا رسماً عاماً من الإنترنت. لا تشغل مرسلاً دون هوائي مناسب أو حمل تجريبي مصمم لذلك، ولا توصل خط خرج RF إلى جهاز قياس غير مخصص له. تحقق من جهد منطق اللوحة وتيار الذروة قبل اختيار منظم الطاقة.

أنشئ رسالة مختصرة تحتوي رقم الجولة ورقم الحزمة ووقت الإرسال. تستقبل العقدة الثانية الرسالة، وتعيد إقراراً اختيارياً مع RSSI أو مؤشرات استقبال توفرها المكتبة المستخدمة. احفظ العدادات محلياً على بطاقة أو في الذاكرة ثم ارفعها إلى حاسوب بعد الجولة بدلاً من الاعتماد على واي فاي الموقع. وجود مسجل محلي يضمن أن مشكلة الاتصال بالإنترنت لا تمحو ملاحظات رابط الراديو.

ما المقاييس التي تستحق التسجيل؟

احسب نسبة الحزم المستلمة من العدد المرسل في كل نقطة، واحتفظ بتوزيع RSSI أو مؤشرات الجودة إذا كانت متاحة. سجل القناة ومعلمات التضمين وعرض النطاق والقدرة الاسمية وهوية الهوائي والارتفاع، إضافة إلى وصف حواجز المسار. لا تختزل عشرين محاولة إلى متوسط واحد؛ ظهور فقد متقطع يختلف عملياً عن فقد مستمر. أضف ساعة موحدة أو معرف جلسة حتى لا تختلط نتائج عقدتين عند تجميع الملفات.

مثال تصميمي: ترسل العقدة مئة حزمة قصيرة في ثلاث نقاط، واحدة في ممر مفتوح واثنتان خلف عدد مختلف من الجدران. تحسب الواجهة نسبة الاستلام لكل نقطة وتعرض القيم الخام. هذه خطة اختبار لا نتيجة مقاسة. اختبر أولاً على مسافة مترين في الغرفة، ثم زد المسافة تدريجياً مع بقاء الإعداد ثابتاً. لا تضع معيار قبول مثل «يعمل عبر الحرم» من دون تحديد المكان والوقت وحمل الشبكة وطقس التجربة.

خط أساس وتجارب مضبوطة

خط الأساس هو اتصال العقدتين في مجال رؤية مباشر مع تثبيت الهوائيات. إذا كانت نسبة الاستلام منخفضة هنا، فتوقف وافحص التغذية والهوائي وتوافق القناة قبل الخروج إلى الممر. كرر الجولة في نقطة واحدة بعد إعادة التشغيل؛ ينبغي أن يميز البرنامج بين رقم الحزمة المفقودة ورسالة مكررة. يمكن مقارنة هوائيين فقط إذا كانا مخصصين للنطاق نفسه ومركبين بالطريقة نفسها، وبما يتفق مع تعليمات تنظيم الراديو.

معايير قبول النسخة التعليمية: لا يكرر المستقبل احتساب الحزمة نفسها، ويظهر عدد المرسل والمستلم بوضوح، ويحفظ الإعدادات مع الملف، ويشير إلى انقطاع التغذية أو إعادة التشغيل. اختبر فقد الإقرار، وامتلاء التخزين، وإعادة إرسال الحزمة، وغياب بيانات الموقع. إذا ثبتت نقطة على مخطط يدوي لا تضع إحداثيات GPS توحي بدقة غير موجودة. استخدم وصفاً مثل «المدخل الشمالي» بدلاً من جمع معلومات شخصية.

وثق ظروف الجولة قبل التفسير

تسجل ورقة الجولة مكاناً عاماً، وتاريخاً ووقتاً، وارتفاع الهوائيين، واتجاههما، وحالة الأبواب، وعدد الحزم وفترة الإرسال. إذا أعدت الجولة في يوم مختلف، أبق العقدتين ومعلمات الموجة ثابتة قدر الإمكان وأشر إلى التغيرات المرئية. لا تقترب من أجهزة اتصالات أو معدات طوارئ لقياسها، ولا توصل المرسل بهوائي أكبر أو قدرة مختلفة عن لوحته المعتمدة. صمم الرسم لعرض نقاط الاختبار التي يملكها الفريق مع مستوى عدم اليقين، ولا تحول اللون الأخضر على الخريطة إلى وعد بتغطية دائمة.

حدود الاستنتاج والخصوصية

RSSI يتغير بسبب تعدد المسارات واتجاه الهوائي وتداخل القنوات والأجسام المتحركة، لذلك لا يعادل المسافة. جولة واحدة لا تمثل كل ساعات اليوم أو كل المباني، ولا تثبت مدى خدمة طوارئ. لا تلتقط محتوى اتصالات الآخرين ولا تسجل معرفاتهم أو مواقعهم الشخصية. صمم البروتوكول على حزم الاختبار التي تملكها فقط، وامسح مفاتيح التطوير قبل العرض العام.

يمكن أن يقدم مشروع تخرج ESP32 لوحة مقارنة للمسار، وملفات CSV خاماً، ومخطط إعداد العقدتين وخريطة نقاط عامة لا تكشف أفراداً. ترتبط هذه الخطة بخدمة Arduino والأجهزة المتصلة وخدمة مشاريع التخرج. راجع ورقة Semtech SX1262 وجداول هيئة تنظيم قطاع الاتصالات الأردنية لتخصيصات الطيف قبل تحديد التردد؛ المقال لا يقدم نتائج تغطية أو نصيحة تنظيمية خاصة ببلدك.