جهاز توجيه صناعي بخمسة منافذ بتقنية الجيل الرابع 4G

ال جهاز توجيه صناعي JW-R545(H03) بتقنية الجيل الرابع (4G) بخمسة منافذ هو جهاز توجيه صناعي متعدد الشبكات بتقنية LTE مصمم لتوصيل المعدات عن بعد، وشبكات إيثرنت الصناعية، ونقل البيانات الموثوق عبر أنظمة إنترنت الأشياء الموزعة.

مزود بخمسة منافذ إيثرنت RJ45 بسرعة 10/100 ميجابت في الثانية، واتصال 4G LTE CAT4، وواي فاي بتردد 2.4 جيجاهرتز، وواجهة تسلسلية RS232 أو RS485، يقوم جهاز التوجيه بتوصيل وحدات التحكم الصناعية ومحطات مراقبة الميدان والمعدات التي تدعم الشبكة بالشبكات المحلية أو منصات المراقبة عن بعد.

بخلاف أجهزة المودم الخلوية الأساسية أو محطات البيانات التسلسلية فقط، يجمع جهاز JW-R545(H03) بين شبكة إيثرنت بخمسة منافذ، ووظائف WAN/LAN قابلة للتكوين، ونسخ احتياطي خلوي، وقواعد جدار الحماية، واتصال Modbus في جهاز واحد للشبكات الصناعية.

وهو مناسب للأتمتة الصناعية، ومراقبة المرافق، والمحطات البيئية البعيدة، والبنية التحتية للنقل، وإدارة المعدات الموزعة.

1. ما هو جهاز التوجيه الصناعي 4G LTE المزود بخمسة منافذ إيثرنت؟

يوفر جهاز توجيه صناعي بتقنية الجيل الرابع LTE اتصالاً شبكياً بين المعدات الصناعية والبنية التحتية للاتصالات عن بعد باستخدام شبكة خلوية.

يسمح جهاز التوجيه الصناعي ذو الخمسة منافذ أيضًا بتوصيل أجهزة إيثرنت متعددة من خلال وحدة شبكة مشتركة.

يدمج جهاز JW-R545(H03) ثلاث تقنيات للوصول إلى الشبكة:

4G LTE: يوفر اتصالاً خلوياً للمواقع التي لا يتوفر فيها الإنترنت السلكي أو تتطلب اتصالاً احتياطياً.

إيثرنت: يربط وحدات التحكم الصناعية المتوافقة، ومحطات الاتصال، وأجهزة الشبكة، وغيرها من الأجهزة التي تدعم بروتوكول الإنترنت.

واي فاي: يدعم الشبكات اللاسلكية بتردد 2.4 جيجاهرتز من خلال أوضاع AP و STA و AP+STA.

تتمثل بنية الشبكة الصناعية النموذجية فيما يلي:

وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة / حاسوب صناعي / طرفية مراقبة إيثرنت ← JW-R545(H03) ← شبكة إيثرنت واسعة النطاق أو شبكة الجيل الرابع LTE ← خادم مراقبة عن بُعد

بالنسبة للأجهزة التسلسلية المتوافقة، يتمثل أحد البدائل في البنية التالية:

جهاز Modbus RS485 → JW-R545(H03) → Modbus TCP أو نقل البيانات المُهيأ → منصة مراقبة صناعية

يعتمد مسار الاتصال الصحيح على الجهاز المتصل، وتكوين جهاز التوجيه، ونظام الوجهة.

2. شبكة إيثرنت بخمسة منافذ للمعدات الصناعية

إحدى المزايا الرئيسية لجهاز JW-R545(H03) هي منافذ الإيثرنت الخمسة من نوع RJ45.

يدعم كل منفذ اتصال إيثرنت تكيفي بسرعة 10/100 ميجابت في الثانية، مما يسمح لجهاز التوجيه بالعمل كنقطة اتصال شبكة مركزية داخل خزانة صناعية أو نظام مراقبة.

لماذا تُعد خمسة منافذ إيثرنت مفيدة؟

تحتوي العديد من المنشآت الصناعية البعيدة على أجهزة متعددة تدعم تقنية الإيثرنت، بما في ذلك:

• وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLCs) ووحدات التحكم الصناعية
• محطات مراقبة عن بعد
• الحواسيب الصناعية
• أجهزة القياس القائمة على الإيثرنت
• معدات جمع البيانات المتصلة بالشبكة

يمكن لجهاز توجيه صناعي من الجيل الرابع مزود بمنافذ إيثرنت متعددة أن يبسط بنية الشبكة حيث تتطلب العديد من الأجهزة المحلية الوصول إلى اتصال مشترك في اتجاه المنبع.

يدعم جهاز JW-R545(H03) أيضًا وظائف WAN/LAN القابلة للتكوين، مما يسمح بتكييف بنية الشبكة مع متطلبات المشروع.

مهم: يعتمد عدد منافذ الشبكة المحلية المتاحة على إعدادات الشبكة الواسعة/الشبكة المحلية. لا ينبغي تفسير المنافذ الخمسة تلقائيًا على أنها خمسة منافذ شبكة محلية متاحة في وقت واحد في كل إعداد.

بالنسبة للأنظمة التي تتطلب المزيد من اتصالات الإيثرنت، قد يكون من الضروري وجود محول إيثرنت صناعي إضافي.

3. تجاوز الأعطال في شبكة الجيل الرابع LTE، وشبكة WAN عبر الإيثرنت، وشبكة WiFi

يمكن أن تتأثر أنظمة الاتصالات الصناعية عن بعد بانقطاعات الشبكة السلكية، أو عدم استقرار تغطية شبكة الهاتف المحمول، أو مشاكل البنية التحتية المحلية.

يدعم جهاز JW-R545(H03) طرقًا متعددة للوصول إلى الشبكة وتبديل الأولويات القابل للتكوين.

اتصال متعدد الشبكات الواسعة

تشمل طرق الوصول إلى الشبكة المدعومة ما يلي:

• شبكة الجيل الرابع LTE الخلوية
• شبكة إيثرنت سلكية واسعة النطاق
• واي فاي بتردد 2.4 جيجاهرتز

بالنسبة لاتصالات الشبكة الواسعة السلكية، تشمل الطرق المدعومة DHCP، وتكوين IP الثابت، وPPPoE.

التبديل التلقائي للشبكة

يمكن ضبط أولوية الشبكة بحيث يتم استخدام اتصال بديل متاح عندما تصبح الشبكة المفضلة غير متاحة.

على سبيل المثال، قد تستخدم خزانة صناعية بعيدة اتصال إيثرنت سلكي كمسار اتصال مفضل لها وشبكة الجيل الرابع LTE كنسخة احتياطية.

يمكن لهذه البنية تحسين توافر الشبكة للمنشآت الموزعة.

مع ذلك، يعتمد وقت الاستعادة الفعلي واستمرارية الخدمة على ظروف الشبكة، وتوافر مزود الخدمة، وإعدادات الاتصال، والتطبيقات المتصلة. ولا يضمن التبديل التلقائي في حالة الأعطال استمرار الاتصال دون انقطاع.

إدارة الشبكة عن بعد

يدعم جهاز التوجيه ما يلي:

• وظائف الحفاظ على اتصال الشبكة
• إعادة تشغيل مجدولة
• حماية مزدوجة من قبل كلاب الحراسة
• تكوين المعلمات عبر الإنترنت
• تحديث البرامج الثابتة
• أوامر AT التسلسلية وأوامر AT الشبكية

تساعد هذه الوظائف شركات تكامل الأنظمة على صيانة معدات الشبكات الصناعية في المواقع البعيدة.

4. تكامل RS485/RS232 و Modbus TCP/RTU

على الرغم من أن شبكات الإيثرنت تُعد ميزة رئيسية، إلا أن العديد من أجهزة المراقبة الصناعية لا تزال تتواصل عبر واجهات تسلسلية.

يوفر JW-R545(H03) واجهة تسلسلية واحدة من نوع RS232 أو RS485, ، وذلك حسب التكوين المحدد.

وهذا يسمح للأجهزة التسلسلية المتوافقة بتبادل البيانات مع أنظمة المراقبة القائمة على الشبكة.

وظائف الاتصال المدعومة

يدعم جهاز التوجيه ما يلي:

• عميل TCP وخادم TCP
• عميل UDP وخادم UDP
• نقل البيانات الشفاف عبر بروتوكول MQTT
• تحويل Modbus RTU/TCP
• استطلاع مودبوس
• نقل البيانات الشفاف من مقبس إلى مقبس

يتراوح معدل نقل البيانات التسلسلي المدعوم من 1200 إلى 230400 بت في الثانية.

تطبيق بوابة مودبوس

تتمثل بنية Modbus النموذجية فيما يلي:

عداد RS485 Modbus RTU → JW-R545(H03) → شبكة إيثرنت أو شبكة 4G → عميل Modbus TCP

يمكن أن يكون هذا مفيدًا لربط أجهزة القياس الصناعية وأجهزة الإرسال وأجهزة التحكم المتوافقة بشبكات المراقبة القائمة على بروتوكول الإنترنت.

قبل النشر، تحقق من اختيار واجهة الاتصال التسلسلي، وتعيين السجلات، وعناوين الأجهزة، ومعلمات الاتصال، وقدرات المنصة المستقبلة.

بالنسبة للمشاريع التي تركز حصراً على نقل البيانات التسلسلي بدلاً من توجيه البيانات عبر منافذ متعددة، خادم الأجهزة التسلسلية 4G CAT1 DTU قد يكون هذا خيارًا آخر.

5. أمن الشبكات الصناعية وإدارة حركة البيانات

يتطلب الاتصال الصناعي أكثر من مجرد إنشاء اتصال بالإنترنت.

يجب على مسؤولي الشبكة مراعاة التحكم في حركة البيانات، والوصول إلى الأجهزة، وفصل المعدات الميدانية عن الشبكات الخارجية.

يدعم جهاز JW-R545(H03) ما يلي:

توفر هذه الوظائف أساسًا لإدارة حركة مرور الشبكة الصناعية.

بالنسبة لعمليات النشر التي تربط التكنولوجيا التشغيلية بالشبكات الخارجية، يجب تطبيق قواعد جدار الحماية المناسبة، وبيانات اعتماد المسؤول القوية، وتقييد الوصول الإداري، وضوابط أمنية إضافية.

ينبغي تأكيد بروتوكولات VPN وميزات التشفير وشهادات الأمن السيبراني بشكل منفصل إذا تطلب المشروع ذلك.

6. التطبيقات الصناعية

6.1 الأتمتة الصناعية وشبكات PLC

غالباً ما تتطلب أنظمة الإنتاج الصناعي ومراقبة المعدات اتصالاً بين وحدات التحكم المحلية والبنية التحتية للإدارة المركزية.

يمكن لجهاز JW-R545(H03) توصيل أجهزة إيثرنت المتوافقة بشبكة صناعية محلية مع توفير مسار اتصال إيثرنت WAN أو اتصال خلوي.

تشمل التطبيقات المحتملة مراقبة الآلات الموزعة، وجمع البيانات الصناعية، والإبلاغ عن حالة المعدات عن بعد.

استكشف المزيد من التطبيقات في حلول مراقبة إنترنت الأشياء الصناعية.

6.2 المراقبة البيئية عن بعد

قد تشمل مشاريع الرصد البيئي محطات الأرصاد الجوية، وأنظمة مراقبة جودة المياه، والأجهزة الهيدرولوجية، ومحطات البيانات الميدانية الموزعة.

عندما توفر معدات المراقبة اتصالاً عبر الإيثرنت أو اتصالاً تسلسلياً متوافقاً، يمكن لجهاز التوجيه المساعدة في إنشاء اتصال مع أنظمة البيانات البعيدة.

يمكن أن يكون تصميمها ذو الخمسة منافذ إيثرنت مفيدًا عند تثبيت أجهزة مراقبة متعددة تدعم بروتوكول الإنترنت داخل حاوية معدات واحدة.

للاطلاع على التطبيقات ذات الصلة، استكشف حلول ذكية لمراقبة المياه والبيئة.

6.3 مراقبة الطاقة والمرافق

قد تتطلب منشآت الطاقة الموزعة اتصالاً عن بعد بين محطات المراقبة المحلية والأنظمة المركزية.

يمكن لجهاز التوجيه توفير الاتصال لأجهزة المراقبة المتوافقة القائمة على الإيثرنت والمستخدمة في توزيع الطاقة وقياس الطاقة وإدارة البنية التحتية عن بعد.

يُعد الجمع بين الوصول إلى شبكة WAN عبر الإيثرنت والنسخ الاحتياطي الخلوي ذا أهمية خاصة عندما تكون هناك حاجة إلى اتصال شبكة ثانوي.

6.4 الزراعة الذكية والتحكم في الري

قد تشمل مرافق البيوت الزجاجية ومواقع المراقبة الزراعية أجهزة التحكم في الري، ومعدات المراقبة البيئية، وأنظمة التحكم المتصلة.

يمكن لجهاز JW-R545(H03) توفير شبكات إيثرنت وشبكات خلوية للأجهزة المحلية المتوافقة.

بالنسبة لعمليات النشر الزراعية الأكبر حجماً، ينبغي تقييم بنية الشبكة وتوافر الطاقة وتغطية شركات الاتصالات المتنقلة قبل التثبيت.

6.5 النقل والبنية التحتية عن بعد

قد تتطلب معدات الطرق الموزعة وأنظمة مراقبة البنية التحتية عن بعد الوصول إلى الشبكة في الأماكن التي تكون فيها البنية التحتية للاتصالات الثابتة محدودة.

يوفر جهاز التوجيه خيارات الشبكات الخلوية والسلكية للمعدات الميدانية المتوافقة.

تعتمد الملاءمة الفعلية على عرض نطاق الاتصال وظروف التثبيت ومتطلبات التطبيق.

7. المواصفات الفنية

ملاحظة حول توافق الشبكة الخلوية: يجب التحقق من نطاقات تردد LTE مع مشغل شبكة الجوال المختار والبلد الذي سيتم فيه نشر الخدمة. ولا ينبغي اعتبار النطاقات المذكورة متوافقة بشكل كامل مع جميع شبكات LTE.

8. جهاز توجيه صناعي بتقنية الجيل الرابع مقابل وحدة نقل بيانات الجيل الرابع مقابل خادم الأجهزة التسلسلية بتقنية الواي فاي

تلبي أجهزة الاتصال المختلفة متطلبات تكامل مختلفة.

بالنسبة للأجهزة التي تتطلب تحويلًا تسلسليًا عبر الإيثرنت أو الواي فاي بدون توجيه خلوي، استكشف خادم أجهزة تسلسلي لاسلكي مزود بمخرج RS232/RS485.

للاطلاع على معلومات حول الأجهزة التسلسلية التي تستخدم بنية LoRaWAN التحتية، انظر إلى سلسلة LoRaWAN DTU D8L الصناعية.

9. دليل الاختيار: كيفية اختيار جهاز توجيه LTE الصناعي المناسب

قبل اختيار جهاز توجيه صناعي بتقنية 4G LTE، ضع في اعتبارك خمسة أسئلة مهمة.

كم عدد أجهزة الإيثرنت التي يجب توصيلها؟

حدد عدد أجهزة إيثرنت المحلية وحدد ما إذا كان تكوين WAN/LAN المقصود يوفر عددًا كافيًا من منافذ LAN المتاحة.

ما هي نطاقات الخلايا المطلوبة؟

تأكد من نطاقات ترددات شركات الاتصالات وتكوين وحدة الاتصالات الخلوية الإقليمية قبل الطلب.

هل الاتصال الاحتياطي بالإنترنت ضروري؟

حدد ما إذا كان التطبيق يتطلب التبديل التلقائي بين شبكات إيثرنت WAN وشبكات الواي فاي والشبكات الخلوية.

هل تشمل الأجهزة التسلسلية؟

تأكد مما إذا كان مطلوبًا RS232 أو RS485 وما إذا كان سيتم استخدام تحويل Modbus أو الاتصال الشفاف.

ما هي شروط التركيب؟

مراجعة متطلبات إمداد الطاقة، وتصميم العلبة، والتهوية، ودرجة حرارة التشغيل، ومدى توافر الشبكة المتوقع.

تساعد هذه الاعتبارات في تجنب اختيار جهاز توجيه صناعي بناءً على عدد منافذ الإيثرنت أو تقنية الاتصالات الخلوية المعلن عنها فقط.

10. دعم الشبكات الصناعية من JW-IoT

توفر شركة JW-IoT أجهزة اتصالات صناعية ومعدات مراقبة للمشاريع التي تتطلب اتصالات موثوقة بين أجهزة القياس الميدانية وأجهزة التحكم وأنظمة الإدارة عن بعد.

يُعدّ جهاز JW-R545(H03) مناسبًا بشكل خاص للمشاريع التي تتطلب اتصالات إيثرنت متعددة، وإمكانية الوصول إلى شبكة الهاتف المحمول، ونسخ احتياطي للاتصالات قابل للتكوين، وتكامل الأجهزة التسلسلية.

لاختيار المشروع، يرجى الاتصال بشركة JW-IoT وتزويدها بالمعلومات التالية:

• بلد النشر ومشغل شبكة الهاتف المحمول
• عدد أجهزة الإيثرنت
• واجهة RS232 أو RS485 مطلوبة
• متطلبات الاتصال بـ Modbus أو MQTT
• تكوين الشبكة الأساسية والاحتياطية
• شروط إمداد الطاقة والتركيب

بإمكان فريقنا مراجعة متطلبات الاتصال والمساعدة في تحديد تكوين الشبكة المناسب.

اتصل بشركة JW-IoT للحصول على استشارة فنية وعرض أسعار