بالتعاون مع Pokdartik، قم ببناء مشروع زراعي ذكي باستخدام بوابة LoRaWAN الرخيصة مع مهندس عكسي يستخدم تلفزيون USB

لقد فتح تطوير تكنولوجيا إنترنت الأشياء (IoT) فرصًا كبيرة للقطاع الزراعي الإندونيسي لزيادة الإنتاجية والكفاءة وجودة غلات المحاصيل. إحدى التقنيات المستخدمة على نطاق واسع في تنفيذ الزراعة الذكية هي LoRaWAN (شبكة واسعة النطاق طويلة المدى)، وهي عبارة عن نظام اتصالات لاسلكي منخفض الطاقة يمكنه تغطية مساحات كبيرة تصل إلى عدة كيلومترات. ومع ذلك، لا يزال السعر الباهظ نسبيًا لأجهزة بوابة LoRaWAN يشكل عائقًا أمام العديد من المزارعين والمجموعات الزراعية ومجتمعات التكنولوجيا في المناطق.

من خلال روح الابتكار وإعادة استخدام الأجهزة الإلكترونية المستخدمة، يشجع Pokdartik تطوير مشاريع الزراعة الذكية المستندة إلى LoRaWAN من خلال استخدام موالفات تلفزيون USB التناظرية المستخدمة التي لم تعد قيد الاستخدام. يتمتع هذا الجهاز، الذي كان يستخدم سابقًا لاستقبال البث التلفزيوني التناظري، بالقدرة على استقبال إشارات الراديو في نطاق تردد معين والتي يمكن إعادة استخدامها باستخدام تقنيات الهندسة العكسية.

الهندسة العكسية هي عملية دراسة كيفية عمل الأجهزة أو البرامج لفهم وظيفتها الداخلية دون الحصول على وثائق كاملة من الشركة المصنعة. وفي سياق أجهزة تلفزيون USB المستخدمة، تتم هذه العملية من خلال تحديد مجموعة الشرائح المستخدمة ودراسة مواصفات الترددات الراديوية الخاصة بها وتطوير البرامج التي تسمح للجهاز بالعمل كمستقبل إشارة LoRa.

تستخدم معظم أجهزة التلفاز USB التناظرية من الجيل الأقدم مجموعة شرائح RTL2832U التي تحظى بشعبية كبيرة في مجتمع الراديو المحدد بالبرمجيات (SDR). وبمساعدة البرامج مفتوحة المصدر مثل RTL-SDR وراديو GNU والعديد من مكتبات معالجة الإشارات الرقمية، يمكن تعديل هذا الجهاز ليصبح أداة منخفضة التكلفة لمراقبة طيف الراديو أو جهاز استقبال إشارات إنترنت الأشياء.

في تنفيذ الزراعة الذكية، تعمل البوابة المبنية من تلفزيون USB المستخدم على استقبال البيانات من أجهزة الاستشعار المختلفة الموضوعة على الأراضي الزراعية. يمكن لهذه المستشعرات قياس رطوبة التربة، ودرجة حرارة الهواء، والرطوبة البيئية، وكثافة ضوء الشمس، وهطول الأمطار، وارتفاع سطح مياه الري. يتم بعد ذلك إرسال البيانات الواردة إلى خادم محلي أو منصة سحابية حتى يتمكن المزارعون من مراقبة ظروف الأرض في الوقت الفعلي عبر الكمبيوتر أو الهاتف الذكي.

تتمثل المزايا الرئيسية لاستخدام LoRaWAN في استهلاك منخفض جدًا للطاقة ونطاق اتصال طويل. يمكن لأجهزة الاستشعار الموضوعة في حقول الأرز أو المزارع أن تعمل لمدة أشهر أو حتى سنوات باستخدام بطاريات ذات سعة صغيرة فقط. وهذا مناسب جدًا للظروف الجغرافية لإندونيسيا، التي تتمتع بمساحات زراعية كبيرة وغالبًا ما تكون بعيدة عن البنية التحتية التقليدية للاتصالات.

في عملية الهندسة العكسية لتحويل تلفزيون USB المستخدم إلى بوابة LoRaWAN رخيصة الثمن، يجب تنفيذ عدة مراحل. المرحلة الأولى هي تحديد شرائح وقدرات التردد للجهاز. المرحلة الثانية هي تثبيت برنامج تشغيل SDR على نظام التشغيل Linux. المرحلة الثالثة هي اختبار استقبال الإشارة في نطاق التردد الذي تستخدمه LoRaWAN. المرحلة الرابعة هي دمج جهاز SDR مع برنامج معالجة حزم LoRa بحيث يمكن ترجمة بيانات المستشعر وإرسالها إلى خادم التطبيق.

تجدر الإشارة إلى أن تنفيذ البوابة الناتجة عن الهندسة العكسية له قيود مقارنة ببوابات LoRaWAN التجارية التي تستخدم مجموعة شرائح Semtech SX1301 أو SX1302 أو SX1303. تتمتع بوابات حقوق السحب الخاصة عمومًا بقدرات محدودة على فك التشفير وتتطلب موارد حوسبة أكبر. ومع ذلك، بالنسبة للبحث والتعليم واحتياجات المختبرات أو التنفيذ المجتمعي على نطاق صغير، يعد هذا الحل جذابًا للغاية لأنه يمكن تقليل تكاليف التطوير بشكل كبير.

وبالإضافة إلى توفير الفوائد الاقتصادية، يدعم هذا المشروع أيضًا مفهوم الاستدامة البيئية من خلال إعادة استخدام النفايات الإلكترونية. يمكن لأجهزة تلفزيون USB التناظرية التي أصبحت في السابق نفايات إلكترونية أن تكتسب وظائف جديدة كجزء من البنية التحتية للزراعة الذكية. ويتماشى هذا النهج مع مبادئ الاقتصاد الدائري التي تشجع على إعادة استخدام الأجهزة الإلكترونية لإطالة عمرها الإنتاجي.

بالنسبة لإندونيسيا، يجب أن يهتم تنفيذ LoRaWAN بلوائح التردد المعمول بها. ينص تحالف LoRa على أن إندونيسيا تستخدم قناة AS923-2 بنطاق تشغيل يبلغ حوالي 920-923 ميجاهرتز بحيث يجب تعديل إعدادات تردد البوابة والعقدة لتتوافق مع اللوائح المعمول بها. إن استخدام التردد الصحيح سيضمن أن النظام يعمل على النحو الأمثل ولا يتداخل مع خدمات الراديو الأخرى.

من خلال التعاون بين مجتمع التكنولوجيا والأكاديميين والمزارعين وPokdartik، يمكن أن يكون تطوير بوابة LoRaWAN رخيصة الثمن استنادًا إلى الهندسة العكسية المستخدمة في أجهزة تلفزيون USB حلاً مبتكرًا لتسريع التحول الرقمي للقطاع الزراعي في إندونيسيا. وبتكاليف معقولة أكثر، يمكن لعدد أكبر من المزارعين الوصول إلى تكنولوجيا الزراعة الذكية واستخدام البيانات بشكل فعال لزيادة غلات الإنتاج بالإضافة إلى الاستخدام الفعال للموارد الزراعية.

يثبت هذا المشروع أن الابتكار لا يجب أن يبدأ دائمًا بأجهزة باهظة الثمن. ومن خلال الإبداع والمعرفة التقنية وروح التعاون المتبادل، يمكن تحويل الأجهزة الإلكترونية المستعملة إلى تكنولوجيا توفر فوائد حقيقية للمجتمع والتنمية الزراعية في إندونيسيا في العصر الرقمي.

الأدب

1. تحالف لورا. RP2-1.0.1 معلمات LoRaWAN الإقليمية. تحالف لورا، 2020.
2. تحالف لورا. معلمات LoRaWAN الإقليمية RP002-1.0.5. تحالف لورا، 2025.
3. تحالف لورا. LoRaWAN 1.1 مواصفات المعلمات الإقليمية. تحالف لورا
4. شبكة الأشياء. مستودع خطط تردد LoRaWAN. توثيق جيثب.
5. صناعات الأشياء. خطط الترددات لشبكات LoRaWAN. الوثائق الفنية