الدرس الثالث - كتاب إنترنت الأشياء - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 التفاعل مع خدمات الويب السحابية

المفاهيم الأساسية

منصة الحوسبة السحابية Binary IoT Cloud: منصة تعليمية سحابية عبر الإنترنت تتيح عرض البيانات البيئية المجمعة بواسطة دائرة الأردوينو.

خريطة المفاهيم

```markmap

تطوير وبرمجة الأردوينو

مشروع الحديقة الذكية بالأردوينو

المكونات المطلوبة

• مستشعر الحرارة (Temperature Sensor)

توصيل المكونات

#### توصيل مستشعر درجة الحرارة

توصيل طرف Power (الطاقة) للمستشعر بالعمود الموجب في لوحة التوصيل (سلك أحمر).

توصيل طرف Vout (الجهد) للمستشعر بالطرف التناظري A2 في الأردوينو (سلك أخضر).

توصيل طرف GND (الأرضي) للمستشعر بالعمود السالب في لوحة التوصيل (سلك أسود).

#### توصيل مستشعر رطوبة التربة

توصيل طرف Power (الطاقة) للمستشعر بالعمود الموجب في لوحة التوصيل (سلك أحمر).

توصيل طرف GND (الأرضي) للمستشعر بالعمود السالب في لوحة التوصيل (سلك أسود).

توصيل طرف Signal (الإشارة) للمستشعر بالطرف التناظري A4 في الأردوينو (سلك أخضر).

#### الدائرة بصورتها النهائية

• توصيل الأطراف بالمكونات
• المكونات المتصلة:

- مستشعر رطوبة التربة (Soil Moisture Sensor)

- ترانزستور (TMP)

- محرك (Motor)

#### الدائرة المادية (Physical Circuit)

• صورة الدائرة بمكوناتها المادية
• المكونات الظاهرة:

- مستشعر رطوبة التربة (Capacitive Soil Moisture Sensor v1.2)

- لوحة الأردوينو (Arduino Uno R3)

- لوحة التوصيل (Breadboard)

- محرك التيار المستمر (DC Motor)

برمجة المكونات

#### الخطوات البرمجية

استدعاء المكتبات المطلوبة (pyfirmata, time)

تكوين منفذ الاتصال والأطراف (COM4، محرك DC، مستشعر درجة الحرارة، مستشعر الرطوبة)

إعداد الاتصال بين PyFirmata ولوحة الأردوينو

تنفيذ دالة التحكم في محرك التيار المستمر (water_plant)

#### استكشاف الأخطاء وإصلاحها

##### التحقق من صحة بيانات المستشعر

• استخدام حلقة تكرار لا نهائية (`while True`)
• قراءة القيم غير المعالجة من الأطراف التناظرية
• إضافة شرط `if` للتحقق من أن القيم ليست `None`

##### معالجة وتحويل البيانات

• تحويل قيمة درجة الحرارة إلى درجات مئوية
• تحويل مستوى الرطوبة إلى نسبة مئوية

##### إدخال شروط الري

• كتابة شرط التحكم في الري:

- إذا كانت `(temperature >= 24.0) and (moisture <= 40.0)`

- استدعاء دالة `water_plant(dc_motor_pin)`

##### عرض التقارير

• طباعة تقرير درجة الحرارة: `"Temperature : " + str(temperature) + " C"`
• طباعة تقرير الرطوبة: `"Moisture : " + str(round(moisture, 2)) + "%"`
• إضافة `time.sleep(10)` في نهاية الحلقة

التفاعل مع خدمات الويب السحابية

#### تطوير المشروع

• إرسال البيانات عبر خدمة الويب السحابية من منصة Binary IoT Cloud

#### عرض البيانات على المنصة

• عرض البيانات البيئية المجمعة بواسطة الأردوينو
• مثال: جدول ورسوم بيانية لقراءات درجة الحرارة والرطوبة

##### بيانات مثال من المنصة

• درجة الحرارة: تتراوح بين 25.36°C و 25.43°C
• الرطوبة: تتراوح بين 39.39% و 42.84%

تمارين التطبيق

#### 1. كفاءة PWM للتحكم في محرك DC

• السؤال: مناقشة كفاءة استخدام PWM للتحكم في محرك التيار المستمر.

#### 2. مقارنة المتحكمات الدقيقة

• السؤال: مقارنة بين Arduino و micro:bit من حيث عدد أطراف الإدخال/الإخراج لتحديد الأفضل لنظام الحديقة الذكية.

#### 3. معالجة بيانات المستشعرات

• السؤال: شرح سبب اختلاف الصيغة الرياضية لمعالجة قيم المدخلات التناظرية باختلاف نوع المستشعر.

#### 4. فحص جودة بيانات المستشعرات

• السؤال: ما أهمية إجراء عمليات فحص البيانات المجمعة لمعرفة ما إذا كانت المستشعرات ترسل فارغة أو تالفة؟

#### 5. مقارنة محركات الري

• السؤال: هل تعتقد أن استخدام محرك السيرفو (Servo Motor) هو الأفضل لري النباتات بشكل أكثر دقة وكفاءة؟ اعرض أفكارك أدناه.

#### 6. تطوير برنامج التقارير

• السؤال: قم بإعادة كتابة برنامج البايثون باستخدام أوامر الطباعة لإنشاء تقرير حول قراءات البيئة المحيطة كل 30 ثانية.

```

نقاط مهمة

• هذا الدرس هو استكمال وتطوير لمشروع الحديقة الذكية من الدرس السابق.
• الهدف هو إرسال البيانات التي يجمعها الأردوينو إلى منصة سحابية عبر خدمة ويب.
• منصة Binary IoT Cloud التعليمية تستخدم لعرض البيانات المجمعة (مثل درجة الحرارة والرطوبة) في شكل جداول ورسوم بيانية.
• الصورة التوضيحية (شكل 4.25) تظهر مثالاً حياً للبيانات المعروضة على المنصة السحابية.

الدرس الثالث

التفاعل مع خدمات الويب السحابية

Interactıng with Web Services

ستتابع العمل على مشروع الدرس السابق وستعمل على تطويره في هذه المرحلة لترسل البيانات عبر خدمة الويب السحابية من منصة الحوسبة السحابية .Binary IoT Cloud تتيح هذه المنصة التعليمية السحابية عبر الإنترنت عرض البيانات عن البيئة المحيطة المجمعة بواسطة دائرة الأردوينو التي أنشأتها في الدرس السابق.

رابط الدرس الرقمي www.ien.edu.sa

منصة الحوسبة السحابية Binary IoT Cloud

شكل 4.25: منصة الحوسبة السحابية Binary IoT Cloud مع بيانات مجمعة من الأردوينو

وزارة التعليم Ministry of Education 2025-1447

150

--- SECTION: الدرس الثالث --- الدرس الثالث --- SECTION: التفاعل مع خدمات الويب السحابية --- التفاعل مع خدمات الويب السحابية Interactıng with Web Services ستتابع العمل على مشروع الدرس السابق وستعمل على تطويره في هذه المرحلة لترسل البيانات عبر خدمة الويب السحابية من منصة الحوسبة السحابية .Binary IoT Cloud تتيح هذه المنصة التعليمية السحابية عبر الإنترنت عرض البيانات عن البيئة المحيطة المجمعة بواسطة دائرة الأردوينو التي أنشأتها في الدرس السابق. --- SECTION: رابط الدرس الرقمي --- رابط الدرس الرقمي www.ien.edu.sa --- SECTION: منصة الحوسبة السحابية --- منصة الحوسبة السحابية Binary IoT Cloud شكل 4.25: منصة الحوسبة السحابية Binary IoT Cloud مع بيانات مجمعة من الأردوينو وزارة التعليم Ministry of Education 2025-1447 150 --- VISUAL CONTEXT --- **IMAGE**: شكل 4.25: منصة الحوسبة السحابية Binary IoT Cloud مع بيانات مجمعة من الأردوينو Description: A laptop and tablet setup displaying data from an IoT platform. The laptop screen shows a table with columns for Date, Temperature, and Moisture, with sample data entries. The tablet screen displays a graph with axes and data points, likely representing collected sensor readings. A potted plant is placed to the left of the laptop. Table Structure: Headers: Date | Temperature | Moisture Rows: Row 1: 15/08/2022 11:24 | 25.41 | 39.80 Row 2: 15/08/2022 11:24 | 25.42 | 39.40 Row 3: 15/08/2022 11:25 | 25.43 | 39.70 Row 4: 15/08/2022 11:25 | 25.41 | 39.60 Row 5: 15/08/2022 11:26 | 25.40 | 39.50 Row 6: 15/08/2022 11:26 | 25.40 | 39.43 Row 7: 15/08/2022 11:27 | 25.40 | 39.42 Row 8: 15/08/2022 11:27 | 25.41 | 39.41 Row 9: 15/08/2022 11:28 | 25.36 | 39.39 Row 10: 15/08/2022 11:28 | 25.40 | 42.84 X-axis: Date Y-axis: Temperature, Moisture Data: The table on the laptop screen shows sensor readings with timestamps, temperature values ranging from 25.40 to 25.42, and moisture values ranging from 39.40 to 42.84. The graph on the tablet shows a trend of increasing values over time. Key Values: Temperature values: 25.40-25.42, Moisture values: 39.40-42.84, Page 1 of 2 (16 items) Context: This visual demonstrates the output of an IoT platform (Binary IoT Cloud) collecting data from an Arduino sensor. It shows how real-time data (temperature and moisture) can be logged and displayed, which is a core concept in IoT and cloud computing.