صفحة 155 - كتاب إنترنت الأشياء - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 برمجة مشروع الحديقة الذكية (الجزء النهائي)

المفاهيم الأساسية

دالة `send_data`: دالة في البايثون لإرسال قراءات المستشعرات (اسم المستخدم، كلمة المرور، درجة الحرارة، الرطوبة، التاريخ والوقت) إلى خدمة ويب سحابية عبر رابط API محدد.

دالة `water_plant`: دالة في البايثون للتحكم في تشغيل محرك الري (محرك التيار المستمر) لفترة زمنية محددة (5 ثوانٍ).

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%

#### التسجيل في المنصة السحابية

##### خطوات التسجيل

الانتقال إلى موقع المنصة: https://ksa-iot.azurewebsites.net/Login.aspx

الضغط على "تسجيل" من صفحة الترحيب.

تعبئة بيانات الحساب:

- اسم المستخدم (Username)

- كلمة المرور (Password)

- رقم التعريف الشخصي (PIN): 174563

الضغط على زر "Register" (تسجيل).

##### واجهة التسجيل (شكل 4.26)

• تحتوي على رمز QR للوصول.
• نموذج يحتوي على حقول:

- Username

- Password

- Confirm Password

- Pin

- زر Register

• أرقام مرقمة (1-5) تشير إلى تسلسل الإجراءات.

#### استدعاء واجهة برمجة تطبيقات الويب (Web API) باستخدام البايثون

##### مفهوم Web API و JSON

• Web API: نقطة وصل للتواصل بين برنامج وخادم على الإنترنت.
• JSON: تنسيق مفتوح لنقل البيانات (مفتاح - قيمة).

##### خطوات البرمجة

تثبيت حزمة `requests`:

```

pip install requests

```

استيراد المكتبات المطلوبة (`requests`, `datetime`)

إعداد الأطراف والمتغيرات:

- إنشاء Iterator للوحة الأردوينو

- تعريف أطراف محرك DC والمستشعرات

- تخزين اسم المستخدم وكلمة المرور

كتابة دالة `send_data` لإرسال القراءات إلى API السحابي

كتابة دالة `water_plant` للتحكم في الري

استخدام حلقة لا نهائية (`while True`) لقراءة قيمة مستشعر الحرارة بشكل مستمر

```

نقاط مهمة

• تحتوي الصفحة على أكواد برمجية تكمل برمجة مشروع الحديقة الذكية.
• يتم تعريف دالة `send_data` لإرسال البيانات إلى رابط API محدد (`https://ksa-iot-api.azurewebsites.net/api/readings`) باستخدام تنسيق JSON.
• يتم تعريف دالة `water_plant` لتنفيذ عملية الري عن طريق تشغيل محرك DC لمدة 5 ثوانٍ.
• تبدأ الحلقة الرئيسية (`while True`) بقراءة قيمة مستشعر درجة الحرارة (`temperature_sensor_pin.read()`).

it = pyfirmata.util.Iterator(board) it.start() dc_motor_pin = board.get_pin('d:3:o') temperature_sensor_pin = board.get_pin('a:2:i') moisture_sensor_pin = board.get_pin('a:4:i') username = "your_username_here" password = "your_password_here" def send_data(username, password, temperature, moisture): api_url = "https://ksa-iot-api.azurewebsites.net/api/readings" date_time = str(datetime.now()) reading = { "username": username, "password": password, "temperature": temperature, "moisture": moisture, "datetime": date_time } response = requests.post(api_url, json=reading) def water_plant(dc_motor_pin): print("---" Watering plant ---") dc_motor_pin.write(1) time.sleep(5) dc_motor_pin.write(0) while True: temperature_value = temperature_sensor_pin.read()

وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447

it = pyfirmata.util.Iterator(board) it.start() dc_motor_pin = board.get_pin('d:3:o') temperature_sensor_pin = board.get_pin('a:2:i') moisture_sensor_pin = board.get_pin('a:4:i') username = "your_username_here" password = "your_password_here" def send_data(username, password, temperature, moisture): api_url = "https://ksa-iot-api.azurewebsites.net/api/readings" date_time = str(datetime.now()) reading = { "username": username, "password": password, "temperature": temperature, "moisture": moisture, "datetime": date_time } response = requests.post(api_url, json=reading) def water_plant(dc_motor_pin): print("---" Watering plant ---") dc_motor_pin.write(1) time.sleep(5) dc_motor_pin.write(0) while True: temperature_value = temperature_sensor_pin.read() وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447