صفحة 179 - كتاب إنترنت الأشياء - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

سؤال 8: صف كيفية مساهمة أنظمة إنترنت الأشياء في تطبيقات الري الدقيق.

الإجابة: س8: تستخدم أنظمة إنترنت الأشياء حساسات لقياس رطوبة التربة ودرجة الحرارة والطقس واحتياج النبات للماء، ثم ترسل البيانات للنظام لتحليلها واتخاذ قرار الري. وبناءً على ذلك يتم تشغيل المضخات والصمامات تلقائيًا وبكميات مناسبة وفي الوقت المناسب لكل جزء من الحقل، مع إمكانية المراقبة والتحكم عن بُعد؛ مما يقلل هدر المياه ويرفع كفاءة الإنتاج.

خطوات الحل:

1. **الشرح:** لنفهم هذا السؤال، الفكرة هنا هي وصف كيف تعمل تقنية إنترنت الأشياء في مجال الري الدقيق. نبدأ بتذكر أن الري الدقيق يهدف إلى توفير الماء للنباتات بالكمية المناسبة وفي الوقت المناسب. أنظمة إنترنت الأشياء تساهم في ذلك من خلال استخدام أجهزة استشعار (حساسات) موزعة في الحقل. تقيس هذه الحساسات عوامل مهمة مثل رطوبة التربة ودرجة الحرارة والظروف الجوية، مما يعطي صورة دقيقة عن احتياجات النبات للماء. بعد جمع البيانات، تُرسل تلقائيًا عبر الشبكة إلى نظام مركزي (سحابي غالبًا) لتحليلها. بناءً على هذا التحليل، يتخذ النظام قرارًا ذكيًا بشأن الري. ثم يتم تنفيذ القرار تلقائيًا عن طريق تشغيل مضخات الماء وصمامات الري المناسبة، مع تحديد الكمية الدقيقة ووقت الري لكل منطقة في الحقل. هذا كله يمكن مراقبته والتحكم فيه عن بُعد. إذن، مساهمة أنظمة إنترنت الأشياء تكمن في أتمتة عملية جمع البيانات واتخاذ القرار وتنفيذ الري بدقة، مما يؤدي في النهاية إلى تقليل هدر المياه وزيادة كفاءة الإنتاج الزراعي.

سؤال 9: ما مدى اعتماد الزراعة العمودية على حلول إنترنت الأشياء الفعالة؟

الإجابة: س9: تعتمد الزراعة العمودية اعتمادًا كبيرًا جدًا على حلول إنترنت الأشياء؛ لأنها تحتاج مراقبة وتحكمًا مستمرين بالبيئة الداخلية (الإضاءة، الحرارة، الرطوبة، ثاني أكسيد الكربون، الري والتغذية). وتقوم حساسات وأجهزة التحكم المتصلة بأتمتة هذه العمليات وتحسينها لحظيًا وتقليل العمالة والهدر، لذا تُعد حلول إنترنت الأشياء عنصرًا أساسيًا لنجاحها وكفاءتها.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** نتذكر أن الزراعة العمودية هي طريقة لزراعة المحاصيل في طبقات مكدسة رأسياً، غالباً داخل بيئات مغلقة أو خاضعة للتحكم. هذه الطريقة تعتمد على التحكم الدقيق في جميع الظروف البيئية لضمان نمو النبات. **الخطوة 2 (التطبيق):** بتطبيق هذا على السؤال، نجد أن إدارة البيئة الداخلية في الزراعة العمودية معقدة وتتطلب مراقبة مستمرة لعوامل متعددة في وقت واحد، مثل: شدة الإضاءة ومدتها، ودرجة الحرارة، ومستوى الرطوبة، وتركيز ثاني أكسيد الكربون، بالإضافة إلى أنظمة الري والتغذية الدقيقة. **الخطوة 3 (النتيجة):** لذلك، تعتمد الزراعة العمودية اعتماداً كبيراً جداً على حلول إنترنت الأشياء الفعالة. لأن هذه الحلول توفر شبكة من الحساسات لأخذ القياسات، وأجهزة تحكم متصلة لأتمتة العمليات (مثل تشغيل الأنوار أو فتح صمامات الري) بناءً على تلك البيانات. هذا يسمح بالتحسين الفوري للظروف، ويقلل الحاجة للتدخل البشري المستمر (يقلل العمالة)، ويحد من الهدر في الموارد مثل الماء والطاقة. بدون هذه الأنظمة الذكية، سيكون تحقيق الكفاءة والنجاح في الزراعة العمودية أمراً صعباً للغاية.

ما الوظيفة الأساسية لأنظمة إنترنت الأشياء في تطبيقات الري الدقيق؟

• أ) توفير تقارير أسبوعية للمزارع عن حالة الطقس العام.
• ب) أتمتة عملية جمع البيانات البيئية واتخاذ القرار وتنفيذ الري بدقة بناءً عليها.
• ج) استبدال أنظمة الري التقليدية بأنظمة يدوية أكثر دقة.
• د) مراقبة صحة النباتات فقط باستخدام الكاميرات.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: أتمتة عملية جمع البيانات البيئية واتخاذ القرار وتنفيذ الري بدقة بناءً عليها.

الشرح: 1. تستخدم الحساسات لقياس عوامل مثل رطوبة التربة والطقس. 2. تُرسل البيانات تلقائيًا للنظام المركزي لتحليلها. 3. يتخذ النظام قرارًا ذكيًا بشأن توقيت وكمية الري. 4. يتم تنفيذ القرار آليًا عبر تشغيل المضخات والصمامات. 5. النتيجة: تقليل الهدر ورفع الكفاءة.

تلميح: فكر في كيفية استبدال القرار البشري والتشغيل اليدوي بعملية آلية ذكية.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

ما العامل الرئيسي الذي يجعل اعتماد الزراعة العمودية على إنترنت الأشياء 'كبيرًا جدًا'؟

• أ) لأنها تحتاج إلى توصيل المزرعة بشبكة الإنترنت فحسب.
• ب) لأنها تعتمد على إنترنت الأشياء فقط لعرض أسعار المحاصيل في السوق.
• ج) الحاجة إلى مراقبة وتحكم مستمرين ودقيقين في مجموعة معقدة من العوامل البيئية الداخلية.
• د) لأنها طريقة زراعة حديثة وتحتاج لأي تقنية جديدة بشكل عام.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: الحاجة إلى مراقبة وتحكم مستمرين ودقيقين في مجموعة معقدة من العوامل البيئية الداخلية.

الشرح: 1. الزراعة العمودية تتم في بيئات مغلقة خاضعة للتحكم. 2. نجاح المحاصيل يعتمد على التحكم الدقيق في عوامل متعددة في وقت واحد (إضاءة، حرارة، رطوبة، CO2، تغذية). 3. إدارة هذه العوامل يدويًا وبشكل مستمر معقدة وغير عملية. 4. حلول إنترنت الأشياء توفر الأتمتة والمراقبة المستمرة والتحسين الفوري. 5. النتيجة: الاعتماد كبير جدًا لتحقيق الكفاءة والنجاح.

تلميح: تذكر أن الزراعة العمودية تتم في بيئة مغلقة ومصنعة، وليست في الحقل المفتوح.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط

أي من المزايا التالية تنتج مباشرة عن استخدام إنترنت الأشياء في الري الدقيق والزراعة العمودية؟

• أ) زيادة الاعتماد على العمالة اليدوية.
• ب) تقليل هدر الموارد (مثل الماء والطاقة) وزيادة كفاءة الإنتاج.
• ج) جعل العمليات الزراعية أكثر تعقيدًا وغير قابلة للتنبؤ.
• د) الاستغناء التام عن أي تدخل بشري أو مراقبة.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: تقليل هدر الموارد (مثل الماء والطاقة) وزيادة كفاءة الإنتاج.

الشرح: 1. الري الدقيق: يوجه الماء للجذور بالكمية والوقت المناسبين فقط، مما يقلل الهدر. 2. الزراعة العمودية: التحكم الدقيق في الإضاءة والتهوية والتغذية يقلل استهلاك الطاقة والمواد. 3. المراقبة المستمرة تمنع الإفراط أو النقص في استخدام الموارد. 4. النتيجة المباشرة: موارد أقل، إنتاجية أعلى، وتكاليف تشغيل منخفضة.

تلميح: فكر في النتائج الملموسة النهائية للتطبيق الدقيق والآلي للموارد.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل