الإعلان Advertising - كتاب إنترنت الأشياء - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 البلوتوث

المفاهيم الأساسية

البلوتوث: تقنية اتصال لاسلكية منخفضة الطاقة تستخدم على نطاق واسع في الأجهزة الإلكترونية وفي إنترنت الأشياء.

الإعلان (Advertising): حدث يبدأ بجهاز يطلب الاقتران مع الأجهزة الأخرى التي تقوم بالمسح، أو بإرسال رسالة تحتوي على معلومات التكافؤ.

التوصيل (Connecting): حدث يصف عملية اقتران الجهاز بجهاز آخر يسمى بالمضيف.

بيكونيت (Piconet): مصطلح بلوتوث للاتصال الذي ينشأ بين جهاز رئيسي (Master) وجهاز فرعي (Slave).

خريطة المفاهيم

```markmap

تقنيات شبكات إنترنت الأشياء

بروتوكولات وشبكات الاتصالات قصيرة المدى

تحديد الترددات الراديوية والاتصال قريب المدى (RFID & NFC)

#### RFID

• تخزين واسترداد البيانات عن بعد
• جهاز إرسال وجهاز استقبال لاسلكي
• تتبع الأدوات والمعدات والمواد والأشخاص
• قراءة رقاقات متعددة في وقت واحد (حتى لو كانت مخفية)

#### NFC

• تبادل بيانات آمن
• نطاق اتصال قصير (~10 سم)
• استخدامات: الدفع غير التلامسي، مفاتيح إلكترونية، ربط الأجهزة

#### مقارنة (جدول 5.2)

• التردد: RFID (125 كيلو هرتز - 2.45 جيجا هرتز) | NFC (13.56 ميجا هرتز)
• نطاق الاتصال: RFID (حتى 100 متر) | NFC (~10 سم)
• الاتصال: RFID (أحادي الاتجاه) | NFC (ثنائي الاتجاه)
• الميزة: RFID (التعرف عن بعد) | NFC (أمان عالي)

شبكات المنطقة الشخصية اللاسلكية (WPANs)

#### تعريف

• وسيلة لنقل واستقبال بيانات المستشعرات والمشغلات
• يمكن أن تكون سلكية أو لاسلكية

#### مكونات (شكل 5.22)

• نقطة وصول (Access Point)
• الإنترنت
• مستشعر (Sensor)
• هاتف نقال (Mobile Phone)

#### بروتوكولات WPANs غير المستندة إلى عنوان IP

##### زيجبي (Zigbee)

###### المكونات الرئيسة للشبكة

• متحكم زيجبي (ZC): جهاز عالي القدرة لبناء وبدء الشبكة، يعين العناوين ويسمح بانضمام العقد.
• موجه زيجبي (ZR): مكون اختياري يعالج جزءاً من الشبكة المتداخلة ويعين العناوين.
• جهاز زيجبي طرفي (ZED): نقطة نهاية بسيطة للتواصل مع الوسط (مثل: مفتاح الإضاءة، منظم الحرارة).

###### أنواع حركة البيانات التي يعالجها

• البيانات الدورية: إرسال دوري للبيانات (مثل: المرسلات).
• البيانات المتقطعة: تحدث عند محفزات عشوائية (مثل: مفتاح الإضاءة).
• بيانات زمن الانتقال المنخفض المتكررة: فترات زمنية للإرسال بزمن انتقال منخفض (مثل: أجهزة الإشارة، لوحات المفاتيل).

###### الهيكليات الأساسية

####### هيكلية النجمة (Star Topology)

• متحكم زيجبي (ZC) هو المحور المركزي.
• يمتد إلى نقطتين فقط، مما يحدد المسافة بين العقد.
• نقطة عطل مفردة في المتحكم.

####### هيكلية الشجرة العنقودية (Cluster Tree Topology)

• شبكة متعددة النقاط (Multi-Hop).
• تستخدم أجهزة الإرشاد (Beacons) لتوسيع التغطية والمدى.
• العقد الفرعية يمكنها التواصل مع العقد الرئيسية فقط.
• تشكل نقطة الفشل المركزية مشكلة.

####### هيكلية الشبكة المتداخلة (Mesh Topology)

• يمكن توجيه أي جهاز مصدر إلى أي جهاز وجهة.
• تستخدم طرائق التوجيه المستند إلى الأشجار والجداول.
• الموجهات (ZR) يجب أن تعمل طوال الوقت، مما يستنزف البطارية.
• تسمح للموجهات في نطاق محدد بالتنقل مباشرة.
• الفائدة الأساسية: إمكانية توسع الشبكة ووجود مسارات متعددة للبيانات.

##### البلوتوث (Bluetooth)

###### تعريف

• تقنية اتصال لاسلكية منخفضة الطاقة.
• تستخدم في الهواتف، وحدات التحكم، لوحات المفاتيح، وأجهزة إنترنت الأشياء.

###### الأحداث الرئيسية في شبكات البلوتوث الشخصية

• الإعلان (Advertising): جهاز يطلب الاقتران مع أجهزة أخرى تقوم بالمسح.
• التوصيل (Connecting): عملية اقتران الجهاز بجهاز مضيف.

###### آلية الاتصال (Piconet)

• جهاز في وضع الطاقة المنخفضة يمكنه الاتصال باستخدام قناة الإعلان فقط.
• الجهاز المستمع هو بادئ (Initiator).
• إذا أرسل المُعلن حدثاً إعلانياً قابلاً للاتصال، يجوز للبادئ إرسال طلب اتصال.
• إذا أنشئ الارتباط، يصبح البادئ رئيسياً (Master) والمُعلن فرعياً (Slave).
• يسمى هذا الاتصال بيكونيت (Piconet).
• تحدث أحداث الاتصال بين الرئيسي والفرعي على نفس قناة البداية.
• بعد نقل البيانات، يمكن تغيير التردد لتحديد قناة جديدة.

```

نقاط مهمة

• تستخدم تقنية البلوتوث في تطبيقات إنترنت الأشياء مثل: (Beacons)، المستشعرات اللاسلكية، أنظمة تتبع المركبات والأصول، أجهزة التحكم عن بعد، أجهزة المراقبة الصحية، وأجهزة الإنذار.
• يمكن للجهاز في وضع الطاقة المنخفضة إجراء اتصال كامل باستخدام قناة الإعلان فقط.
• بعد إنشاء الارتباط في البيونيت، ينتهي الحدث الإعلاني.

البلوتوث

البلوتوث هي تقنية اتصال لاسلكية منخفضة الطاقة تستخدم على نطاق واسع في الأجهزة الإلكترونية مثل: الهواتف المحمولة ووحدات التحكم في الألعاب ولوحات المفاتيح، وقد استخدم البلوتوث على نطاق واسع في إنترنت الأشياء (Beacons) والمستشعرات اللاسلكية وأنظمة تتبع المركبات والأصول الأخرى، وأجهزة التحكم عن بعد، وأجهزة المراقبة الصحية، والأجهزة الإنذار. تتميز شبكات البلوتوث الشخصية اللاسلكية بحصول ما يطلق عليه اسم: الأحداث (Events)، ويُعد الإعلان (Advertising) والتوصيل (Connecting) بمثابة الحدثين الرئيسيين في تلك الشبكات.

يبدأ الإعلان بوجود جهاز يطلب القيام بعملية اقتران مع الأجهزة الأخرى التي تقوم بالمسح، أو بإرسال رسالة تحتوي على معلومات التكافؤ.

يصف هذا الحدث عملية اقتران الجهاز بجهاز آخر يسمى بالمضيف.

يمكن للجهاز في وضع الطاقة المنخفضة إجراء اتصال كامل باستخدام قناة الإعلان فقط. قد يكون هذا الاتصال أيضاً اتصالا رسمياً ثنائي الاتجاه، وستبدأ الأجهزة حينها بالقيام بما يسمى بإجراء التكوين لإجراء الاتصال، وذلك من خلال الاستماع إلى حزم الإعلانات. في هذه الحالة، يُعد الجهاز المستمع بادئاً، وإذا أرسل المُعلن حدثاً إعلانياً قابلاً للاتصال، يجوز للجهاز البادئ إرسال طلب اتصال باستخدام قناة القناة التي استمعت الحزمة الإعلامية من خلالها. يمكن للمُعلن أن يقرر بعد ذلك ما إذا كان سيتيح الارتباط أم لا، وإذا أنشئ الارتباط، ينتهي الحدث الإعلاني، وحينها يُشار إلى البادئ باسم: رئيسي (Master) والمُعلن باسم: فرعي (Slave). يطلق على مثل هذا الاتصال بمصطلحات البلوتوث تسمية بيكونيت (Piconet)، حيث تحدث أحداث الاتصال بين الجهاز الرئيس والفرعي على نفس قناة البداية، وبعد نقل البيانات وانتهاء حدث الاتصال، يمكن تغيير التردد لتحديد قناة جديدة للمرسل والمستقبل.

شكل 5.25: توصيل البلوتوث

شكل 5.24: شبكة البلوتوث

Ministry of Education 2025 - 1447

البلوتوث البلوتوث هي تقنية اتصال لاسلكية منخفضة الطاقة تستخدم على نطاق واسع في الأجهزة الإلكترونية مثل: الهواتف المحمولة ووحدات التحكم في الألعاب ولوحات المفاتيح، وقد استخدم البلوتوث على نطاق واسع في إنترنت الأشياء (Beacons) والمستشعرات اللاسلكية وأنظمة تتبع المركبات والأصول الأخرى، وأجهزة التحكم عن بعد، وأجهزة المراقبة الصحية، والأجهزة الإنذار. تتميز شبكات البلوتوث الشخصية اللاسلكية بحصول ما يطلق عليه اسم: الأحداث (Events)، ويُعد الإعلان (Advertising) والتوصيل (Connecting) بمثابة الحدثين الرئيسيين في تلك الشبكات. --- SECTION: الإعلان Advertising --- يبدأ الإعلان بوجود جهاز يطلب القيام بعملية اقتران مع الأجهزة الأخرى التي تقوم بالمسح، أو بإرسال رسالة تحتوي على معلومات التكافؤ. --- SECTION: التوصيل Connecting --- يصف هذا الحدث عملية اقتران الجهاز بجهاز آخر يسمى بالمضيف. يمكن للجهاز في وضع الطاقة المنخفضة إجراء اتصال كامل باستخدام قناة الإعلان فقط. قد يكون هذا الاتصال أيضاً اتصالا رسمياً ثنائي الاتجاه، وستبدأ الأجهزة حينها بالقيام بما يسمى بإجراء التكوين لإجراء الاتصال، وذلك من خلال الاستماع إلى حزم الإعلانات. في هذه الحالة، يُعد الجهاز المستمع بادئاً، وإذا أرسل المُعلن حدثاً إعلانياً قابلاً للاتصال، يجوز للجهاز البادئ إرسال طلب اتصال باستخدام قناة القناة التي استمعت الحزمة الإعلامية من خلالها. يمكن للمُعلن أن يقرر بعد ذلك ما إذا كان سيتيح الارتباط أم لا، وإذا أنشئ الارتباط، ينتهي الحدث الإعلاني، وحينها يُشار إلى البادئ باسم: رئيسي (Master) والمُعلن باسم: فرعي (Slave). يطلق على مثل هذا الاتصال بمصطلحات البلوتوث تسمية بيكونيت (Piconet)، حيث تحدث أحداث الاتصال بين الجهاز الرئيس والفرعي على نفس قناة البداية، وبعد نقل البيانات وانتهاء حدث الاتصال، يمكن تغيير التردد لتحديد قناة جديدة للمرسل والمستقبل. شكل 5.25: توصيل البلوتوث شكل 5.24: شبكة البلوتوث Ministry of Education 2025 - 1447 --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: شكل 5.25: توصيل البلوتوث Description: A diagram showing a man interacting with his smartwatch and phone, with dotted lines indicating wireless connections. The diagram also shows earbuds connected to the phone. A small inset diagram shows a network of sensors connected wirelessly to a central device and then to a mobile phone app. Context: Illustrates the practical application of Bluetooth technology in connecting various devices like smartwatches, phones, and earbuds, and shows a sensor network concept. **DIAGRAM**: شكل 5.24: شبكة البلوتوث Description: A diagram illustrating a Bluetooth network. It shows multiple sensors (مستشعر) connected wirelessly to a central device (likely a master device), which is then connected to a mobile phone (هاتف نقال). The phone displays 'App' multiple times, suggesting connectivity to applications. Arrows indicate the flow of data. Data: Shows sensors communicating with a central device, which then communicates with a mobile phone. Context: Explains the concept of a Bluetooth network, showing how multiple devices can connect and communicate, illustrating the master-slave relationship and data flow.