صفحة 306 - كتاب إنترنت الأشياء - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

الكتاب: كتاب إنترنت الأشياء - الصف 11 - الفصل 1 | المادة: إنترنت الأشياء | المرحلة: الصف 11 | الفصل الدراسي: 1

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

📚 معلومات الصفحة

الكتاب: كتاب إنترنت الأشياء - الصف 11 - الفصل 1 | المادة: إنترنت الأشياء | المرحلة: الصف 11 | الفصل الدراسي: 1

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

نوع المحتوى: درس تعليمي

📝 ملخص الصفحة

📚 المشروع: تطبيق عملي لبروتوكول MQTT

المفاهيم الأساسية

بروتوكول MQTT: بروتوكول اتصال يستخدم على نطاق واسع في مشاريع إنترنت الأشياء، يعتمد على هيكلية الناشرين والمستلمين.

خريطة المفاهيم

```markmap

المشروع: تطبيق عملي لبروتوكول MQTT

الهدف

إنشاء حل متكامل لحديقة ذكية

تعميم الهيكل على تطبيقات صناعية لاحقاً

المكونات المادية (الأردوينو)

لوحة أردوينو

مستشعر درجة الحرارة

مستشعر رطوبة التربة

ترانزستور ضوئي

البرامج المطلوبة (بايثون)

البرنامج 1: مستقبل للبيانات

#### يطلب اختيار موضوع (Topic)

#### ينشئ عميل للاشتراك

#### يعرض القيم المحدثة

البرنامج 2: مشترك وحافظ للبيانات

#### يشترك في موضوع بجميع القراءات

#### يحفظ البيانات في ملف JSON

#### يقدم خيارين:

##### الاستماع وجمع بيانات جديدة

##### إنشاء تمثيل للبيانات المخزنة

خطوة التنفيذ النهائية

تشغيل مقاطع البايثون الثلاثة معاً

ضبط بيئة الأردوينو

#### تحديث قراءات البيانات

#### مراقبة النتائج

```

نقاط مهمة

  • المشروع تطبيق عملي لهيكلية الناشرين والمستلمين في بروتوكول MQTT.
  • يبدأ ببناء دائرة إلكترونية لجمع البيانات من البيئة.
  • يتم معالجة البيانات ومراقبتها عبر برامج بايثون متعددة تعمل في وقت واحد.
  • الحل المصمم قابل للتطوير والتكرار في مشاريع أكبر، مثل التطبيقات الصناعية.

📋 المحتوى المنظم

📖 محتوى تعليمي مفصّل

نوع: محتوى تعليمي

تُستخدم الاتصالات مع بروتوكول (MQTT) على نطاق واسع في المشاريع المختلفة على أرض الواقع. يمكن تطبيق نفس الهيكليات الخاصة بالاتصال من خلال الناشرين والمستلمين على مجالات أخرى مختلفة، ستقوم بإنشاء حل متكامل لحداثة ذكية متصلة بواسطة بروتوكول (MQTT)، ويمكن بعد ذلك تعميم مثل هذه الهيكليات على تطبيقات صناعية لاحقاً، أكبر حجماً.

نوع: محتوى تعليمي

قم بإنشاء دائرة جديدة باستخدام لوحة أردوينو ومستشعر درجة الحرارة ومستشعر رطوبة التربة وترانزستور ضوئي.

نوع: محتوى تعليمي

قم بإنشاء برنامج بايثون آخر بمثابة مستقبل للبيانات التي جمعت بواسطة الأردوينو، سيطلب من المستخدم اختيار الموضوع الذي سيتلقى حوله البيانات، ثم يقوم بإنشاء عميل للاشتراك في هذا الموضوع. ستُخزن الرسائل ويُعرض القيم المحدثة.

نوع: محتوى تعليمي

قم بإنشاء برنامج بايثون يشترك في موضوع بكافة القراءات ويحفظها في ملف JSON، سيطلب من المستخدم اختيار ما إذا كان يريد الاستماع إلى الوسيط وجمع البيانات، أو إنشاء تمثيل للقراءات المخزنة بالفعل.

نوع: محتوى تعليمي

قم بتشغيل مقاطع البايثون البرمجية الثلاثة في آن واحد، واضبط بيئة الأردوينو لتحديث قراءات البيانات ومراقبة النتائج.

📄 النص الكامل للصفحة

تُستخدم الاتصالات مع بروتوكول (MQTT) على نطاق واسع في المشاريع المختلفة على أرض الواقع. يمكن تطبيق نفس الهيكليات الخاصة بالاتصال من خلال الناشرين والمستلمين على مجالات أخرى مختلفة، ستقوم بإنشاء حل متكامل لحداثة ذكية متصلة بواسطة بروتوكول (MQTT)، ويمكن بعد ذلك تعميم مثل هذه الهيكليات على تطبيقات صناعية لاحقاً، أكبر حجماً. قم بإنشاء دائرة جديدة باستخدام لوحة أردوينو ومستشعر درجة الحرارة ومستشعر رطوبة التربة وترانزستور ضوئي. قم بإنشاء برنامج بايثون آخر بمثابة مستقبل للبيانات التي جمعت بواسطة الأردوينو، سيطلب من المستخدم اختيار الموضوع الذي سيتلقى حوله البيانات، ثم يقوم بإنشاء عميل للاشتراك في هذا الموضوع. ستُخزن الرسائل ويُعرض القيم المحدثة. قم بإنشاء برنامج بايثون يشترك في موضوع بكافة القراءات ويحفظها في ملف JSON، سيطلب من المستخدم اختيار ما إذا كان يريد الاستماع إلى الوسيط وجمع البيانات، أو إنشاء تمثيل للقراءات المخزنة بالفعل. قم بتشغيل مقاطع البايثون البرمجية الثلاثة في آن واحد، واضبط بيئة الأردوينو لتحديث قراءات البيانات ومراقبة النتائج.

🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة

عدد البطاقات: 5 بطاقة لهذه الصفحة

ما هو الدور الرئيسي لبروتوكول MQTT في مشاريع إنترنت الأشياء كما ورد في النص؟

  • أ) يُستخدم فقط للاتصال بين أجهزة الاستشعار ولوحات الأردوينو.
  • ب) يُستخدم لإنشاء حل متكامل لحداثة ذكية متصلة، ويمكن تعميم هيكلياته على تطبيقات صناعية.
  • ج) يُستخدم حصرياً لتخزين البيانات في ملفات JSON.
  • د) يُستخدم لبرمجة لوحات الأردوينو فقط.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: يُستخدم لإنشاء حل متكامل لحداثة ذكية متصلة، ويمكن تعميم هيكلياته على تطبيقات صناعية.

الشرح: 1. النص يذكر أن MQTT يُستخدم على نطاق واسع في المشاريع على أرض الواقع. 2. يمكن تطبيق هيكليات الاتصال الخاصة به (الناشرون والمستلمون) على مجالات مختلفة. 3. الهدف المباشر هو إنشاء حل متكامل لحداثة ذكية. 4. يمكن تعميم هذه الهيكليات لاحقاً على تطبيقات صناعية أكبر.

تلميح: فكر في الغرض من استخدام البروتوكول في المشاريع العملية.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

ما هي المكونات المادية (Hardware) المطلوبة لإنشاء الدائرة الإلكترونية وفقاً للتعليمات؟

  • أ) لوحة أردوينو، شاشة عرض، ووحدة تخزين.
  • ب) لوحة أردوينو، مستشعر درجة الحرارة، مستشعر رطوبة التربة، وترانزستور ضوئي.
  • ج) لوحة راسبيري باي، مستشعر حركة، ومكبر صوت.
  • د) لوحة أردوينو، كاميرا، ومستشعر للصوت.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: لوحة أردوينو، مستشعر درجة الحرارة، مستشعر رطوبة التربة، وترانزستور ضوئي.

الشرح: 1. التعليمات تطلب إنشاء دائرة جديدة. 2. المكونات المذكورة صراحة هي: لوحة أردوينو. 3. مستشعر درجة الحرارة. 4. مستشعر رطوبة التربة. 5. ترانزستور ضوئي.

تلميح: ركز على القطع الإلكترونية المذكورة في فقرة إنشاء الدائرة.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

ما هي الوظيفة الأساسية لبرنامج Python الثاني (المستقبل) كما ورد في النص؟

  • أ) برمجة لوحة الأردوينو وجمع القراءات من المستشعرات.
  • ب) يحفظ جميع القراءات تلقائياً في ملف JSON دون تدخل المستخدم.
  • ج) يطلب من المستخدم اختيار موضوع للاشتراك فيه، ثم ينشئ عميلاً للاشتراك في هذا الموضوع لعرض القيم المحدثة وتخزين الرسائل.
  • د) يرسم تمثيلاً بيانياً للقراءات المخزنة مسبقاً فقط.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: يطلب من المستخدم اختيار موضوع للاشتراك فيه، ثم ينشئ عميلاً للاشتراك في هذا الموضوع لعرض القيم المحدثة وتخزين الرسائل.

الشرح: 1. البرنامج يعمل كمستقبل للبيانات المجمعة بواسطة الأردوينو. 2. يطلب من المستخدم اختيار الموضوع (Topic) الذي سيتلقى حوله البيانات. 3. يقوم بإنشاء عميل للاشتراك في هذا الموضوع المختار. 4. وظيفته النهائية هي تخزين الرسائل وعرض القيم المحدثة.

تلميح: تذكر أن هذا البرنامج يتعامل مع البيانات الواردة من الأردوينو.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

ما هي المهمة التي يؤديها برنامج Python الثالث في هذا المشروع؟

  • أ) يرسل الأوامر إلى لوحة الأردوينو لضبط إعدادات المستشعرات.
  • ب) يحول بيانات JSON إلى تنسيق CSV لحفظها في قاعدة بيانات.
  • ج) يشترك في موضوع بكافة القراءات ويحفظها في ملف JSON، مع إعطاء المستخدم خيار الاستماع وجمع البيانات أو إنشاء تمثيل للقراءات المخزنة.
  • د) يتحكم في تشغيل وإيقاف جميع برامج Python الأخرى تلقائياً.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: يشترك في موضوع بكافة القراءات ويحفظها في ملف JSON، مع إعطاء المستخدم خيار الاستماع وجمع البيانات أو إنشاء تمثيل للقراءات المخزنة.

الشرح: 1. وظيفة البرنامج الأساسية هي الاشتراك في موضوع يحتوي على كافة القراءات. 2. يحفظ هذه القراءات في ملف بتنسيق JSON. 3. يقدم للمستخدم خيارين: الخيار الأول: الاستماع إلى الوسيط (Broker) وجمع البيانات الجديدة. الخيار الثاني: إنشاء تمثيل (عرض/رسم) للقراءات التي تم تخزينها بالفعل في الملف.

تلميح: هذا البرنامج يتعامل مع حفظ البيانات وعرضها بطرق مختلفة.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: صعب

ما هي الخطوة النهائية للتشغيل والتجربة كما وردت في التعليمات؟

  • أ) تشغيل برنامج الأردوينو فقط ومراقبة القراءات على الشاشة التسلسلية.
  • ب) تشغيل مقاطع Python البرمجية الثلاثة في آن واحد، وضبط بيئة الأردوينو لتحديث قراءات البيانات ومراقبة النتائج.
  • ج) تشغيل برنامجي Python فقط وحفظ النتائج في قاعدة بيانات سحابية.
  • د) معايرة المستشعرات يدوياً قبل تشغيل أي برنامج.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: تشغيل مقاطع Python البرمجية الثلاثة في آن واحد، وضبط بيئة الأردوينو لتحديث قراءات البيانات ومراقبة النتائج.

الشرح: 1. الخطوة تتضمن تشغيل البرامج الثلاثة المكتوبة بلغة Python في نفس الوقت (بالتوازي). 2. في نفس الوقت، يجب ضبط بيئة الأردوينو (البرنامج والدائرة) لتقوم بمهمتها الأساسية، وهي تحديث قراءات البيانات من المستشعرات وإرسالها. 3. الهدف النهائي هو مراقبة النتائج التي تظهر من تفاعل جميع هذه المكونات معاً.

تلميح: تتعلق هذه الخطوة بتشغيل جميع مكونات النظام معاً.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط