صفحة 336 - كتاب إنترنت الأشياء - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 إنترنت الأشياء والأجهزة المحمولة المؤتمتة

المفاهيم الأساسية

الصناعة الذكية (Smart Industry): تعزيز الإنتاجية والأرباح من خلال تقنيات الأتمتة، وهي ميزة مهمة للتقنية الحديثة وعامل رئيس في الثورة الصناعية الرابعة.

خريطة المفاهيم

```markmap

أدوات محاكاة إنترنت الأشياء

برنامج كاب كاربون (CupCarbon)

مشروع محاكاة: مراقبة الحريق والتحذيرات

#### إنشاء شبكة العقدة بوحدة التحكم الرئيسية والوسطي

#### تابع إضافة العقد الطرفية

#### إنشاء المقاطع البرمجية

##### منطق المحاكاة (العقد الطرفية)

##### المقطع البرمجي النهائي (edge.py)

##### المقطع البرمجي للعقد الوسطى

##### المقطع البرمجي النهائي (proxy.py)

##### منطق وحدة التحكم (Controller)

###### المقطع البرمجي النهائي (controller.py)

• while node.loop():

- if node.bufferSize() > 0:

- message = node.read()

- node.print(message)

- time.sleep(2)

- node.print("")

- time.sleep(0.01)

###### خطوات إنشاء المقطع البرمجي

• اضغط على "بايثون" في شريط الأدوات.
• اكتب الأوامر البرمجية في الحقل الفارغ.
• اكتب "controller" في حقل اسم الملف.
• اضغط على "حفظ".
• أغلق نافذة محرر بايثون.

###### خطوات إدراج المقطع البرمجي

• اضغط على العقدة.
• اضغط على علامة تبويب Device Parameters (معاملات الجهاز).
• اضغط على صندوق Script file (ملف المقطع البرمجي).
• اختر ملف controller.py من القائمة المنسدلة.
• اضغط على الزر لإدراج المقطع البرمجي.
• اضغط على زر Save Project (حفظ المشروع).

#### تشغيل المحاكاة

##### الخطوات النهائية

• أنشئ المقاطع البرمجية الأخرى بنفس الطريقة.
• انسخ الأوامر وطبقها على العقد المقابلة.
• تأكد من احتواء جميع العقد على المقطع البرمجي.
• اضغط على Run IoT Simulation (تشغيل محاكاة إنترنت الأشياء) من شريط الأدوات.

##### ملاحظات على نتائج المحاكاة

• بسبب استخدام مولدات أرقام عشوائية، قد تشتعل حرائق في بعض القطاعات (خاصة على الأطراف) أكثر من غيرها.
• قد لا تشتعل حرائق في بعض القطاعات على الإطلاق.

##### حالات المحاكاة (شكل 8.19)

• رسم تخطيطي يوضح شبكة محاكاة مع العقد (edge, proxy, controller).
• يظهر حالة الشبكة مع إشعال حريق في قطاعات مختلفة (مثل القطاع 7 أو القطاع 4).

#### تمارين التوسيع والتعديل

##### التمرين 1: توسيع الشبكة

• إضافة عقدة طرفية (Edge) لكل عقدة وسطى (Proxy).
• أن يكون لكل عقدة وسطى ثلاثة عقد طرفية.
• إضافة المقاطع البرمجية داخل العقد الجديدة.

##### التمرين 2: توسيع الشبكة أكثر

• إضافة عقدة وسطى إضافية.
• إضافة عقدتين طرفيتين.
• أن يكون لكل عقدة وسطى عقدتين طرفيتين.
• إضافة المقاطع البرمجية داخل العقد الجديدة.

##### التمرين 3: تعديل منطق المحاكاة (الحرائق)

• تحديد قسم التعليمات البرمجية الذي يقرر تكرار حدوث الحرائق.
• تعديل المشروع لزيادة احتمال حدوث الحرائق أكثر من السابق.

##### التمرين 4: اختبار التأخير الزمني (Latency)

• تعديل برنامج العقد الوسطى لجعل العقدة في وضع السكون لفترة أطول.
• ملاحظة وتسجيل وجود أي تأخير أو فقدان لأي رسائل.

##### التمرين 5: إضافة مخاطر جديدة (تسرب المياه والفيضان)

• توسيع المشروع لدعم احتمال حدوث تسرب المياه والفيضان.
• تعديل برنامج القطاعات المعرضة للحرائق.
• جعل القيمة 2 من دالة `randint` تعني حدوث تسرب مياه أو فيضان.
• قيام العقدة بطباعة الرسالة المناسبة وإرسالها.

الصناعة الذكية والأتمتة

تطبيق محاكاة: نظام تخزين مصنع آلي

#### مكونات النظام

• حاويات موصوفة (مواد قابلة للتلف، مواد طويلة الأمد).
• رقاقة إلكترونية (IoT Tag) في كل حاوية.
• موجهات لاسلكية.
• مركبة آلية (AGV).
• محطات تخزين ذكية.

#### آلية العمل

• ترسل الرقاقة الإلكترونية رسالة باستمرار عن محتويات الحاوية.
• تُبلغ الموجهات اللاسلكية المركبة الآلية بالمحتويات.
• تقلل محطات التخزين الذكية من استهلاك الطاقة.

```

نقاط مهمة

• الأتمتة عامل مساهم رئيسي في الثورة الصناعية الرابعة.
• في المشروع الآلي، سيتم محاكاة نظام تخزين في مصنع.
• كل حاوية تحتوي على IoT Tag لإرسال بيانات محتوياتها.
• تستخدم الموجهات اللاسلكية لإبلاغ المركبة الآلية (AGV).
• محطات التخزين الذكية تساعد في خفض استهلاك الطاقة.
• الصورة (شكل 8.20) توضح مركبة صناعية آلية (AGV) تعمل في مستودع حديث.

الدرس الثالث

إنترنت الأشياء والأجهزة المحمولة المؤتمتة

Smart Industry and Automation

تُعدّ الأتمتة ميزة مهمة للتقنية الحديثة، وكذلك فهي عامل مساهم رئيس في الثورة الصناعية الرابعة، تعزز الصناعة الذكية من خلال تقنيات الأتمتة التي تزيد من الإنتاجية، مما يتيح تحقيق المزيد من الأرباح. ستُسهم في المشروع الآلي محاكاةً للنظام في منطقة تخزين المصنع، وستوضع علامات على الحاويات من مواد قابلة للتلف، ومواد طويلة الأمد لا تحتاج إلى التبريد، تحتوي كل حاوية على رقاقة إلكترونية (IoT Tag) تُرسل رسالة باستمرار، موجهاتٌ لاسلكيةً لتبليغ المركبة الآلية بمحتوياتها. توجد أيضاً بعض محطات التخزين الذكية التي ستُخفّض من استهلاك الطاقة.

شكل 8.20: مركبة صناعية آلية

الدرس الثالث إنترنت الأشياء والأجهزة المحمولة المؤتمتة Smart Industry and Automation تُعدّ الأتمتة ميزة مهمة للتقنية الحديثة، وكذلك فهي عامل مساهم رئيس في الثورة الصناعية الرابعة، تعزز الصناعة الذكية من خلال تقنيات الأتمتة التي تزيد من الإنتاجية، مما يتيح تحقيق المزيد من الأرباح. ستُسهم في المشروع الآلي محاكاةً للنظام في منطقة تخزين المصنع، وستوضع علامات على الحاويات من مواد قابلة للتلف، ومواد طويلة الأمد لا تحتاج إلى التبريد، تحتوي كل حاوية على رقاقة إلكترونية (IoT Tag) تُرسل رسالة باستمرار، موجهاتٌ لاسلكيةً لتبليغ المركبة الآلية بمحتوياتها. توجد أيضاً بعض محطات التخزين الذكية التي ستُخفّض من استهلاك الطاقة. شكل 8.20: مركبة صناعية آلية --- VISUAL CONTEXT --- **IMAGE**: Untitled Description: A wide-angle view of a modern, automated warehouse. In the foreground, a yellow and black automated guided vehicle (AGV) is navigating between tall shelves stacked with cardboard boxes. The AGV has sensors and a dashed line indicating its path. In the background, several more AGVs are visible, moving along their designated paths. The overall lighting is bright and diffused, suggesting an efficient and technologically advanced environment. Small diagrams are overlaid in the top right corner, showing a waveform, a battery icon with a charge level, and a network of connected nodes. Context: Illustrates the concept of smart industry and automated logistics, showing how AGVs are used in warehouses for efficient material handling and inventory management.