IoT Communication Technologies - كتاب إنترنت الأشياء - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 تقنيات اتصال إنترنت الأشياء حسب المسافة

المفاهيم الأساسية

تقنيات الاتصال قصيرة المدى: تقنيات لاسلكية يبلغ أقصى مدى لها عشرات الأمتار، وتستهلك طاقة أقل.

تقنيات الاتصال متوسطة المدى: تقنيات لاسلكية أو سلكية يتراوح مداها بين عشرات ومئات الأمتار، وغالباً ما تكون أقصى مسافة أقل من كيلومتر.

تقنيات الاتصال بعيدة المدى: تقنيات تستخدم عندما تزيد المسافات عن كيلومترين على الأقل، وتستهلك طاقة أكبر.

خريطة المفاهيم

```markmap

بروتوكولات الشبكات في إنترنت الأشياء

بروتوكولات الشبكات الأساسية

TCP

#### آلية العمل: اتصال موثوق (يشبه المكالمة الهاتفية)

IP

UDP

#### آلية العمل: اتصال سريع غير موثوق (يشبه البريد العادي)

بروتوكولات الوصول اللاسلكي

NFC

#### المدى: حتى 4 سم

#### الاستخدام: أنظمة الدفع دون تلامس

البلوتوث

#### المدى: حتى 10 أمتار

#### الاستخدام: سماعات رأس، لوحات مفاتيح، أقفال ذكية

IEEE 802.15.4

#### الميزات: منخفض التكلفة، معدل نقل منخفض، عمر بطارية أطول

نماذج نقل البيانات في إنترنت الأشياء

نموذج دفع البيانات

#### المستشعر يرسل البيانات على فترات أو استجابة لأحداث

نموذج سحب البيانات

#### التطبيق يستعلم من المستشعر عن البيانات

بروتوكولات شبكات إنترنت الأشياء (الجدول 2.3)

6LoWPAN

#### الميزات: اختيار لبروتوكول IPv6 عبر شبكات المنطقة الشخصية اللاسلكية منخفضة الطاقة. يوفر اتصالات منخفضة التكلفة وآمنة.

ZigBee

#### الميزات: تطوير لمعيار 6LoWPAN يوفر طريقة اتصال أسهل وأقل تكلفة من البلوتوث والواي فاي.

#### التطبيقات: أتمتة المباني والمنازل والرعاية الصحية.

ISA100.11a

#### الميزات: معيار للأتمتة الصناعية للأنظمة اللاسلكية.

#### الاستخدام: للتحكم في العمليات.

WirelessHART

#### الميزات: حزمة بروتوكولات لإنشاء بنية شبكية متزامنة زمنياً وذاتية التنظيم والتصحيح.

Thread

#### الميزات: مجموعة بروتوكولات لإنشاء شبكة تشعبية آمنة وموثوقة لربط الأجهزة والتحكم بها.

#### الاستخدام: خاصة في المنازل.

تصنيف تقنيات الاتصال حسب المدى (الجدول 2.9)

نطاق قصير

#### أمثلة: البلوتوث، NFC، RFID

#### المدى: عشرات الأمتار

نطاق متوسط

#### أمثلة: Wi-Fi IEEE 802.11، PLC IEEE 1901.2، LPWA

#### المدى: عشرات إلى مئات الأمتار (أقل من كيلومتر)

نطاق بعيد

#### أمثلة: التقنيات الخلوية (الجيل الثاني، الثالث، الرابع، الخامس)، الألياف البصرية IEEE 802.3

#### المدى: أكثر من كيلومترين

```

نقاط مهمة

• يتم تصنيف تقنيات اتصال إنترنت الأشياء حسب نطاق (مدى) نقل المعلومات والبيانات.
• الأجهزة التي تستخدم تقنيات اتصال بعيدة المدى تستهلك طاقة أكبر بكثير من تلك التي تستخدم تقنيات قصيرة المدى.
• تقنيات LPWA (منخفضة الطاقة واسعة النطاق) تغطي مساحة واسعة بمتطلبات طاقة قليلة، مما يجعلها مناسبة للمستشعرات المزوّدة ببطارية.

تقنيات اتصال إنترنت الأشياء

تصنف تقنيات الاتصال المختلفة لحلول إنترنت الأشياء حسب نطاق معلوماتها والبيانات المنقولة خلالها. يجب الأخذ بعين الاعتبار أن الأجهزة التي تستخدم تقنيات الاتصالات بعيدة المدى تستهلك طاقة أكبر بكثير من نظيراتها قصيرة المدى.

تصنيف تقنيات اتصالات إنترنت الأشياء حسب المسافة

تقنيات اتصالات المسافة يُعد الكابل التسلسلي مثالاً تقليدياً على النظام السلكي، عادةً ما تكون الحلول اللاسلكية قصيرة المدى، والتي يبلغ أقصى مدى لها عشرات الأمتار، بديلاً للكابلات التسلسلية. تشمل التقنيات اللاسلكية قصيرة المدى على تقنية البلوتوث والاتصال قريب المدى (Near-Field Communication – NFC) ومعرف تحديد الترددات الراديوية (Radio Frequency Identification – RFID). نطاق قصير يُعد هذا النوع الأكثر شيوعاً في تقنيات الوصول إلى إنترنت الأشياء، فهناك تطبيقات مختلفة في نطاق يتراوح بين عشرات ومئات الأمتار. غالباً ما تكون أقصى مسافة بين جهازين أقل من كيلومتر واحد، ولكن تقنيات التردد اللاسلكي (Radio Frequency – RF) ليس لها مسافات قصوى محددة سابقاً، حيث أنها تعمل طلباً لثبت الإشارة اللاسلكية وتستقبل بشكل صحيح. تشمل التقنيات اللاسلكية متوسطة المدى تقنية الشبكة اللاسلكية Wi-Fi IEEE 802.11. ويمكن أيضاً تصنيف تقنيات السلكية مثل IEEE 1901.2 Ethernet الشبكة (Power Line Communications – PLC) على أنها متوسطة المدى. نطاق متوسط تستخدم التقنيات بعيدة المدى عندما تزيد المسافات بين جهازين عن كيلومترين على الأقل، وتعد التقنيات الخلوية (الجيل الثاني، والجيل الثالث، والجيل الرابع، والجيل الخامس)، وكذلك التقنيات منخفضة الطاقة واسعة النطاق (LPWA) أمثلة على التقنيات اللاسلكية. ويمكن لاتصالات تقنيات منخفضة الطاقة واسعة النطاق أن تغطي منطقة واسعة وذلك بمتطلبات قليلة من الطاقة، ونتيجة لذلك، تُعد هذه التقنيات مناسبة لمستشعرات إنترنت الأشياء واسعة المزوّدة ببطارية، ويتم تصنيف كل من IEEE 802.3 عبر الألياف البصرية واتصالات خط الطاقة ذات النطاق العريض (Broadband Power Line Communications (IEEE 1901) على أنها من النطاق البعيد، ولكنها لا تعد تقنيات وصول إلى إنترنت الأشياء تحديداً. نطاق بعيد

شكل 2.9: نطاق تقنيات الاتصال

وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447

--- SECTION: IoT Communication Technologies --- تقنيات اتصال إنترنت الأشياء تصنف تقنيات الاتصال المختلفة لحلول إنترنت الأشياء حسب نطاق معلوماتها والبيانات المنقولة خلالها. يجب الأخذ بعين الاعتبار أن الأجهزة التي تستخدم تقنيات الاتصالات بعيدة المدى تستهلك طاقة أكبر بكثير من نظيراتها قصيرة المدى. --- SECTION: الجدول 2.4: تصنيف تقنيات اتصالات إنترنت الأشياء حسب المسافة --- تصنيف تقنيات اتصالات إنترنت الأشياء حسب المسافة تقنيات اتصالات المسافة يُعد الكابل التسلسلي مثالاً تقليدياً على النظام السلكي، عادةً ما تكون الحلول اللاسلكية قصيرة المدى، والتي يبلغ أقصى مدى لها عشرات الأمتار، بديلاً للكابلات التسلسلية. تشمل التقنيات اللاسلكية قصيرة المدى على تقنية البلوتوث والاتصال قريب المدى (Near-Field Communication – NFC) ومعرف تحديد الترددات الراديوية (Radio Frequency Identification – RFID). نطاق قصير يُعد هذا النوع الأكثر شيوعاً في تقنيات الوصول إلى إنترنت الأشياء، فهناك تطبيقات مختلفة في نطاق يتراوح بين عشرات ومئات الأمتار. غالباً ما تكون أقصى مسافة بين جهازين أقل من كيلومتر واحد، ولكن تقنيات التردد اللاسلكي (Radio Frequency – RF) ليس لها مسافات قصوى محددة سابقاً، حيث أنها تعمل طلباً لثبت الإشارة اللاسلكية وتستقبل بشكل صحيح. تشمل التقنيات اللاسلكية متوسطة المدى تقنية الشبكة اللاسلكية Wi-Fi IEEE 802.11. ويمكن أيضاً تصنيف تقنيات السلكية مثل IEEE 1901.2 Ethernet الشبكة (Power Line Communications – PLC) على أنها متوسطة المدى. نطاق متوسط تستخدم التقنيات بعيدة المدى عندما تزيد المسافات بين جهازين عن كيلومترين على الأقل، وتعد التقنيات الخلوية (الجيل الثاني، والجيل الثالث، والجيل الرابع، والجيل الخامس)، وكذلك التقنيات منخفضة الطاقة واسعة النطاق (LPWA) أمثلة على التقنيات اللاسلكية. ويمكن لاتصالات تقنيات منخفضة الطاقة واسعة النطاق أن تغطي منطقة واسعة وذلك بمتطلبات قليلة من الطاقة، ونتيجة لذلك، تُعد هذه التقنيات مناسبة لمستشعرات إنترنت الأشياء واسعة المزوّدة ببطارية، ويتم تصنيف كل من IEEE 802.3 عبر الألياف البصرية واتصالات خط الطاقة ذات النطاق العريض (Broadband Power Line Communications (IEEE 1901) على أنها من النطاق البعيد، ولكنها لا تعد تقنيات وصول إلى إنترنت الأشياء تحديداً. نطاق بعيد --- SECTION: شكل 2.9: نطاق تقنيات الاتصال --- شكل 2.9: نطاق تقنيات الاتصال وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447 --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: نطاق تقنيات الاتصال Description: A diagram illustrating different communication technologies based on their range. The ranges are categorized as 'نطاق قصير' (short range), 'نطاق متوسط' (medium range), and 'نطاق بعيد' (long range). Technologies are placed within these zones. Table Structure: Headers: نطاق قصير | نطاق متوسط | نطاق بعيد Rows: Row 1: NFC | LPWA | الجيل الرابع Row 2: البلوتوث | PLC 1901.2 | الجيل الخامس Row 3: RFID | Wifi 802.11 | الألياف الضوئية Data: Categorization of communication technologies by their operational range. Key Values: NFC, RFID, Bluetooth are short range., Wi-Fi, PLC, LPWA are medium range., 4G, 5G, Fiber Optics are long range. Context: This diagram visually summarizes the classification of communication technologies based on their range, reinforcing the concepts discussed in the text.