المهارات الرقمية 12 فصل ثاني

الثاني عشر خطة جديدة

icon

 ملخّص  الشبكات  اللاسلكيَّة وتقنيات الاتِّصال المختلفة

( Wireless  Networks and Communication  Technologies )

 

تُعدّ تقنية الاتصال عاملاً أساسياً لأداء الأجهزة الذكية، ويتم اختيار التقنية المناسبة بناءً على ثلاثة معايير أساسية:

  • نطاق التغطية (الانتشار).

  • معدل نقل البيانات.

  • الكفاءة في استهلاك الطاقة.

 

اسم التقنية

نوع الاتصال

نوع الشبكة مدى التغطية
USB سلكي شخصية (PAN) قصيرة (10م - 100م)
Ethernet سلكي محلية (LAN) المكاتب والمصانع
Wi-Fi لاسلكي محلية لاسلكية (WLAN) تصل إلى 50 متر
Bluetooth لاسلكي شخصية لاسلكية (WPAN) قصيرة (10 أمتار أو أقل)
Zigbee لاسلكي شخصية لاسلكية (WPAN) من 10م إلى 100م
RFID لاسلكي مجال قريب جداً تتبع المنتجات والبطاقات
الشبكات الخلوية (34G/3G/2G) لاسلكي واسعة المدى (WAN) مساحات واسعة (خارجية)

 

 


3.  تقنية البلوتوث (Bluetooth)                                                                                                     

  • هي  تقنية لاسلكية قصيرة المدى تعتمد على موجات الراديو بتردد (2.4) جيجاهيرتز.
  • المميزات: كفاءة عالية في استهلاك الطاقة، تكلفة منخفضة، وآليات أمان متقدمة.                                                      

  • آلية العمل:

    1. البث الدوري: تبث الأجهزة الطرفية إشارات تعريفية.

    2. الاكتشاف: يمسح الجهاز المركزي البيئة للبحث عن الأجهزة.

    3. تأسيس الاتصال: إنشاء رابط مشفر وآمن.

    4. التفاعل: إرسال الأوامر والتحكم.

  • تطبيقات  تقنية البلوتوث :  المنازل الذكية / الرعاية الصحية /  السيارات الذكية  / الصناعة والمخازن  /  التعليم الذكي 
  • مكونات المنزل الذكي عبر البلوتوث: أجهزة طرفية، اتصال لاسلكي، تطبيقات تحكم، أوامر صوتية، وسيناريوهات أتمتة.

 

 

4. تقنية الواي فاي (Wi-Fi)

  • هي تقنية تعتمد موجات الراديو بنطاق تردد (2.4 أو 5) جيجاهيرتز، بمدى يصل لـ 50 متراً.

  • المميزات: سرعة عالية جداً في نقل البيانات، والانتشار الواسع في المنازل والمكاتب.

  • التحديات: ارتفاع استهلاك الطاقة مقارنة بتقنيتي زيجبي وبلوتوث.

  • آلية العمل: تعتمد على جهاز توجيه (Router) محوري يربط الأجهزة بمزود خدمة الإنترنت (ISP)، ويستخدم التشفير لضمان الأمان.

 


 

  • تطبيقات  تقنية الواي فاي : المؤتمرات المرئية / الروبوتات المنزلية  /  الطابعات الذكية /  أنظمة المراقبة الأمنية / الأجهزة الطبية الذكية
  • الاستخدام الأمثل: التطبيقات التي تتطلب اتصالاً دائماً وبثاً مكثفاً للبيانات (مثل بث الفيديو).

 

5. تقنية زيجبي (Zigbee)

  • التعريف: معيار لاسلكي موثوق مصمم للاستهلاك المنخفض جداً للطاقة والمعدل البسيط لنقل البيانات.

  • البنية: تعتمد على الشبكات المشتبكة (Mesh Network) التي تسمح للأجهزة بتمرير البيانات عبر "عُقد" لتوسيع المدى.

  • المميزات: تدعم حتى 65,000 جهاز في الشبكة الواحدة، وبطاريتها تدوم من عام إلى عامين.

  • مكونات الشبكة:

    1. المنسق (Coordinator): عقل الشبكة، مسؤول عن إدارتها وأمانها (يوجد واحد فقط لكل شبكة).

    2. أجهزة التوجيه (Routers): وسائط لربط أقسام الشبكة وتوسيع التغطية الجغرافية.

    3. الأجهزة الطرفية (End Devices): حساسات تجمع البيانات، تمتاز بوضع السبات للحفاظ على الطاقة.

 

 بعض تطبيقات تقنية زيجبي( Zigbee ) : 

  • الأنظمة الصحية 
  •  المنازل الذكية وتشمل(أنظمة الإضاءة الذكية / أقفال الأبواب الذكية/أنظمة الأمن والمراقبة  كأجهزة الاستشعار  و كاميرات المراقبة اللاسلكية ) 
  • الزراعة الذكية وتشمل ( حسّاسات الرطوبة ودرجة الحرارة في التربة و بأنظمة الريِّ التلقائي) 

 

 

وجه المقارنة Bluetooth Wi-Fi Zigbee
نطاق التردد 2.4 GHz  (2.4   و  5 )GHz 2.4 GHz عالمياً
معدل البيانات

منخفض (من 1 - 2 ) ميجابت/ث

3 ميجابت/ث  ضمن ظروف معينة 

عالي (10 إلى 100+ ميجابت/ث) منخفض جدًا (حتى 250 كيلوبت/ث)
استهلاك الطاقة

منخفض  لمتوسط

فهو مثالي للاستخدام  

مرتفع / كبير منخفض جدًا
التكلفة متوسطة متوسطة إلى مرتفعة منخفضة لمتوسطة 
المرونة بسيطة و سهلة لكن محدودة مرنة لكن معقدة نسبيًا بسيطة
المدى

قصير (حتى 100 م)

200 م في البيئات المفتوحة 

متوسط إلى كبير (100–300 م)

300 م في الأماكن المفتوحة 

متوسط (حتى 100 م)

الخلاصة : 

  • البلوتوث: الأنسب للأجهزة القريبة (سماعات، ساعات) التي تحتاج طاقة محدودة.

  • الواي فاي: الأفضل للسرعات العالية والبيانات الكبيرة (بث الفيديو، المؤتمرات).

  • زيجبي: الخيار الأمثل لاتصال موثوق وطويل الأمد لعدد كبير من الحساسات (المنازل والمصانع الذكية).