المهارات الرقمية 12 فصل ثاني

الثاني عشر خطة جديدة

icon
الشرحالملخصأوراق العملحل اسئلة الدرسالنتاجات

 ملخّص طبقات إنترنت الأشياء: الهيكلية وَّالوظيفة
(IoT Layers – Architecture and Functions)

 

 بنى طبقات إنترنت الأشياء (IoT Architecture)

1. المفهوم العام للبنية الهيكلية

نظام إنترنت الأشياء ليس قالباً جامداً، بل هو نظام متعدد الطبقات يهدف إلى تأمين اتصال ذكي بين مليارات الأجهزة.

  • القاعدة الأساسية: لا توجد بنية موحدة ثابتة؛ فالتصاميم تختلف باختلاف المعايير وحجم النظام (منزل ذكي، مصنع، أو مدينة ذكية).

2. نماذج بنى الطبقات (Models)

هناك ثلاثة نماذج رئيسية تختلف فيما بينها من حيث عدد الطبقات وتفصيل الوظائف:                    

أ. بنية الطبقات الثلاث (Three-Layer Architecture)

هي البنية الأساسية والأكثر تبسيطاً لفهم النظام، وتتكون من:

  1. طبقة الإدراك/ الاستشعار (Perception Layer): الطبقة الدنيا المسؤولة عن جمع البيانات عبر الحساسات (Sensors) والكاميرات وRFID.

  2. طبقة الاتصال (Communication Layer): الجسر الذي ينقل البيانات عبر الشبكات (Wi-Fi, 4G, 5G) والبروتوكولات.

  3. طبقة التطبيقات (Application Layer): الطبقة العليا التي تقدم الخدمات النهائية للمستخدم (واجهات التحكم، السحابة، وأمن المعلومات).

ب. بنية الطبقات الخمس (Five-Layer Architecture)

نموذج أكثر تفصيلاً يستخدم في الأنظمة المتوسطة والمعقدة، ويشمل:

  • (الإدراك، النقل، المعالجة "البرمجيات الوسيطة"، التطبيقات، طبقة الأعمال).

  • الإضافة الجوهرية: طبقة الأعمال التي تدير النظام بالكامل وتضع الخطط الاستراتيجية والخصوصية.

ج. بنية الطبقات السبع (IoT World Forum Model)

النموذج المرجعي العالمي الأدق، ويقسم رحلة البيانات إلى 7 مراحل:

  1. الأشياء: الأجهزة المادية.

  2. الاتصال: نقل البيانات.

  3. الحوسبة الطرفية (Edge Computing): معالجة أولية للبيانات قرب مصدرها لتقليل زمن الاستجابة.

  4. تجميع البيانات: التخزين الانتقائي للبيانات.

  5. تجريد البيانات (Data Abstraction): توحيد تنسيقات البيانات المختلفة لتصبح قابلة للمعالجة الموحدة.

  6. التطبيقات: تفسير البيانات حسب مجال الاستخدام.

  7. التعاون والعمليات: تحويل البيانات إلى إجراءات عملية أو قرارات بشرية مشتركة.

3. مفاهيم   ومصطلحات : 

الحوسبة الطرفية/الضبابية (Edge/Fog Computing):                                                              

هي معالجة البيانات "على الحافة" أي قرب الحساسات. أهميتها: تقليل الضغط على السحابة، زيادة سرعة الاستجابة، وضمان عمل النظام عند انقطاع الإنترنت.

 

 

  • تجريد البيانات (Data Abstraction):

عملية ضرورية لإزالة الفروق بين تنسيقات صيغ البيانات القادمة من أجهزة متنوعة لضمان توافقها داخل النظام. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  • طبقة التعاون: هي قمة الهرم حيث تلتقي التكنولوجيا بالبشر لاتخاذ قرارات استراتيجية بناءً على التحليلات.

4. أسباب تعدد هذه البنى :   

  1. المرونة: التكيف مع مجالات مختلفة (زراعة، صحة، صناعة).

  2. توزيع الأدوار: السماح للمطورين بالتركيز على جزء معين (Hardware  أو  Software ).

  3. الاستدامة: سهولة تحديث طبقة واحدة دون انهيار النظام بالكامل.

5.  

 تعتبر البنية الطبقية مؤشر قوة لنظام إنترنت الأشياء، حيث تمنحه القدرة على النمو (Scalability) والتعامل مع كميات هائلة من البيانات (Big Data) بكفاءة عالية.