الفكرة الرئيسة:
سأتعمّق في هذا الدرس في موضوع طبقات أنظمة إنترنت الأشياء، وأتعرّف أهمية وجود هذه الطبقات في تنظيم عمل أنظمة إنترنت الأشياء. كذلك سأستكشف أشهر البِنى المعمارية المُقترَحة لهذه الطبقات في أنظمة إنترنت الأشياء، مثل: بِنية الطبقات الثلاث، وبِنية الطبقات الخمس، وبِنية الطبقات السّبع، وأُركّز تحديدًا على بِنية الطبقات السّبع، ثمَّ سأتعرَف وظيفة كل طبقة من هذه الطبقات مُفصَلةً، وكيف تتفاعل كلٌ منها مع بقيَة الطبقات في نظام مُتكامِل.
يُعَدُّ نموذج إنترنت الأشياء ( IoT ) نظامًا مُتعدِّد الطبقات، وهو يهدف إلى دعم الاتصال الذكي بين مليارات الأجهزة المزوَّدة بحسّاسات ومُعالِجات ووحدات اتصال. يرتبط هذا النموذج بمجموعة واسعة من الأجهزة التي يُعتمَد عليها في مختلف تطبيقات الحياة اليومية، مثل: المدن الذكية، والرعاية الصحية، والزراعة، والمَركَبات الذكيّة.
لا توجد بِنية مُوحَّدة أو بِنية ثابتة لنظام إنترنت الأشياء؛ إذ تختلف التصاميم والهيكليات في النظام تبعًا لاختلاف المعايير. ونظرًا إلى هذا التنوُّع؛ فقد اقترح العديد من نماذج بِنى الطبقات في نظام إنترنت الأشياء، مثل: بِنية الطبقات الثلاث، وبِنية الطبقات الخمس، وبِنية الطبقات السبع، علمًا بأنَّ كل بِنية تختلف عن غيرها من حيث عدد الطبقات، والوظيفة التي تؤدّيها
يُعَدُّ نموذج إنترنت الأشياء ( IoT ) نظامًا مُتعدِّد الطبقات، وهو يهدف إلى دعم الاتصال الذكي بين مليارات الأجهزة المزوَّدة بحسّاسات ومُعالِجات ووحدات اتصال. يرتبط هذا النموذج بمجموعة واسعة من الأجهزة التي يُعتمَد عليها في مختلف تطبيقات الحياة اليومية، مثل: المدن الذكية، والرعاية الصحية، والزراعة، والمََركََبات الذكية
|
أبحث في المواقع الإلكترونية الموثوقة في شبكة الإنترنت عن نماذج بِِنى الطبقات في أنظمة إنترنت الأشياء، أو أسأل أحد برامج الذكاء الاصطناعي عن ذلك، ثمََّ أجيب عن السؤالين الآتيين:
بعد ذلك أُُناقِِش أفراد مجموعتي في الأسئلة الآتية: 1. لماذا توجد بِنى عديدة مختلفة للطبقات في أنظمة إنترنت الأشياء؟ |
|
الحل :
1. لماذا توجد بِنى عديدة مختلفة للطبقات في أنظمة إنترنت الأشياء؟
2. فيمَ يستفاد من هذا التنوُّع؟ •التبسيط في التعليم: النموذج الثلاثيُّ يسهِّل على الطلبة والمبتدئين فهم كيف يعمل إنترنت الأشياء بصورة عامَّة. 3. هل يُعَدُّ ذلك مُؤشِّرًا للقوَّة أم الضعف؟ بالتأكيد ، يُعدّ هذا التّنوع مؤشِّر قوَّة، حيث إنَّه يدلُّ على المرونة، والتكيُّف، والتطوُّر المستمرِّ، وتعدُّد وجهات النظر التي تسمح للباحثين، والمهندسين، وصنّاع القرار النظر إلى النظام من زوايا مختلفة (تقنيَّة، أو إداريَّة، أو تجاريَّة) |
لا توجد بِِنية مُوحَّدة أو بِنية ثابتة لنظام إنترنت الأشياء؛ إذ تختلف التصاميم والهيكليات في النظام تبعًا لاختلاف المعايير. ونظرًا إلى هذا التنوُُّع؛ فقد اقترح العديد من نماذج بِنى الطبقات في نظام إنترنت الأشياء، مثل: بِنية الطبقات الثلاث، وبِنية الطبقات الخمس، وبِنية الطبقات السبع، علمًا بأنََّ كل بِنية تختلف عن غيرها من حيث عدد الطبقات، والوظيفة التي تؤدّيها.
تُعَدُّ بِنية الطبقات الثلاث ( Three-Layer IoT Architecture ) الأساس الذي يُوضِّح الفكرة العامة لنظام إنترنت الأشياء، لكَنّها لا تفي بالغرض لجميع التطبيقات؛ فظهرت نماذج أكثر تفصيلًا ، مثل: بِنية الطبقات الخمس، وبِنية الطبقات السبع؛ مما أسهم في معالجة البيانات بدِقَّة أكبر، وعزَّز من مناحي الأمن والأمان، وزاد من مستوى التكامل مع المُستخدِمين
تتكوَّن هيكلية نظام إنترنت الأشياء من ثلاث طبقات أساسية يُبيِّنها الشكل (2- 1) أمّا الهدف من تقسيم هيكلية هذا النظام إلى ثلاث طبقات فهو تبسيط فهم بِنية النظام، وإمكانية توسيع النموذج الذي يُمثِّله النظام ليشمل طبقات فرعية أُُخرى
الشكل (2- 1) الطبقات التي تُؤلِّف هيكلية شبكة إنترنت الأشياء.
في ما يأتي توضيح لهذه الطبقات:
أوَّلًا: طبقة الإدراك/ الاستشعار ( Perception Layer /Sensor Layer )
تُعَدُّ طبقة الإدراك الطبقة الأساسية الدنيا في بِنية إنترنت الأشياء، وهي تقع في بداية سلسلة نقل البيانات، وتعمل على استشعار البيئة المحيطة، وجمع المعلومات من الكائنات أو الأشياء الذكية
وتحديدها بشكل فريد داخل الشبكة.
تتمثَّل وظائف طبقة الإدراك في ما يأتي:
1- جمع البيانات من البيئة المحيطة أو من كائنات متصلة عن طريق استشعار البيئة.
2- تعرُّف الأشياء، وهُوِيّتها، وموقعها، وحالتها
3- نقل البيانات الأوَّلية إلى الطبقة العليا (طبقة الشبكة) لمعالجتها وتحليلها.
تُجمَع البيانات في طبقة الإدراك من الأجهزة الآتية:
1- الحسّاسات ( Sensors ): أجهزة تُستخدَم لقياس بعض العناصر الفيزيائية، مثل: الحرارة ، والرطوبة، والضوء، والحركة.
2 - شبكات أجهزة الاستشعار اللاسلكية ( Wireless Sensors Networks: WSN ): تُستخدَم هذه الشبكات في ربط الحسّاسات معًا، وإرسال البيانات لاسلكيًّا.
3 - علامات رقاقات ( RFID tags) (RFID ) : تُستخدَم هذه العلامات في تحديد الأشياء وتتبُّعها باستخدام موجات راديوية.
4 - الكاميرات: آلات تُستخدَم لالتقاط صور ومقاطع فيديو يستفاد منها في المراقبة والتحليل.
5 - نظام تحديد المواقع العالمي ( GPS ) : نظام يعمل على تحديد الموقع الجغرافي للأشياء المتصلة.
ثانيًًا: طبقة الاتصال( Communication Layer )
تُعَدُّ طبقة الاتصال الجسر الذي يربط بين ما يُُجمََع من بيانات في طبقة الإدراك (الاستشعار) وما يُعالَج ويُقدَّم في طبقة التطبيقات باستخدام الشبكات والبروتوكولات المختلفة.
يُمكِن إجمال وظائف طبقة الاتصال في ما يأتي:
1- استقبال البيانات من طبقة الإدراك.
2- نقل هذه البيانات بشكل آمن وفعّال إلى طبقة التطبيقات.
3- توفير بروتوكولات الاتصال ومنهجيات الدعم الشبكي اللازم لأجهزة إنترنت الأشياء، مثل : العنونة، والتوجيه، وإدارة الجلسات.
4 - تشغيل برامج وسيطة تعمل على إدارة البيانات، وتتوسَّط بين الأجهزة والتطبيقات. انظر الجدول (2- 1) الذي يُبيِّن التقنيات المُستخدَمة في طبقة الاتصال.
الجدول (2- 1) تقنيات مُستخدَمة في طبقة الاتصال
ثالثًًا: طبقة التطبيقات ( Applications Layer )
تُعَدُّ طبقة التطبيقات الطبقة العليا في بِنية إنترنت الأشياء، وهي مسؤولة عن ترجمة البيانات المُجمَّعة والمعالجة من الطبقات السابقة إلى خدمات وتطبيقات ذكيّة يُمكِن للمُستخدِمين الاستفادة منها.
تُمثِّل هذه الطبقة الواجهة الظاهرة للمُستخدِمين؛ إذ تجعل تقنيات إنترنت الأشياء تجربة ملموسة ومفيدة في الحياة اليومية، عن طريق تحويل البيانات إلى قرارات أو إجراءات عملية.
تشتمل طبقة التطبيقات على المُكوِّنات الآتية:
1- الحوسبة السحابية/ الحوسبة الطرفية ( Cloud /Edge Computing ): تعمل الحوسبة السحابية والحوسبة الطرفية على تخزين البيانات، وتحليلها، ومعالجتها بطرائق ذكيّة لدعم اتِّخاذ
القرار، مثل ( Microsoft Azre ) و ( Amazon AWS )
2- التطبيقات/ واجهات المُستخدِم ( Applications /User Interfaces): يُمكِن للمُستخدِم التفاعل مع البيانات والأجهزة واتِّخاذ القرارات الذكية باستخدام التطبيقات وواجهات المُستخدِم،
مثل: تطبيقات الهواتف، ولوحات التحكمُّ، والمواقع الإلكترونية.
3- أمن المعلومات ( Information Security) : يتمثَّل ذلك في حماية البيانات من الهجمات الإلكترونية، وتأمين الوصول الآمن، وتحديد الصلاحيات الممنوحة، مثل: التشفير، وكلمات
المرور، والشبكة الافتراضية ( VPN ) ، وجدار الحماية ( Firewall )
تتلخَّص وظيفة طبقة التطبيقات في ما يأتي:
1- استقبال البيانات المعالجة من طبقة الاتصال.
2- تقديم خدمات ذكيّة مُخصَّصة بحسب نوع النظام واحتياجات المُستخدِم.
3- توفير واجهة تفاعلية بين المُستخدِم والنظام.
4- دعم اتِّخاذ القرار أو تنفيذ الأوامر بناءً على البيانات المُرسَلة من الأجهزة الذكية
حل محتمل 1 :
| الطبقة | المكوّنات | الوظائف | الأهمية |
|---|---|---|---|
|
طبقة الإدراك Perception Layer |
الحسَّاسات ( Sensors ) و RFID ، والكاميرات، وأجهزة ،GPS والمحرِّكات (Actuators) | جمع البيانات من البيئة المحيطة، وتحويل الظواهر الفيزيائيَّة (حرارة، وحركة، وضوء، وغيرها ) إلى إشارات رقميَّة | أساس النظام؛ لأنَّها المصدر الأوَّل للمعلومات، ومن دونها لا يوجد مدخلات أو بيانات لتتمَّ معالجتها |
| طبقة الشبكة Network Layer |
بروتوكولات الاتِّصال وWi-Fi و Bluetooth ، و ،ZigBee و 4G/5G وبوّابات الاتِّصال (Gateways) والموجِّهات (Routers) | نقل البيانات من طبقة الإدراك إلى مراكز المعالجة أو التخزين، وضمان الاتِِّصال بين الأجهزة والخوادم |
ضروريَّة لربط العالم الفيزيائيِّ بالرقميِّ، وتحديد سرعة الاتِّصال و موثوقيَّته، وكفاءة النظام |
| طبقة المعالجة/ البرامج الوسيطة Processing Layer / Middleware |
الخوادم السحابيَّة، ومنصّات IoT ، وتقنيات الذكاء الاصطناعيِّ، وأنظمة قواعد البيانات |
تخزين البيانات، ومعالجتها، وتحليلها، واستخلاص النتائج باستخدام تقنيات Big Data والذكاء الاصطناعيِّ |
تمثِّل "العقل" الذي يحوِِّل البيانات الأساسيَّة إلى معرفة قابلة للاستعمال |
| طبقة التطبيقات Application Layer |
التطبيقات الذكيَّة Smart Home Apps، Healthcare) |
تقديم الخدمات للمستخدم النهائيِّ مثل: المراقبة الصحِّيَّة، والتحكُّم بالمنازل الذكيَّة، وإدارة المرور |
أهمُّ طبقة من منظور المستخدِم؛ لأنَّها تُترجم البيانات والخدمات إلى قيمة عمليَّة محسوسة |
|
طبقة الأعمال أحيانًا تُدمج مع التطبيق |
إستراتيجيّات الأعمال، ونماذج اتِّخاذ القرار،ولوحات متابعة (Dashboards) | تحديد كيف يستفيد الأفراد أو المؤسسات من النظام، وإدارة الأمن والخصوصيََّة، وتخطيط الأعمال | تضمن استدامة القيمة الاقتصاديَّة والعمليَّة لإنترنت الأشياء، وتوجِّه التطوير وفق الأهداف |
حل محتمل 2 :
| الطبقة | المكوّنات | الوظائف | الأهمية |
|---|---|---|---|
|
طبقة الإدراك (Perception Layer) |
الحسَّاسات ( Sensors) و RFID ، والكاميرات، وأجهزة ،GPS والمحرِّكات (Actuators) |
جمع البيانات من البيئة (حرارة، حركة، ضوء…) | تمثّل الأساس للنظام لأنها مصدر البيانات |
|
طبقة الاتصال (Comunication Layer) |
أجهزة توجيه، بوابات، شبكات Wi-Fi و4G/5G | نقل البيانات بين الأجهزة و السيرفرات | تضمن وصول البيانات بسرعة وكفاءة |
|
طبقة التطبيقات (Application Layer) |
تطبيقات ، أمن المعلومات ، حوسبة سحابية | تحليل البيانات وتقديم خدمات (مثل المنزل الذكي) | توفّر الفائدة النهائية للمستخدم |
تتألََّف بِنية هذا النموذج من سبع طبقات، هي:
1 - طبقة الأشياء ( Things Layer )
تُمثِّل هذه الطبقة الواجهة المادية لأنظمة إنترنت الأشياء، وهي تحوي عددًا من الأجهزة الذكية، مثل: الهواتف، والحسّاسات، وآلات التصوير (الكاميرات)، وغير ذلك من الأجهزة القادرة على
جمع البيانات من البيئة المحيطة وتحويلها إلى إشارات رقمية. ومن ثَمَّ، فإنَّ هذه الطبقة تدعم تنوُّعًا كبيرًًا في الأجهزة من حيث الحجم، والنوع، ووظائف الاستشعار.
2- طبقة الاتصال _( Connectivity Layer )
تُعْنى هذه الطبقة بنقل البيانات من الأجهزة إلى النظام عبر شبكات الاتصال، مثل: Wi-Fi و Bluetooth و LoRa إضافةً إلى تنسيق الاتصال الأفقي بين الأشياء الذكية، وضمان التوجيه
الآمن والسلس للبيانات داخل شبكة الإنترنت.
3- طبقة الحوسبة الطرفية/ الحوسبة الضبابية ( Edge/Fog Computing Layer )
ما إنْ تصل البيانات المطلوبة إلى النظام، حتّى تبدأ طبقة الحوسبة الطرفية في معالجة هذه البيانات معالجة أوَّلية، وذلك بإجراء العديد من العمليات التي تشمل تنسيق البيانات، وتعشيبها (تصفيتها)،
وتحليلها جزئيًّا قرب مصدرها على طرف (حافة) الشبكة. يُطلَق على هذا النوع من المعالجة اسم الحوسبة الضبابية، وتُعَدُّ هذه الخطوة ضرورية لتقليل زمن الاستجابة، وتخفيف الضغط على مراكز
المعالجة المركزية؛ ما يزيد من سرعة النظام، ويُحسِّن من كفاءته وفعّاليته بصورة كاملة.
4 - طبقة تجميع البيانات ( Data Accumulation Layer )
بعد الانتهاء من المعالجة الأوَّلية في طبقة الحوسبة الطرفية، تبدأ مرحلة جديدة في رحلة البيانات، هي مرحلة التجميع والتخزين. ففي هذه الطبقة التي تُعرَف أيضًا باسم طبقة التخزين، تُستقبَل البيانات
المُفلتَرة من الطبقات السابقة، ثمَّ تخضع لعمليات ترشيح إضافية، وصولًا إلى الاختيار الدقيق لِما ينبغي تخزينه. ومن ثَمَّ، فإنَّ هذه العمليات تهدف إلى تقليل حجم البيانات الكلي، والحفاظ - في
الوقت نفسه- على المعلومات الضرورية والمعلومات القيِّمة.
تُخزَّن البيانات المختارة بشكل انتقائي بما يتناسب مع مُتطلَّبات التطبيقات، وبخاصة تلك التي لا تتطلَّب استجابة فورية. ومن الجدير بالذكر أنَّ استقبال البيانات يتمُّ في الوقت الحقيقي (الفعلي)
عادةً عبر واجهات برمجة التطبيقات ( APIs ) ، ثمَّ تُحفَظ هذه البيانات في قواعد بيانات مناسبة، مثل: قواعد بيانات الصور، وقواعد بيانات مقاطع الفيديو، وقواعد بيانات القياسات عن بُعْد.
في هذه المرحلة، يجب التحقّق من توافق البيانات مع أهداف النظام واحتياجاته، وتنظيمها بطريقة تضمن سرعة استرجاعها لاحقًا، وتهيئتها للاستخدام في التحليلات والتطبيقات المستقبلية. بعبارة
أُخرى، فإنَّ هذه الطبقة تشِّكل حلقة الوصل بين المعالجة الأوَّلية والتخزين الطويل الأمد؛ ما يجعلها ركيزة أساسية مُهِمَّة في دعم كفاءة النظام وضمان استمراريته.
5- طبقة تجريد البيانات(Data Abstraction Layer)
في هذه المرحلة، تصبح البيانات جاهزة للمعالجة المُوحَّدة؛ لذا تعمل طبقة تجريد البيانات على إزالة الفروق بين تنسيقات البيانات المختلفة، والتحقُّق من توافق البيانات وجعلها قابلة للمعالجة
ضمن نظام مُُوحََّد. كذلك تعمل هذه الطبقة على إدارة الوصول إلى البيانات، وتحديد مََنْْ يُُمكِِنه الاطِِّلاع عليها؛ لضمان التخزين الفعّّال والاسترجاع السريع لهذه البيانات.
6- طبقة التطبيقات ( Applications Layer )
تعمل طبقة التطبيقات على ترجمة البيانات المعالجة إلى وظائف عملية قابلة للتنفيذ؛ إذ يتمُّ في هذه الطبقة تفسير البيانات وَفقًا لطبيعة التطبيق المُستخدَم، حيث تختلف آليَّة التفسير تبعًا لاختلاف
المجال المُستهدَف، مثل: التطبيقات الصحية، والتطبيقات الصناعية، والتطبيقات المنزلية، والتطبيقات التعليمية. تبدأ هذه الطبقة باستقبال البيانات المعالجة من الطبقات السابقة، ثمَّ تستخدمها
بحسب مُتطلَّبات كل تطبيق ولا شكَّ في أنَّ تنظيم البيانات وتحليلها بكفاءة، قبل الوصل إلى هذه الطبقة، يُسهم في تقليل الجُهْد والكلفة المُرتبِطة بعمليات المعالجة المُتقدِّمة.
تتيح طبقة التطبيقات للمُستخدِمين التفاعل مع بيانات إنترنت الأشياء بشكل مباشر، والاستفادة منها في تنفيذ الأوامر ودعم القرارات والحصول على خدمات ذكية مُخصَّصة.
7-طبقة التعاون والعمليات (Collaboration and Processes Layer)
تُمثِّل طبقة التعاون والعمليات المستوى الأعلى في بِنية نظام إنترنت الأشياء؛ إذ تُحوَّل فيها البيانات المعالجة من الطبقات السابقة إلى إجراءات عملية أو قرارات تنفيذية. تتمثَّل وظيفة هذه الطبقة
في تنسيق الاستجابة بناءً على تحليل البيانات، مثل تشغيل جهاز ميكانيكي تلقائيًّا عند استيفاء شرط مُعيَّن (تشغيل نظام تبريد عند ارتفاع درجة الحرارة مثالًا ).
تُوفِّر هذه الطبقة أيضًا ميزة التفاعل البشري؛ إذ تُمكِّن مختلف المُستخدِمين من التعاون واتِّخاذ قرارات مُشترَكة استنادًا إلى البيانات المُتوافِرة. كذلك تؤدّي هذه الطبقة دورًا أساسيًّا في تحقيق التكامل بين الأنظمة، وضمان سيْر العمليات التشغيلية بفعالية؛ما يجعلها ضرورية ولازمة في التطبيقات التي تتطلَّب استجابات فورية ومُنسَّقة، مثل: المصانع الذكية، وأنظمة الرعاية الصحية، والمدن الذكية، وسلاسل التوريد الذكية.
|
الحل: تحليل حالة مصنع إنتاج الأغذيةأ. ما اسم الطبقة التي تعمل على تحليل البيانات تحليلاً أولياً؟ طبقة المعالجة ،Processing Layer وأحياناً طبقة الحوسبة الطرفية / الحوسبة الضبابية (Edge/Fog Computing Layer). ب. ما اسم الطبقة التي تتخذ القرار التنفيذي بتشغيل نظام التبريد؟ طبقة التعاون والعمليات (Collaboration and Processes Layer).
ج. أرسم مخططاً يوضح تسلسل انتقال البيانات من الحساس وصولاً إلى إصدار قرار لتشغيل نظام التبريد.
توضيح آلية العمل
د. إذا أراد المصنع أن يُرسل إشعارات نصية إلى هواتف المسؤولين في حال فشل النظام، فأي الطبقات يجب تعزيزها؟ أبَرّر إجابتي.
هـ. إذا افترضتُ إيقاف طبقة الحوسبة الطرفية مؤقتاً، فما تأثير ذلك في النظام؟
و. ما أهمية وجود طبقة لتجريد البيانات (Data Abstraction) في هذا النوع من الأنظمة؟
|
 |
أدرس الحالة الآتية، ثمَّ أُجيب عن الأسئلة التي تليها:
1- أُحدِّد الطبقات الأساسية التي تَلزم هذا النظام من نية الطبقات السبع، ثم أُبيِّن وظيفة كل طبقة في هذا السياق. 2- أرسم مُخطَّطًا يُوضِّح كيف تنتقل البيانات من الحسّاس في التربة وصولًا إلى تنفيذ الأمر بتشغيل نظام الريِّ. 3- أُوضِّح أهمية طبقة الحوسبة الطرفية/ الحوسبة الضبابية في هذا النظام؟ ماذا سيحدث إذا لم تكن هذه الطبقة موجودة؟ أُفسرِّ إجابتي. 4- إذا أراد النظام تنبيه المُزارِع برسالة نصية يُرسِلها إلى هاتفه عند حدوث خلل ما في نظام الريِّ، فما الطبقة التي يجب تفعيلها في هذه الحالة؟ لماذا؟ 5- أُناقِش مع الزملاء/ الزميلات في الصف كيف تُسهِم البِنية الطبقية في تحسين أداء هذا النوع من الأنظمة الذكية، وضمان استدامته. |
|
الحل : المزرعة الذكية بناءً على نموذج الطبقات السبع لإنترنت الأشياء (IoT World Forum Model) 1- أُحدِّد الطبقات الأساسية التي تَلزم هذا النظام من نية الطبقات السبع، ثم أُبيِّن وظيفة كل طبقة في هذا السياق.
2- أرسم مُخطَّطًا يُوضِّح كيف تنتقل البيانات من الحسّاس في التربة وصولًا إلى تنفيذ الأمر بتشغيل نظام الريِّ. [1] حساس الحرارة 3- أُوضِّح أهمية طبقة الحوسبة الطرفية/ الحوسبة الضبابية في هذا النظام؟ ماذا سيحدث إذا لم تكن هذه الطبقة موجودة؟ أُفسرِّ إجابتي.أهمية طبقة الحوسبة الطرفية (Edge Computing):
لأنَّها تعالج البيانات محلِّيًّا بدلًا من إرسالها للسحابة حيث ستسمح باتِّخاذ قرارات فوريَّة، مثل تشغيل الريِّ مباشرة عند انخفاض الرطوبة دون الحاجة لإرسال البيانات إلى خوادم بعيدة عبر الإنترنت.
سيعاني النظام من "تأخير" (Latency) في الاستجابة لأنّها ستُرسل البيانات جميعها إلى السحابة للتحليل و سيتوقف نظام الري عن العمل تلقائياً لأن "العقل" الذي يتخذ القرار موجود في السحابة وليس في المزرعة في حال انقطاع الإنترنت عن المزرعة
( تأخير في القرارات Latency عالي + زيادة استهلاك الشبكة + احتمال تأ ثر النباتات سلبًا بسبب بطء الاستجابة ) 4- إذا أراد النظام تنبيه المُزارِع برسالة نصية يُرسِلها إلى هاتفه عند حدوث خلل ما في نظام الريِّ، فما الطبقة التي يجب تفعيلها في هذه الحالة؟ لماذا؟الطبقة المسؤولة عن إرسال رسالة نصية (تنبيه) عند حدوث خلل:
5- أُناقِش مع الزملاء/ الزميلات في الصف كيف تُسهِم البِنية الطبقية في تحسين أداء هذا النوع من الأنظمة الذكية، وضمان استدامته.مناقشة: كيف تُسهم البنية الطبقية في تحسين الأداء وضمان الاستدامة؟من الأمور التي يمكن الاسترشاد بها:
حل محتمل آخر
|
إجابة مُحتمَلة:
1 . البنية رباعيَّة الطبقات Four-Layer Model
يضيف هذا النموذج "طبقة دعم" إضافية بين طبقتي الشبكة والتطبيق، وتُستخدم لتقديم خدمات وسيطة مثل الفلترة، والتوافق بين الأنظمة، أو دعم اللغات المختلفة.
المرجع ( IoT Networking: Architecture & Top 9 Connectivity Methods in 2025)
2 . البِنى القائمة على الأنظمة الصناعيَّة أو المعياريَّة، مثل معيار oneM2M ، وهو معيار مفتوح ينظِّم الطبقات على نحو أفقيٍّ، تشمل:
•طبقة التطبيقاتApplications
•طبقة الخدمات المشتركة Common Services Layer
•طبقة الشبكة Network Layer
وتهدف لتقديم خدمات مشتركة مثل إدارة الأجهزة، والتشفير، والتزامن عبر واجهات موحَّدة.
المرجع ( IoT Architectures Common Approaches And Ways To Design IoT At Scale )
- الوعي الرقمي:
أتحقَّق دائمًا من مصادر البيانات التي تُنقل بين الطبقات الثلاث (الإدراك، الشبكة، التطبيقات)، وأتأكَّد أنَّها سليمة، وأنَّها تخلو من أيِّ روابط أو ملفات مشبوهة.
- السلامة الرقمية:
أُدرِك أنَّ البيانات المنقولة عبر الشبكات قد تتعرَّض لمخاطر؛ لذا ألتزم باستخدام الشبكات الآمنة والمصادقة الموثوقة عند الاتصال بالأجهزة الذكي
