عالمٌ مُتحكّم به: تصميم أنظمة تحكم تعتمد على إنترنت الأشياء باستخدام الإلكترونيات

هل تخيلت يومًا أنّك تستطيع التحكم في أضواء منزلك من خلال هاتفك الذكي، أو أنّه بإمكانك مراقبة درجة حرارة غرفتك وأنت في العمل، أو أنّه يمكنك إخبار سيارتك ذاتية القيادة أين تريد أن تأخذك؟

نحن اليوم على مشارف عالمٍ يُعاد تشكيله من خلال إنترنت الأشياء (IoT)، عالمٌ تترابط فيه الأجهزة الإلكترونية المختلفة في شبكةٍ واحدة، وتستطيع التفاعل مع بعضها البعض ومع البشر بشكل ذكي. تُعدّ أنظمة التحكم التي تعتمد على إنترنت الأشياء مثل العمود الفقري لهذا العالم، فهي تسمح لنا بتحويل تصوراتنا إلى واقعٍ ملموس.

تخيل معي قصةً مُثيرةً: تُدعى سارة، وهي مهندسة ذكيةٌ تعمل على تصميم نظام تحكم لإنترنت الأشياء يهدف إلى مراقبة صحة كبار السن في منازلهم. تستخدم سارة مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار مثل أجهزة قياس نبضات القلب وضغط الدم ومستوى السكر في الدم، والتي تُرسل بياناتها عبر شبكة الإنترنت إلى منصة برمجية (Cloud Platform)، حيث تُحلّل هذه البيانات بواسطة خوارزميات ذكاء اصطناعي (AI Algorithms) لتنبيه الأطباء و أفراد العائلة في حالة وجود أي مشكلة صحية.

ولكن كيف يعمل هذا النظام؟

• الأجهزة المُتصلة (Devices): نستخدم مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار مثل أجهزة قياس درجة الحرارة والضوء والرطوبة، وأجهزة تتبع الموقع وأجهزة قياس الحركة، ويمكننا برمجة هذه الأجهزة باستخدام لغات برمجة مخصصة (Embedded Programming Languages) مثل C و C++ و Python.

//  مثال بسيط لبرمجة جهاز استشعار درجة الحرارة 
int main() {
  //  تعريف متغير  للحصول على قيمة درجة الحرارة
  float temperature = read_temperature();

  //  التحقق من درجة الحرارة
  if (temperature > 30) {
    //  إرسال تنبيه 
    send_alert();
  }

  return 0;
}

• شبكة الاتصال (Network): تُستخدم شبكات واي فاي (Wi-Fi) و بلوتوث (Bluetooth) و شبكات خلوية (Cellular Networks) لربط الأجهزة ببعضها البعض وإرسال البيانات إلى السحابة (Cloud).
• السحابة (Cloud): هي منصة برمجية (Cloud Platform) تُستخدم للتخزين و معالجة البيانات التي تُرسَل من الأجهزة. يمكن استخدام خدمات السحابة (Cloud Services) مثل AWS و Google Cloud و Microsoft Azure لتخزين و تحليل البيانات.

#  مثال بسيط لتحليل بيانات درجة الحرارة في  السحابة
def analyze_data(temperature_data):
  #  تحليل البيانات
  average_temperature = calculate_average(temperature_data)

  //  إرسال تنبيه إذا  كانت  درجة الحرارة  متجاوزة
  if (average_temperature > 30):
    send_alert()

#  وظيفة  لإرسال  تنبيه
def send_alert():
  #  ارسال  رسالة  إلكترونية  أو  رسالة  SMS
  print("تحذير! درجة الحرارة مرتفعة")

• الذكاء الاصطناعي (AI): نستخدم خوارزميات ذكاء اصطناعي (AI Algorithms) مثل التعلم الآلي (Machine Learning) و التعلم العميق (Deep Learning) لتحليل البيانات وتوقع الأحداث المستقبلية.

تطبيقات أنظمة التحكم تُلهم الخيال:

• منازل ذكية (Smart Homes): تحكم في الإضاءة و التدفئة و التكييف و الأجهزة الأخرى من هاتفك الذكي أو من خلال الأوامر الصوتية.
• المزارع الذكية (Smart Farms): مراقبة و تحكم في معدلات الري و درجة الحرارة و الضوء في المزارع.
• المصانع الذكية (Smart Factories): مراقبة و تحكم في عمليات الإنتاج و المعدات و الحالة اللوجستية.
• المدن الذكية (Smart Cities): مراقبة و تحكم في النقل و إدارة الموارد و البيئة.

مستقبلُنا يُشبه فيلم خيال علمي:

مع تطور تقنيات إنترنت الأشياء و الذكاء الاصطناعي، سنرى تغييرات جذرية في حياتنا، من التحكم في صحتنا و بيوتنا و مدننا إلى تطوير تقنيات جديدة مثل السيارات الذاتية القيادة و الروبوتات المنزلية.

نحن اليوم فِي مُنتصف الطريق:

لا تزال هناك عديد التحديات التي يُواجهها مجال إنترنت الأشياء و أنظمة التحكم مثل أمن البيانات و خصوصية المستخدم و التكلفة و الوصول إلى الشبكات، ولكن مع التطور السريع في التقنيات ، فإن مستقبل هذا المجال واعدٌ و مُشوق.

دعونا نُشارك في تَشكيل هذا المُستقبل: اتّخذ خطوةً نحو فهم تَقنيات إنترنت الأشياء و الذكاء الاصطناعي، و شارك في العمل على تَطوير أنظمة تحكم مُبتكَرة تُساهم في تَحسين حياتنا و تَشكيل مستقبل أفضل للجميع.

هل أنت مستعد للتغيير؟