Embedded Systems and The Internet of Things

Embedded Systems and The Internet of Things 

ماهو انترنيت الاشياء 

انترنيت الاشياء محاولة جعل الالات عبارة عن حواسيب مرتبطة ببعضها بشبكة انترنيت اي جعل الاشياء اكثر ذكاءا ناخذ مثال شركة Zipcar لتأجير السيارات. حيث قامت بتفعيل فكرة (إنترنت الأشياء) في أسطول سياراتها الموزعة في شوارع المدن. فالعميل من خلال تطبيق جوال يستطيع البحث عن أقرب سيارة له ثم يقوم بتمرير بطاقة العضوية لفتح السيارة ليجد المفتاح ويبدأ حساب مدة الإيجار سواءً بالساعة أو اليوم. وعندما ينتهي العميل من السيارة يوقفها في أي مكان ويمرر كرت العضوية وبالتالي ينتهي الإيجار لذا يمكن تعريف انترنيت الاشياء على انه 

الأجهزة والأدوات الإلكترونية الموصولة القادرة على الاتصال بشبكة الإنترنت وهو ما يجعل منهاعنصرًا مشاركًا ونشطًا في الحياة اليومية والعمليات التجارية.

وفقا لابحاث ABI هنالك اكثر من 10 مليار جهاز مرتبط لاسلكيا في السوق اليوم عن طريق انترنيت الاشياء وبحلول عام 2020 سيكون العدد 30 مليار جهاز مرتبط لاسلكيا 

مع كل هذه الاجهزة المرتبطة لابد ان تكون هناك شركات تزود بالانترنيت لتكفي هذه الاجهزة وكذلك دخولها بالانظمة المدمجة حيث ستكون الانظمة المدمجة الحديثة معظمها متصل بالانترنت لكي يتماشا مع هذا التقدم ومع انترنيت الاشياء لذا لابد للمطورين تقديم ادوات تخدم TCP/IP

دون الحاجة للتعامل مع تفاصيل التنفيذ في المستوى المنخفض

The TCP/IP Protocol

هذا البروتكول عبارة عن لغة عامة تستخدم لتبادل المعلومات بين جهازين صلبين hardware عن طريق اتصالاهم بالانترنيت هذه القوانين التي يضعها هذا البروتكول تحكم التواصل بين عتادين بغض النظر عن الانظمة الموجودة على هذين العتادين

ينقسم بروتكول TCP/IP الى طبقات اول طبقة هي الطبقة الفيزيائية Physical layer اي كيف يتصل الانترنيت فيزيائيا بالجهاز مثلا عن طريق بروتكول Ethernet ثم مانوع الاتصال وسرعته ونمط التواصل واداة التواصل هل هي سلك ضوئي اما سلك مجدول ام غيرها كذلك تحدد في الطبقة الفيزيائية عناوين المرسل والمستلم تتدرج الطبقات في وظائفها والبروتكولات المستخدمة فيها وتاخذ تسلسلا ثابت الى ان تصل اخر طبقة التي هي طبقة التطبيقات Application layer تحتوي هذه الطبقة العديد من البروتكولات التي تخدم تطبيقات مختلفة للتواصل مثل Hyper Text Transfer Protocol (HTTP) يرتبط هذا البروتكول مع متصفحات الويب وارسال البيانات عن طريقها وكذلك بروتوكول Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) المستخدمة في تطبيقات الايميل عبر الانترنيت والعديد من البروتكولات 

TCP/IP And The Internet Of Things

من اكثر وظيفتين تستخدم في embedded TCP/IP هي ارسال الرسائل وعرض صفحات ويب مثلا بروتكول SMTP بسيط يمكن المتحكم الدقيق من قراءة قيمة حساس واتخاذ قرار معين ثم ارسال هذه القراءات الى مخزن رئيسي (مثلا حاسوب مهيئ لاستقبال هذه القراءات) ليتم تسجيلها وتحليلها مثلا يقوم متحكم دقيق بمراقبات درجات الحرارة في صالات طبية داخل مستشقى ويقوم بارسال هذه الدرجات الى حاسوب رئيسي يسيطر على نظام التبريد بالكامل مثال اخر حول اسنخدام بروتكول HTTP حيث تقوم اجهزة العناية المركزة بفحص تفاصيل جميع المرضى كل فترة من الزمن وادخالها الى حاسوب معرف برمجيا يتاكد من ان القيم مقبولة ثم يرسلها الى شاشة عرض لدى الاخصائي المسؤل .

Ethernet Controller Module 

عبارة عن قطعة متحكم تدعم البروتكول TCP/IP وتهتم بتفاصيله دون الحاجة الى النزول الى مستوى منخفض للتعامل مع هذا البروتكول وتحتوي على منفذ RJ45 الذي يسهل التواصل كثيرا هناك انواع كثيرة من هذا الموديول تختلف في السرعة والمواصفات والسعر وظيفة مهندس الانظمة هو الاختيار المناسب فيما بينها والعمل عليه هنالك لوحات متحكمات تحتوي ضمنيا منفذ الRJ45 وتدعم تفاصيل الTCP/IP 

Single-Chip Microcontroller With IwIP

يقصد به ببساطة ان ال ic للمايكروكنترولير تحتوي بداخلها وحدات لمعالجة الاتصال بالشبكة من الايثرنت و TCP/IP وتصميم هذه الاضافات التي تدعم معظم بروتكولات الشبكة قام بتطويرها مطورون وجعلوها مفتوحة المصدر هذه الطريقة في وضع عتاديات مدمجة مع المتحكم لخدمة الشبكة العالمية تعتبر من الامور الاقتصادية حيث توفر الكثير للمطور وهناك بيئات عمل تخدم التحكم وبرمجة كل نفاصيل الشبكة.

وهنا كتاب يتطرق لمعظم نفاصيل ربط الانظمة المدمجة الى الشبكة العالمية

تحميل الكتاب