حل كتاب انترنت الاشياء ثاني ثانوي مسارات ف2 1447

المملكة العربية السعودية، Ministry of Education

قررت وزارة التعليم تدريس هذا الكتاب وطبعه على نفقتها

إنترنت الأشياء

التعليم الثانوي - نظام المسارات

السنة الثانية

توزع مجاناً ولا يباع

الجزء الثاني

.5 تطبيقات إنترنت الأشياء

المتقدمة

7. الرسائل في إنترنت الأشياء 262

المدن الذكية وبروتوكول MQTT ............ 263

مجالات تطبيق إنترنت الأشياء

تمرينات

تصميم وبرمجة جهاز ذكي لإنترنت الأشياء 273

تقنيات شبكات إنترنت الأشياء.

تمرينات

إنشاء حل ذكي لإدارة النفايات ............... 292

أمان وخصوصية أنظمة إنترنت الأشياء .... 194

.6 برمجة إنترنت الأشياء

باستخدام ++C

.8 محاكاة شبكة مستشعرات إنترنت الأشياء اللاسلكية ....308

مقدمة إلى كاب كاربون

تطبيقات الحماية الذكية ولغة ++C ........ 207

تمرينات

الدرس الثاني الاتصال في شبكة إنترنت الأشياء

الانتقال من اللبنات البرمجية في

تينكر كاد إلى ++C

تمرينات

إنترنت الأشياء والأجهزة المحمولة

المؤتمتة

برمجة المتحكم الدقيق باستخدام ++C .42

تمرينات، الوحدة الخامسة

تطبيقات إنترنت الأشياء المتقدمة

الوحدة السادسة

برمجة إنترنت الأشياء باستخدام ++C

الوحدة السابعة

الرسائل في إنترنت الأشياء

الوحدة الثامنة

محاكاة شبكة مستشعرات إنترنت الأشياء اللاسلكية

وزارة التعليم ، المتقدمة

سيتعرف الطالب في هذه الوحدة على التطبيقات المستخدمة لحلول إنترنت الأشياء في مجال الزراعة ومجال الرعاية الصحية وسيتعرف أيضًا على هيكليات إنترنت الأشياء، ويكتشف بروتوكولات الشبكات المختلفة. وفي الختام سيتعرف على مفاهيم الأمان والخصوصية في أنظمة إنترنت الأشياء.

أهداف التعلم

بنهاية هذه الوحدة سيكون الطالب قادرًا على أن :

يصف كيفية استخدام تقنيات إنترنت الأشياء في مجال الرعاية الصحية (loHT). يُحدد تطبيقات الرعاية الصحية الذكية المختلفة.

يصف مساهمة تقنيات إنترنت الأشياء في تحسين قطاع الزراعة.

يُصنف طبقات إنترنت الأشياء الأحادية من آلة إلى آلة (MM).

> يشرح وظائف طبقات الهيكلية العالمية لإنترنت الأشياء.

يُحدد الخصائص الرئيسة لتقنية تحديد الترددات الراديوية (RFID) وتقنية

الاتصال قريب المدى (NFC)

يُحدد التقنيات والبروتوكولات المستخدمة في شبكات المنطقة الشخصية

اللاسلكية (WPANS)

يُميز التحديات الأمنية في شبكة الجيل الخامس من أنظمة إنترنت الأشياء. يُعرف المخاوف المتعلقة بالخصوصية الكامنة في إنترنت الأشياء وحلولها الممكنة.

رابط الدرس

لقد سبق لك وأن تعرفت في الجزء الأول من كتاب إنترنت الأشياء على المفاهيم الأساسية لإنترنت الأشياء (IoT) بصفتها إحدى أهم التقنيات الناشئة، وتعرفت أيضًا على بعض التطبيقات الأساسية التي تُستخدم بها تقنية إنترنت الأشياء، وستوسع الآن معرفتك السابقة بتعلُّم تطبيقات جديدة لإنترنت الأشياء.

الرعاية الصحية الذكية Smart Healthcare

إن تطبيق إنترنت الأشياء في مجال الرعاية الصحية له أثر كبير في المجتمع، فأجهزة إنترنت الأشياء المختلفة القابلة للارتداء مثل المستشعرات، وأجهزة مراقبة الصحة عن بعد، وتنبيهات الطوارئ، بالإضافة إلى أجهزة مراقبة المؤشرات الصحية، جميعها تشتمل على أدوات لمراقبة صحة الأشخاص وتتبعها من خلال تقنيات مبتكرة تهدف لتعزيز جودة حياة الإنسان ورفاهيته، وذلك بدءًا من مراقبة الأطفال المرضى إلى تشخيص الأمراض المزمنة ومراقبتها لدى كبار السن مما يتيح توفير خدمات رعاية صحية فعّالة لجميع الأعمار.

تطور الرعاية الصحية The Evolution of Healthcare أدت الزيادة المطردة في عدد السكان إلى ظهور تحديات جديدة يمكن التغلب عليها من خلال الرعاية الصحية الذكية. يشير مصطلح الرعاية الصحية الذكية إلى تطبيق التقنية لتحسين نوعية الحياة. ورغم أن القصور العام في المعرفة الرقمية لدى بعض العاملين في مجال الرعاية الصحية أدى إلى إبطاء عملية الانتقال إلى الرعاية الصحية الذكية، إلا أن الحكومات والمؤسسات الخاصة تستثمر بشكل واسع في مشاريع دمج التقنيات لتحسين نظام الرعاية الصحية، ويعتمد النظام التقليدي للخدمات الطبية والصحية على مبدأ زيارة المريض لعيادة الطبيب أو المركز الطبي المحلي أو المستشفى عند الحاجة، أما النظام القائم على الرعاية الصحية الذكية فيتيح للمرضى التعامل مع الظروف الطارئة باستقلالية وبذلك يتحول التركيز على الرعاية الصحية الفردية من العلاج التقليدي في المستشفى إلى الرعاية المنزلية الذكية. توفر الرعاية الصحية الذكية باستخدام أجهزة إنترنت الأشياء إمكانية مراقبة الصحة عن بعد، وعرض تنبيهات الطوارئ، وتوفير خدمات علاجية بتكلفة معقولة، وكذلك ضمان توافر الخدمات الطبية للجميع بغض النظر عن الموقع أو البعد والقرب من المراكز الطبية والمستشفيات. تتنوع أجهزة مراقبة الصحة هذه، بدءًا من أجهزة مراقبة اللياقة البدنية وأجهزة التتبع التي تقيس المؤشرات الصحية، مروراً بالتقنيات المتطورة القابلة للارتداء التي تجمع العديد من المؤشرات الحيوية معا.

مستشعر نبض القلب، نقطة الوصول، مراقبة حالة، الطوارئ، الإنترنت

شكل :5.1 مراقبة المؤشرا

وزارة التو6

إنترنت أشياء الرعاية الصحية Internet of Healthcare Things

إنترنت أشياء الرعاية الصحية (IoT) هو أحد حلول إنترنت الأشياء التي تستخدم تلك التقنية لربط الأشخاص بخدمات الرعاية الصحية المختلفة، ويُمكن للأطباء الأخصائيين من خلال استخدام هذه التقنية القيام بمراجعة التقارير والسجلات الطبية للمرضى عن بعد، وتقديم التشخيص والتوصيات دون الوجود الفعلي في نفس الموقع مع المريض. يتكون إنترنت أشياء الرعاية الصحية من شبكة متصلة من التقنيات الطبية تشمل التصوير الطبي، وتقارير المختبرات الطبية، وأجهزة مراقبة الرعاية الصحية عن بعد، ويشمل التصوير الطبي التصوير بالأشعة السينية، والتصوير بالرنين المغناطيسي - Magnetic Resonance Imaging)، والتصوير المقطعي المحوسب (Computerized Tomography - CT)، والأنواع الأخرى من التصوير، ويشمل إنترنت أشياء الرعاية الصحية أيضًا خدمات الطوارئ كسيارات الإسعاف الذكية والعيادات الذكية.

الأجهزة القابلة للارتداء Wearables

الأجهزة القابلة للارتداء هي أشياء ذكية توضع على جسم الإنسان، ويُمكنها جمع البيانات المتعلقة بصحة الشخص وتخزينها ومعالجتها وتحليلها؛ لتوفير المعلومات المطلوبة وإرسال التنبيهات في سيناريوهات الطوارئ، ويُعدّ المرضى الذين يعانون

مخطط كهربية الدماغ

: (Electroencephalogram - EEG)

جهاز تخطيط كهربية الدماغ هو أداة

لتشخيص النشاطات غير الطبيعية في

من إعاقات مؤقتة أو دائمة، وكذلك كبار السن والأطفال من المستخدمين الأساسيين الإشارات الكهربية في الدماغ.

لهذه الأجهزة، حيث تقوم المستشعرات الحيوية المدمجة في ملابس المريض بالتقاط

الدم، نقطة وصول

البيانات وإنتاج مخرجات كهربائية رقمية يمكن استخدامها لمراقبة المؤشرات الصحية الخاصة بذلك المريض، ويُعد المستشعر البيولوجي أداة تحليلية مصغرة مدمجة مع مستشعر تدفق مكون حيوي يتعرف على إشارات معينة، وتختلف المستشعرات والمشغلات حسب طبيعة أنظمة المراقبة المنوطة بها ، ويمكنها جمع البيانات ونقلها كالإشارات الحيوية، ودرجة حرارة الجسم ، ومستوى تشبع الأكسجين في الدم (قياس التأكسج النبضي)، وحركة الإنسان، والموقع الجغرافي للشخص. توجد العديد من الإشارات الحيوية المتولدة من الجسم مثل: مخطط كهربية القلب (Electrocardiogram - ECG)، ومخطط كهربية الدماغ (Electroencephalogram - EEG ) ، ومخطط كهربية العضل (Electromyography - EMG ) . يمكن للمستشعرات مراقبة المؤشرات الفسيولوجية أو الميكانيكية الحيوية للإنسان مثل : مُعدَّل ضربات القلب، ونشاط العضلات، ومعدل التنفس، ودرجة حرارة الجسم، وضغط الدم، ووضع الجسم ، والحركة، والتسارع، وعادةً ما تكون مخرجات المستشعرات الذكية و أجهزة إنترنت الأشياء عالية التعقيد، مما يستلزم تطبيق الذكاء الاصطناعي وتحليلات البيانات وتقنيات أخرى مثل الحوسبة السحابية.

شبكة مستشعرات الجسم Body Sensor Network

إنترنت، جهاز، مستشفى ذكي

شكل 5.2: شبكات مستشعرات الجسم المتصلة بشبكات إنترنت

أشياء الرعاية الصحية

شبكة مستشعرات الجسم (BSN) هي شبكة مُستشعرات لاسلكية (Wireless Sensor Network - WSN) تُستخدم لمراقبة جسم الإنسان، فهي عبارة عن شبكة عقدية حساسة يمكن ارتداؤها ، ويمكنها الاتصال بالعقد والكائنات الذكية الأخرى. تحتوي عقد الاستشعار على قدرات الحوسبة والتخزين والإرسال اللاسلكي بالإضافة إلى الاستشعار. وكما يظهر في الشكل 5.2، يُرسل مستشعر تدفق الدم بيانات المريض إلى جهاز ذكي يتصل بالإنترنت، ويُرسل هذه البيانات إلى المستشفى الذكي. وعلى الرغم من أن الأنظمة القائمة على شبكة مستشعرات الجسم تضم مجموعة متنوعة من التطبيقات، إلا أنه يمكن استخدامها للمراقبة المستمرة وغير الجراحية للمؤشرات الحيوية، حيث تُوضع مستشعرات لاسلكية صغيرة على الجلد، وقد تدمج في بعض الحالات بالملابس وهذا من شأنه أن يُسهل التعرف المبكر على المرض وتشخيصه. عادةً ما تكتشف هذه المستشعرات بيانات عن حركة جسم الإنسان، ودرجة حرارة الجسم، ومعدل ضربات القلب، ومعدل موصلية الجلد، ووظائف العضلات.

تطبيقات الرعاية الصحية الذكية Smart Healthcare Applications

مراقبة ضغط الدم Blood pressure monitoring