بناء مشروع إنترنت الأشياء الخاص بك: دليل خطوة بخطوة

الإنترنت الذي يشكله الأشياء (IoT) يجعل كل شيء يتصل ويجمع البيانات ويتفاعل مع بعضه. سواء كنت معجبًا بالتكنولوجيا أو مبتدئًا، فإن الغوص في مشروع خاص بك في IoT يمكن أن يكون ممتعًا ومكبرًا للمبالاة.

سيقودك هذه الدراسة بخطوات أساسية لبناء مشروعك الأول في IoT، ما يتضمن أن تحصل على أساس متجدد لتستكشف هذا المجال الجذاب.

معرفة IoT

تخيل عالمًا حيث يبدأ آلة قهوتك بالبيع بمجرد أن تنفجر المنبيس، أو يautoمة حديقتك وفقاً لتوقعات الطقس. هذا سحر IoT — شبكة من الأجهزة المترابطة تجمع وتتبادل البيانات.

التطبيقات غير من النهائي من المنزل الذكي والأجهزة المرتدية الى التأتير الصناعي والمدن الذكية.

خطوة 1: تعريف مشروعك

تحديد مشكلة أو حاجة

بدء بتحديد مشكلة تحتاج إلى حلها أو حاجة تحتاج إلى تأكيدها. على سبيل المثال، قد ترغب في رادار الحرارة والرطوبة في منزلك، أو تختزن نظام رشح مروجك، أو تتبع أنشأة تمتعك بالتمرين.

تحديد أهداف واضحة

بمجرد تحديد المشكل، وضع أهداف واضحة وقابلة للحصول لمشروعك. على سبيل المثال:

• مراقبة وعرض مستويات درجة الحرارة والرطوبة في الوقت الحقيقي.
• ري النباتات تلقائيًا عندما تكون رطوبة التربة منخفضة.
• تتبع الخطوات اليومية وإرسال الإشعارات إلى هاتفك الذكي.

الخطوة 2: اختر منصتك والمكونات

اختيار متحكم دقيق أو حاسوب لوحي

قلب أي مشروع إنترنت الأشياء هو المتحكم الدقيق أو الحاسوب اللوحي. تشمل الخيارات الشعبية:

• أردوينو: مثالي للمشاريع البسيطة؛ رائع للمبتدئين.
• راسبيري باي: أقوى؛ مناسب للمشاريع المعقدة التي تتطلب قوة معالجة أكبر.

المستشعرات والمحركات

اختر المستشعرات لجمع البيانات والمحركات لأداء الإجراءات بناءً على تلك البيانات. تشمل بعض الخيارات الشائعة:

• مستشعرات درجة الحرارة والرطوبة (DHT11, DHT22): قياس الظروف البيئية.
• مستشعرات رطوبة التربة: اكتشاف مستويات رطوبة التربة.
• مستشعرات الحركة (PIR): اكتشاف الحركة.
• المرحلات: التحكم في الأجهزة ذات الطاقة العالية مثل الأضواء أو المحركات.

وحدات الاتصال

لكي تتواصل أجهزة إنترنت الأشياء الخاصة بك، تحتاج إلى طريقة للاتصال بالإنترنت. تشمل الخيارات:

• وحدات Wi-Fi (ESP8266, ESP32): تمكين الاتصال اللاسلكي.
• وحدات بلوتوث: تستخدم للتواصل على المسافات القصيرة.
• وحدات Zigbee: مثالية للتواصل على مستوى الطاقة المنخفضة والمسافات الطويلة في الشبكات المشبكة.

خطوة 3: تجميع معداتك الهاردوير

صنع دائرة كهربائية

باستخدام لوحة الخبز وأسلاك القفز، قم بربط الحساسات والمشغلات بالمعالج الدقيق. تأكد من أن جميع الاتصالات مأمونة وتتبع إرشادات تكوين البوابات المقدمة من مصنعي العناصر.

تشغيل الطاقة

قم بتوفير الطاقة للمعالج باستخدام سلك USB أو مصدر الطاقة المناسب. تأكد من أن نقطة الشحن والطاقة تتوافق مع متطلبات عناصرك.

خطوة 4: كتابة شفرتك

اختر بيئة برمجةك

• محيط برمجة Arduino: منصة بسيطة ومستخدمة للبرمجة للأوردوينو.
• بايثون: لغة متعددة الاستخدامات، تستخدم عادة مع Raspberry Pi.

اكتب وقم بتحميل الشفرة

بدء بأمثلة الشفرة الأساسية المقدمة من مصنعي الحساسات والمشغلات. تعديل وتوسيع هذه الأمثلة لتناسب أهداف مشروعك. على سبيل المثال، إذا كنت تستخدم Arduino لمراقبة الحرارة والرطوبة، قد تبدو شفرتك كالتالي:

#include "DHT.h"

#define DHTPIN 2     
#define DHTTYPE DHT11   

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  dht.begin();
}

void loop() {
  float h = dht.readHumidity();
  float t = dht.readTemperature();

  if (isnan(h) || isnan(t)) {
    Serial.println("Failed to read from DHT sensor!");
    return;
  }

  Serial.print("Humidity: ");
  Serial.print(h);
  Serial.print(" %\t");
  Serial.print("Temperature: ");
  Serial.print(t);
  Serial.println(" *C ");
  delay(2000);
}

التنقيح

فحص شريطك البرمجي عن طريق تشغيله على معالجك المجهري. استخدم مرشد السيريال (في محرك Arduino IDE) أو أشعارات المطرقة (في Python) للتخطيط وضمان أن قيستك ومؤسساتك تعمل بشكل صحيح.

خطوة 5: الاتصال بالإنترنت

قم بإعداد خدمة السحابة

لتخزين وتصور بياناتك، اختر خدمة السحابة مثل ThingSpeak، Adafruit IO أو Google Firebase. توفر هذه الأنظمة أبلاغات سهلة الاستخدام ولوحات معلومات لبياناتك الشبكية الإلكترونية.

إرسال البيانات إلى السحابة

قم بتعديل شريطك البرمجي لإرسال البيانات إلى خدمة السحابة. على سبيل المثال، باستخدام وحدة ESP8266 للويفياء الإلكترونية، يمكنك إرسال البيانات إلى ThingSpeak وفقاً لهذا النموذج:

#include WiFi.h
#include "DHT.h"

const char* ssid = "your_SSID";
const char* password = "your_PASSWORD";
const char* server = "api.thingspeak.com";
String apiKey = "your_API_KEY";

#define DHTPIN 2
#define DHTTYPE DHT11

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
WiFiClient client;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  dht.begin();
  WiFi.begin(ssid, password);

  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(1000);
    Serial.println("Connecting to WiFi...");
  }

  Serial.println("Connected to WiFi");
}

void loop() {
  float h = dht.readHumidity();
  float t = dht.readTemperature();

  if (isnan(h) || isnan(t)) {
    Serial.println("Failed to read from DHT sensor!");
    return;
  }

  if (client.connect(server, 80)) {
    String postStr = apiKey;
    postStr += "&field1=";
    postStr += String(t);
    postStr += "&field2=";
    postStr += String(h);
    postStr += "\r\n\r\n";
    
    client.print("POST /update HTTP/1.1\n");
    client.print("Host: api.thingspeak.com\n");
    client.print("Connection: close\n");
    client.print("X-THINGSPEAKAPIKEY: " + apiKey + "\n");
    client.print("Content-Type: application/x-www-form-urlencoded\n");
    client.print("Content-Length: ");
    client.print(postStr.length());
    client.print("\n\n");
    client.print(postStr);

    client.stop();
    Serial.println("Data sent to ThingSpeak");
  }

  delay(20000);
}

خطوة 6: تصور وتحليل بياناتك

إنشاء لوحات التحكم

استخدم أدوات التصوير الموجودة في الخدمة المختارة لك لإنشاء لوحات التحكم. عرض بياناتك في رسومات ومخططات وجداول للتحكم بسهولة.

إعداد التنبيهات والإشعارات

اضبط التنبيهات لإشعارك عندما تتحقق معدلات معينة. على سبيل المثال، يمكنك تلقي بريد إلكتروني أو رسالة SMS إذا تجاوزت درجة الحرا

خطوة 7: تحسين وتوسيع مشروعك

إضافة مزيد من الميزات

وفقاً لو أصبحت مرتاح أكثر بالتطوير العملاق للإنترنت الأشعاشي، فإنك يجب أن تفكر في إضافة مزيد من الميزات إلى مشروعك. فلتمكن من تكامل المجسات الإضافية، وتطبيق الخوارزميات التعلمية للتنبؤ المتوقع، أو تنشئ تطبيقات هاتفية للتحكم في أجهزة الإنترنت الأشعاشي عن بعد.

تحسين للفاعلية الكهربائية

فعليًا لمشاريع مولدة من قبل البطارية، يجب أن تركز على تحسين مصادر الطاقة. تستخدم أولويات النوم، تخفيض معدل الاستفسار للمجسات، وتختار مكونات كفيفة للطاقة.

ضمان الأمان

تطبيق تدابير أمانية لحماية أجهزة الإنترنت الأشعاشي والبيانات. تستخدم التشفير، البرمجيات التعلمية الاتصال، وتحديث تطبيقاتك الجهزية باستمرار لتصلح الأخطاء المتوقعة.

ختام

بناء مشروعك الخاص للإنترنت الأشعاشي هو رحلة رائعة تتحدث عن الإبداع، والحلول المفاجيء، والمهارات التقنية الفائقة. من خلال التبعات هذه الإرشادات الخطوية بمراحل، سوف تكسب أساس متجدد في تطوير الإنترنت الأشعاشي، وسيفتح أبواب الإمكانيات العديدة.

سواء كنت تتشكل في توليد المنزل الآلي، أو تصمم متابع رياضيك، أو تطور تطب