Lebanese French University - Erbil      
 
 
 
کل شیء عن انترنت الاشیاء و تطبيقات المدن الذكية
Book
Mazin S. Al-Hakeem , Assistant Professor (Ph.D.)
Alraya Publications
2017
 
 

 كل شيء عن أنترنت الاشياء

Everything of Internet of Things

المقدمة   Introduction

"إنترنت الأشياء" هي المعركة التكنولوجية الرئيسية القادمة الممهدة "لـثورة الاشياء" ... 

لقد تطورت الشبكات بصورة كبيرة جدا واصبحت التطبيقات المعتمدة عليها كثيرة وذات اثر فعال على حياة الانسان الاجتماعية والاقتصادية. كذلك الحال مع وسائط الاتصال فهي الاخر قد تطورت بحيث اصبحت تسمح بنقل الاحجام الكبيرة من الوسائط المتعددة (صوت، صورة، نص، فيديو، رسائل، وغيرها) بسرعة عالية مع توفير ميزة المحافظة على دقتها و سريتها. لقد سمح هذا التطور في الشبكات ووسائط النقل المعتمدة عليها للمستخدمين من ابتكار تطبيقات جديدة بكلفة قليلة واستخدام تقنيات واجهزة متوفرة اضافة الى توفير الدقة والامان لهذه التطبيقات وبدون جهود اضافية معقدة.

من ضمن ثورة المعلومات هذه وتطور التقنيات الجديدة توجهت الانظار الى استخدام البروتوكولات المتطورة للمساعدة على تكامل المعلومات من خلال التطبيقات المختلفة و وسائل الاتصال بها من اجهزة الموبايل والاجهزة المحمولة في اليد اضافة الى تطور اجهزة الحواسيب من حيث السعة الخزنية وسرعة المعالجة العالية. لهذا السبب فقد تم العمل على انجاز بروتوكول الانترنت النسخة السادسة (IPv6) والذي سيسمح باعطاء ارقام وفيرة الى الاجهزة وخاصة اجهزة الموبايل، والاجهزة المحمولة اضافة الى توفير الامنية الى المعلومات المتناقلة بين هذه الاجهزة خلال الشبكات.

أصبحت الاجهزة الذكية مثل اجهزة الموبايل (Mobile Devices) مهمة جدا في الحياة الانسانية حيث اصبحت تحتوي على جميع المعلومات التي يحتاجها الانسان خلال يومه، فهي تحتوي على الرقم التعريفي الخاص به اضافة الى التطبيقات التي يرغب بالاحتفاظ بها وكذلك بكل الذكريات والوثائق المهمة التي تخصه من صور وافلام ووثائق يمكن تخزينها. و نظرا لاهمية اجهزة الموبايل فقد اصبحت جميع التطبيقات المهمة (مثل الحكومة الالكترونية، التجارة الالكترونية، المعالجة الطبية، التعليم الالكتروني، وغيرها من التطبيقات المهمة والتي لها اثر كبير على الانسان) يمكن الوصول اليه من خلال اجهزة الموبايل والتي اصبح الفرد يمتلك اكثر من جهاز في آن واحد.

و جاءت شبكة السحابة (Cloud) لتجمع جميع المؤسسات في مكان واحد وبانواعها المختلفة يمكن جمع عدة تطبيقات وتوفيرها لمستخدمين كثيرين دون تكليفهم بكلفة الانشاء وانما دفعهم لمبلغ بسيط وحسب استخدامهم للاجهزة والبرمجيات. لا ننسى ايضا مفهوم البيانات الكبيرة الحجم او البيانات الضخمة (Big Data) والتي يمكنها تخزين البيانات سواءا كانت مهيكلة (Structured) او غير مهيكلة (Unstructured). ان هذه البيانات قد اصبحت مصدرا كبيرا للمعلومات القيمة عند تحليلها ولذلك تم ايضا وضع ادوات تحليل مبتكرة مثل الهادوب (Hadoop) و (MapReduce).

من خلال هذه التطورات الجديدة والمختلفة الانواع والتي تسهل الحياة الانسانية و في نفس الوقت تقضي على خصوصيتها تم ابتكار وبناء المدن الذكية (Smart Cities) حيث يمكن ان تعمل جميع الاجهزة والادوات حسب رغبة الانسان ومن خلال ارتباطها بالتطبيقات الحاسوبية الجديدة. تصور عودتك الى البيت وانت منهك من العمل وعند توجهك الى كراج البيت بسيارتك تنفتح الباب دون ان تعمل اي شيء، اوينفتح باب البيت عند توجهك له، نتيجة لمعرفة الباب بشخصيتك دون ان تفعل اي شيء.

لقد ذكرنا في احد مؤلفاتنا بأن الحاسوب هو صناعة ربانية لاحتوائه على صفات مشابهة لصفات الانسان، وعلى هذا الاساس دأب علماء الحاسوب وخبرائه على استنباط الصفات العظيمة في الانسان وتطبيقها في الحاسوب. وعلى هذا المنوال، نرى ان الخوارزميات المبتكرة والتطبيقات الذكية جاءت لتدعم احداها الاخرى وليس لاحتوائها والسيطرة عليها. و عندما ظهرت خوارزمية الاصدار السادس لبروتوكول الانترنت (IPv6) ، كان الاعتقاد السائد من مفكري الحاسوب بان هذه الخوارزمية سوف تدعم العدد الهائل من أجهزة الجوال والتي بدأت بالانتشار لما توفره من ارقام كبيرة وهائلة يتم توفيرها الى اجهزة الجوال حتى يمكن تعريفها وتحديد مواقعها. كانت الامنية هي الصفة الثانية المهمة لخوارزمية الاصدار السادس والتي ستحافظ على انتقال الاحجام الكبيرة من البيانات (Big Data) دون ان يتم الاطلاع عليها او تخريبها.

ثم ظهرت شبكة السحابة (Cloud) لتربط المؤسسات الكبيرة ببعضها واتاحة الفرصة للمؤسسات الصغيرة في التعامل مع الحوسبة السحابية والاطلاع على المعلومات المخزونة في مخازنها والحصول على ادمات الحوسبة السحابية (Cloud Computing) مقابل مبالغ صغيرة من المال، فيما يتم توفير الحماية الامنية لهذه البيانات من قبل موفري الخدمة السحابية.

أدى تطبيق الاصدار السادس لبروتوكول الانترنت (IPv6) الى ربط جميع الاشياء بشبكة الانترنت، كذلك أدى استخدام الحوسبة السحابية (Cloud Computing) لارتباط جميع الاشياء المشتركة في السحابة لتكون ضمن وعاء واحد. أن ارتباط كل الاجهزة بشبكة اتصالات واحدة هو مايسمى شبكة كل شيء (Internet of Things). تعتمد شبكة الاشياء اضافة الى ماذكر اعلاه على الاتصالات اللاسلكية التي تؤمن الاتصال بالاشياء في اي وقت ومن اي مكان. توجد أدوات اخرى يمكن الاستفادة منها في شبكة الاشياء مثل اتصالات الحقل الاقرب (Nearest Field Communications NFC) و تعريف التردد الراديوي (Radio Frequency Identification  -RFID). تنظر المراكز البحثية و المراكز التحليلية و الاسواق التجارية الى شبكة الاشياء على انها الثورة الجديدة للمعلوماتية والتي ستنطلق في حال انتصار تطبيقات المدن الذكية في معركتها التكنولوجيا الحالية.

وعلى هذا الاساس جاء تنفيذ هذا الكتاب المهم و الحديث، حيث تم تنظيمه بتسلسل منطقي لبيان المفاهيم و التطبيقات، حيث اشتمل على اثني عشر فصلا، حيث جاء الفصل الاول ليقدم معلومات اولية عن محتوى الكتاب وليقدم نبذة مختصرة عن تكوين ومعمارية الشبكات. قدم الفصل الثاني معلومات عن ارتباط مكونات الاشياء بالشبكة، وتم مناقشة هذا الارتباط حسب وجهات نظر علم الحاسوب وعلم الاتصالات واخيرا علم الشبكات. جاء تقديم ارتباط الاشياء بالشبكة في الفصل الثالث حيث تم شرح المتحسسات والرقائق الحاسوبية وبرمجتها. تم الحديث عن معمارية شبكة الاشياء في الفصل الرابع حيث تمت مناقشة ارتباط الماكنة مع الماكنة (M2M) والماكنة مع الانسان (H2M). قدم الفصل الخامس تكامل الحوسبة السحابية مع شبكة الاشياء حيث تم مناقشة عناصر وامنية الحوسبة السحابية. البيانات الكبيرة وخصائصها وتطبيقاتها وتكاملها مع شبكة انترنت الاشياء تم مناقشته في الفصل السادس.

ناقش الفصل السابع مفهوم الاصدار السادس لبروتوكول الانترنت  وخصائصه وتكامله مع شبكة انترنت الاشياء. ناقش الفصل الثامن موضوعا مهما جدا وهو امنية شبكة انترنت الاشياء ، حيث قدم الفصل التهديدات الامنية وطرق حماية شبكة انترنت الاشياء. من المواضيع المهمة في شبكة انترنت الاشياء هو موضوع الخصوصية التي تمت مناقشتها في الفصل التاسع ، حيث تم استعراض مباديء الخصوصية وكيفية تحقيقها. جاء الفصل العاشر ليناقش منصات انترنت الاشياء وصولا الى مشاريع المدن الذكية. برمجة مكونات انترنت الاشياء تمت مناقشتها في الفصل الحادي عشر حيث تم تقديم امثلة برمجية للالواح وبرمجة المرسل – المستقبل اللاسلكي. أما الفصل الثاني عشر فقد وضعنا فيها جهودنا وافكارنا من اجل ان نساهم في وضع اللمحات المستقبلية لشبكة أنترنت الاشياء وتحديد مهارات العمل المستقبلي.

أحتوى الكتاب أيضا على أسئلة في نهاية كل فصل، وكانت الغاية من وضع هذه الأسئلة هي ليست لاكتشاف ذكاء القاريء وإنما محاولة لتلخيص المواضيع المهمة في كل فصل. جاءت الأسئلة بتسلسل مواضيع الفصل حتى تمكن القارئ من الاستفادة الكاملة من الكتاب. أحتوى الكتاب أيضا على مصادر حديثة في صلب الموضوع ويمكن الاستفادة منها بصورة كبيرة في التطبيقات أو في إيضاح بعض المفاهيم.

حاولنا جهدنا أن يكون الكتاب ذو فائدة لكل المهتمين بالابتكار وبالتطبيقات الحديثة مثل البروتوكولات والحوسبة السحابية والبيانات الضخمة وكذلك تطبيقات الشبكات الحديثة. هذا الكتاب مفيد لكل العاملين في التطبيقات الحديثة والباحثين عن الابتكارات والتطبيقات الذكية و التي تكون الأمنية جزءا مهما فيها، لذلك يكون هذا الكتاب مخصص إلى الأكاديميين والباحثين والمدراء والعاملين في تكنولوجيا المعلومات.

في الختام نشكر الله سبحانه وتعالى على هدايتنا في إتمام هذا الكتاب (الذي يعتبر اول كتاب عن انترنت الاشياء مكتوب باللغة العربية) و الذي نرجو أن يساهم في سد بعض الثغرات في مكتبتنا العربية و الله ولي التوفيق.

المؤلفان

 
 
 
 
 
 
     CAMPUS LOCATION
CONTACT LFU
   Hotline Phone: +964-750-703-0968
   Kurdistan Region - Iraq
   Southern Part of Erbil City - Universities Complex
   100 Meter Road - Near Mosul Road Cross (Baz Roundabout)
   Lebanese French University (LFU) Campus
    
You are the visitor number  since 29/6/2014
Copyrights @ LFU Erbil, 2014. All rights reserved