تقنيات شبكات إنترنت الأشياء - إنترنت الأشياء - ثاني ثانوي

الدرس الثاني تقنيات شبكات إنترنت الأشياء S المقارنة بين هيكلية شبكة one 2M وهيكلية أنظمة إنترنت الأشياء العالمي oneMZM Architecture Versus loT World Forum Architecture الاسف الناس الرك www.ien.edu.m one MM (Machine To Machine-M2M) الة إلى الة أدى التطور السريع للاتصالات من آلة إلى آلة (M2M) إلى إنشاء هيكليات إنترنت أشياء مختلفة. تساعد هذه الهيكليات في تسريع اعتماد تطبيقات وأجهزة (M2M) بما فيها إنترنت الأشياء، وتعد هيكلية (one) وهيكلية أنظمة يصف مصطلح آلة الى آلة (M2M) إنترنت الأشياء العالمي من هيكليات إنترنت الأشياء الأكثر شيوعا على نطاق واسع. أي تقنية تمكن الأجهزة المتصلة تصمم هيكلية (oneM2M) حلول إنترنت أشياء تختص بالأجهزة وتطبيقاتها بالشبكة من تبادل البيانات وتلميذ المهام فقط، بينما تراعي هيكلية أنظمة إنترنت الأشياء العالمية تقنيات أخرى مثل تخزين دون أي تدخل بشري. البيانات ومعالجتها والاتصال بالشبكة والحوسبة المتطورة. هيكلية oneM2M Architecture oneM2M يعد التعامل مع مجموعة متنوعة من الأجهزة والبرامج وطرق الوصول أحد أكبر التحديات التي تواجهها عملية تطوير هيكلية :(Software-Defined Networks - SDN) إنترنت الأشياء تقوم هيكلية (oneM2M) من خلال إنشاء تصميم الشيكات المعرفة بالبرمجيات منصة أفقية بإنشاء معايير التشغيل البيني على جميع مستويات مراحل إنترنت الأشياء، بناء على هيكلية (oneM2M) . يتم تقسيم الشبكة المعرفة بالبرمجيات هي إحدى هيكليات وظائف إنترنت الأشياء إلى ثلاث طبقات طبقة التطبيقات، وطبقة الشبكات، والتي يتحكم بها من خلال وحدات تحكم الخدمات، وطبقة الشبكة، قد تبدو هذه الهيكلية للوهلة الأولى قائمة على البرامج أو واجهات برمجة التطبيقات أساسية وعامة نسبيا ولكنها رغم ذلك غنية جدا وداعمة للتشغيل البيني عبر واجهات برمجة لتطبيقات تقنية المعلومات وتدعم عوضا عن استخدام المعدات أو الأجهزة المتخصصة. مجموعة واسعة من تقنيات إنترنت الأشياء. (Application Programming Interfaces - APIs) TBO طبقة التطبيقات Applications layer تغطي هيكلية ( oneM2M) الأولوية للاتصالات بين الأجهزة والتطبيقات الخاصة بها. يحتوي هذا المحال على بروتوكولات طبقة التطبيق والتكامل مع أنظمة ذكاء الأعمال (Business intelligence - (B). وزارة التعليم

طبقة الخدمات Services layer التبديل متعدد الاتفاقيات باستخدام (Multiprotocol Label Switching - MP151 يتم تمثيل هذه الطبقة أفقياً عبر التطبيقات الخاصة بكل نوع من الصناعات المؤشرات التعريقية المحددة تتكون الوحدات الأفقية في هذا المستوى من الشبكة المادية التي تعمل عليها تطبيقات إنترنت الأشياء، وبروتوكولات الإدارة الأساسية، والأجهزة يعمل التبديل متعدد الاتفاقيات باستخدام من الأمثلة المهمة هنا الاتصالات الخلوية، والتبديل متعدد الاتفاقيات المؤشرات التعريفية على توجيه البيانات سين باستخدام المؤشرات التعريفية ( MPLS) والشبكات الافتراضية الخاصة العقد بناء على المؤشرات التعريفية والوسوم (Virtual Private Networks - VPNS) والشيكات المعرفة بالبرمجيات وليس عناوين الشبكة. (SDNS) وغيرها وتعد طبقة الخدمات المشتركة أعلى طبقة هناء طبقة الشبكة Network layer نظام من نقطة إلى عدة نقاط تشكل هذه الطبقة مجال الاتصال بين أجهزة إنترنت الأشياء والنقاط (Point-to-multipoint system) النهائية، وتتكون طبقة الشبكة من كافة الأجهزة وشبكة الاتصالات التي يوسر نظام نقطة الى عدة نقاط مسارات مختلفة من تربط أنواعا مختلفة من الشبكات مثل الشبكات المتداخلة اللاسلكية عقدة شبكية واحدة إلى عقد وجهات متعددة. وأنظمة النقطة إلى عدة نقاط. مة المطبقات الطلقات المشرلية . تعليمات النقل طبعة الشبكة تمنيات الاتصال الشبكات وسائل وأجهزة الاتصال شكل 5.13 تلقاها هيكليه oneM2M طبقة الخدمات تراسل التطبيقات مع راحيات برمجة التطبيقات الحل المكعبات تتواصل الآلات الذكية وغير الذكية مع بعضها البعض بشكل متكرر، وفي بعض الحالات، يكون الاتصال من آلة إلى آلة غير ضروري حيث تتصل الأجهزة فقط بتطبيقات خاصة بالاستخدام في مجال تطبيق الترنت الأشياء عبر شبكة منطقة ميدانية (Field Area Network - FAN) تمد هذه الشبكة أكثر العناصر تعقيدا في شبكة الاتصالات نظر الكوتها مسؤولة بشكا أساسي عن توفير اتصالات الميل الأخير ( last mile ) للأجهرة الطرفية يتكون نطاق الجهاز أيضا من جهاز البورية اللذي يوفر اتصالات بالشبكة الأساسية ويعمل كحد بين تطاقات الجهار والشبكة وزارة التعليم 181

182 هيكلية أنظمة إنترنت الأشياء العالمي IoT World Forum Architecture يحدد النموذج المرجعي لإنترنت الأشياء - الذي قدم في المنتدى العالمي لإنترنت الأشياء - سلسلة من المستويات مع تحكم رئيس من نقطة مركزية إلى طبقات الحافة، والتي تتكون من المستشعرات والأجهزة والآلات وعقد النهاية الذكية الأخرى. يمكن القول إنه بشكل عام، تنتقل البيانات من الطبقات الطرفية إلى المركز. يمكنك باستخدام هذا النموذج المرحمي تحقيق ما يلي: تقسيم التحديات التي تواجه إنترنت الأشياء إلى مشاكل فرعية. تحديد التقنيات المختلفة في كل طبقة وطبيعة العلاقة بيتها . . تعريف نظام متكامل قائم على مكونات متعددة من مزودين مختلفين. تحديد الواجهات ( Interfaces) بطريقة تعزز إمكانية التشغيل البيني. التحديد نموذج حماية متعدد الطبقات يفرض في نقاط الانتقال لكل مستوى. يشبه النموذج المرجعي لانترنت الأشياء نموذج شبكات التربية البيني للأنظمة المفتوحة (051) 10 in st m N- الطبقات Layers التعاون والعمليات (إشراك الأفراد والعمليات التجارية) التطبيقات (إعداد التقارير والتحليل والرقابة) تجريد البيانات ( التجميع والوصول) تراكم البيانات ( التحرين ) الحوسبة الطرفية (تحليل عناصر البيانات والتحويل ) الاتصال (الاتصال والمعالجة) الأجهزة المادية والمتحكمات "الأشيا" في انترنت الأشياء) شعر 514 العاب ميكلم اتت الأنبياء العالمي الطبقة الأولى طبقة الأجهزة المادية والمتحكمات Layer 1. Physical Devices and Controllers Layer إن أول طبقة في النموذج المرجعي لإنترنت الأشياء هي طبقة الأجهزة المادية والمتحكمات. تحتوي هذه الطبقة على "الأشياء" الخاصة بإنترنت الأشياء، مثل الأجهزة الطرفية والمستشعرات التي ترسل البيانات وتستقبلها. يمكن أن تتراوح هذه " الأشياء" في حجمها من مستشعرات صغيرة للغاية إلى شكل 515 حلقة الأجر آلات تصنيع ضخمة والمهمة الرئيسة لهذه الطبقة هي إنتاج البيانات والسماح بالتحكم عبر والتحكيرارة. الشبكة.

الطبقة الثانية: طبقة الاتصال Layer 2 Connectivity Layer يتمثل دور طبقة الاتصال في نقل البيانات بطريقة موثوقة وفي الوقت المناسب، ويشمل هذا عمليات النقل بين أجهزة الطبقة الأولى والشبكة، وكذلك عمليات النقل بين الشبكة وطبقة الحوسبة الطرقية (معالجة معلومات الطبقة الثالثة تشتمل طبقة الاتصال على جميع أجزاء الشبكات في إنترنت الأشياء، ولا تميز بين شبكة الميل الأخير - الشبكة بين المستشعر أو نقطة النهاية وبوابة إنترنت شکل 5.46 ملقاة الاتصال الأشياء. والتي سيتم تناولها لاحقا في هذا الفصل - وشبكة البوابة. والشبكة الرئيسة. الطبقة الثالثة: طبقة الحوسبة الطرفية Layer 3: Edge Computing Layer Denge تلعب الحوسبة الطرفية دور الطبقة الثالثة في الهيكلية تركز هذه الطبقة على تقليل البيانات وتحويل تدفقات بيانات الشبكة إلى معلومات جاهزة للتخزين والمعالجة بمستويات أعلى، وتتمثل إحدى الأهداف الأساسية لهذا النموذج المرجعي في بدء معالجة المعلومات بالقرب من حافة الشبكة بقدر الإمكان وبأسرع ما يمكن كما تقوم الطبقة الثالثة أيضًا بفحص البيانات لمعرفة ما إذا كان يمكن تصفيتها أو تجميعها قبل نقلها إلى طبقة أعلى. يسمح هذا أيضًا بإعادة تنسيق البيانات أو شكل 17 5 طلقه الخيمة الطاقة فلك تشفيرها، مما يسهل المعالجة الإضافية بواسطة الأنظمة الأخرى. الطبقة الرابعة: طبقة تراكم البيانات Layer 4- Data Accumulation Layer يتم في هذه الطبقة التقاط وحفظ البيانات حتى تتمكن البرامج من الوصول إليها عند الضرورة، كما تحوّل البيانات المستندة على الأحداث إلى تنسيقات يمكن الاستعلام عنها كل 5 طلقة و الكم البلاك بواسطة خدمات أخرى. الطبقة الخامسة: طبقة تجريد البيانات Layer 5. Date Abstraction Layer في هذه الطبقة يتم التوفيق بين تنسيقات البيانات المتنوعة وضمان انساق الدلالات من المصادر المتنوعة، وفي هذه الطبقة يتم التحقق باستخدام الحوسبة والمحاكاة الافتراضية من أن مجموعة البيانات تحتوي على بيانات كاملة كما تدمج البيانات في موقع واحد أو 519 طلب تجريد السلامات عدة مخازن بيانات الطبقة السادسة طبقة المتطبيقات Layer Applications Layer في هذه الطبقة، تُستخدم البرامج لتفسير البيانات، حيث تتيح البرامج والتطبيقات مراقبة شکار 5.20 طليقة التطبيقات التقارير وإنشاءها، وتنظيمها اعتمادا على تحليل البيانات. الطبقة السابعة طبقة التعاون والعمليات Layer 7 Collaboration and Processes Layer D يتم هنا " استهلاك" وتوزيع بيانات التطبيق. وتتبع فائدة إنترنت الأشياء من حقيقة أن . المشاركة في بيانات إنترنت الأشياء تتضمن في كثير من الأحيان العديد من الخطوات. ويمكن . ل 21 15 ملحة التعاوي من خلال هذه الطبقة الحصول على بيانات تسهم في تغيير عمليات الشركة وتحسينها ، وذلك والملك بالاستفادة من مزايا إنترنت الأشياء. جراره التعليم 183

TB4 بروتوكولات وشبكات الاتصالات قصيرة المدى Short Range Communication Network and Protocols تحديد الترددات الراديوية والاتصال قريب المدى RFID and NFC تعد تقنية تجديد الترددات الراديوية (Radio Frequency Identification - (RFID) وتقنية الاتصال قريب المدى (Near Field Communication - NFC من تقنيات الاتصال التي تسمح بالاتصالات قصيرة المدى بين أجهزة إنترنت الأشياء والشبكة، ويتم استخدام تقنيات (RFID) و (NFC) لتخزين البيانات واستردادها عن بعد، وتشتمل هذه التقنيات على جهاز إرسال وجهاز استقبال لاسلكي، حيث تستخدم الحقول الكهرومغناطيسية للتعرف تلقائياً وتتبع الرقاقات المدمجة بالأشياء الذكية ترسل الرقافة البيانات الرقمية وتستقبلها عندما يتم تنشيطها بواسطة نبضة كهرومغناطيسية تصدر من قارئ (RFID) أو (NFC) قربها. تتيح (RFID) تتبع الأدوات والمعدات والمواد في المخازن والمركبات والأشخاص، وذلك من خلال الرقاقات المرفقة بها. يمكن لأجهرة قراءة الرقاقات قراءة الرقافة القريبة منها . حتى لو لم تكن مرتبة. كما يمكن قراءة عدد كبير من الرقاقات في ذات الوقت سواء كانت ظاهرة أو مخفية داخل صندوق أو حاوية مثلا . وذلك خلافًا للرموز الشريطية - الباركود (barcodes) . والتي يجب أن تكون ظاهرة أمام جهاز القراءة ولا يمكن قراءتها إلا واحدة تلو الأخرى. تُستخدم تقنية (NFC) على نطاق واسع لتبادل البيانات بين الأجهزة في نطاق يبلغ حوالي 4 سنتيمترات، وتستخدم هذه التقنية في عمليات الدفع غير التلامسية ببطاقات الائتمان. وكبديل لمفاتيح المكاتب التقليدية وغرف الفنادق. وفي ربط إعداد بعض الأجهزة مثل سماعات الرأس. ويتمثل الاختلاف الرئيس بين تقنيني (RFID) و (NFC) في أن (NFC) صممت لتبادل البيانات بشكل أمن، مما يجعلها مناسبة للمعاملات المالية، بينما تستخدم (RFID) بصورة أساسية في التطبيقات التي تحتاج فيها إلى تحديد عناصر معينة لاسلكيا. جدول 5.2 مقارنة بين ( RFID) و(NFC) الخاصية تردد الاستخدام نطلقي الاتصال RFID NFC 125 كيلو هبرتر إلى 2.45 صحاهيرتز. 13.56 ميجاهيرتز. بعد اقضى 100 متر في حدود 10 سيم ( مساحة قصيرة ) الاتصال الميرة اتصال أحادي الاتحاد اتصال ثنائي الاتجاه التعرف خلال ساعات بعيدة. أمان عالي. شبكات المنطقة الشخصية اللاسلكية وبروتوكولاتها Wireless Personal Area Networks (WPANS) and Protocols تتطلب المستشعرات والكائنات الأخرى المتصلة بالإنترنت وسيلة معينة لنقل البيانات واستقبالها . سيتم في هذا الدرس تناول شبكات المنطقة الشخصية (PAN) وتقنية الاتصالات بعيدة المدى، يمكن للمستشعرات والمشغلات في بيئة إنترنت الأشياء الاتصال عبر الأسلاك أو من خلال شبكات المنطقة الشخصية اللاسلكية (WPAN). هاتف نقال WPAN نقطة وصوان الانترنت 22 شبكة المعلقة المخصبية اللاسلكية شبكة المنطقة الشخصية (Personal Area Network -PAN) شبكة المنطقة الشخصية هي احدي شبكات الحاسب المستخدمة لتوبيل الاجهزة الإلكترونية داخل مساحة عمل المستخدم. قراية التعليم

بروتوكولات شبكات المنطقة الشخصية اللاسلكية غير المستندة إلى عنوان Non-IP Based WPANS Protocols زيجبي Zigbee يُعد بروتوكول زيجبي أحد بروتوكولات (WPAN) القائم على أساس معيار (802.15.4 IEEE) الذي صمم لشبكات إنترنت الأشياء التجارية والسكنية ذات التكلفة والطاقة والمساحة المحدودة، يمكن لزيجبي تكوين الشبكات واكتشاف الأجهزة، وتأمين وإدارة الشبكة، ولكن بروتوكول زيجبي لا يوفر خدمات نقل البيانات أو بيئة لتنفيذ تطبيقات معينة، تُعد زيجبي شبكة متداخلة (Mesh Network) ذاتية الإصلاح، ويوضح الجدول الآتي المكونات الرئيسة لهذه الشبكة جدول 5.3 المكونات الرئيسة الشبكة زيجبي المكون متحكم زيجبي (Zigbee Controller - ZC) موچه زيجبي (Zigbee Router - ZR) جهاز ريجبي طرق (Zigbee End Device - ZED) الوصف جهاز عالي القدرة يستخدم لبناء وطائف الشبكة والبدء بها على شبكة زيجبي قادر على تعيين عناوين الشبكة المنطقية والسماح للعقد بالانضمام إلى الشبكة أو معادرتها. يعالج هذا المكون الاحتياري حرها من الشبكة المتداخلة عن طريق تغيير عناوين الشبكة المنطقية والسماح المعقد بالانضمام إلى الشبكة أو الخروج منها. 1. بعد هذا الجهاز بمثابة نقطة نهاية سيطة ومباشرة ذات قدرة على التواصل مع الوسيط من هذه الأجهرة مفتاح الإضاءة ومنظم الحرارة ZigBee يعالج (يجبي ثلاثة أنواع مختلفة من حركة البيانات البيانات الدورية يحدد معدل التسليم الدوري للبيانات أو إرسالها من خلال التطبيقات (على سبيل المثال المستشعرات التي ترسل البيانات بصورة دورية ) . تنتج بيانات منقطعة عند حدوث تطبيق أو محفزات خارجية بوتيرة عشوائية. البيانات المتقطعة. يعد مفتاح الإضاءة مثالاً جيداً على البيانات المنقطعة المثالية لزيجبي. بيانات زمن الانتقال المنخفض المتكررة يعين زيجبي فترات زمنية للإرسال، ويمكن أن يكون بزمن انتقال منخفض جدا، مما يجعله مناسبا لأجهزة الضارة ولوحات المفاتيح مرارة التعليم 185

186 توجد ثلاث هيكليات أساسية لزيجبي: جدول 5.4 هيكليات زيجبي ZED الهيكلية هيكلية النجمة الوصف يحتوى متحكم زيجبي على واحد أو أكثر من أجهزة الزيجبي، يمتد إلى نقطتير فقط، المسانية العقد، ويتطلب أيضًا وسيلة ارتباط يمكن الاعتماد عليها مع Lea (Star Topology) بعد نقطة عطل مفردة في متحكم زيجبي. وهي السبيكة متعددة النشاط | Multi-hop ) تستخدم أجهزة الإرشاد (Beacons) التوسيع التعطية والمدى تف أجهزة الريخسر بعامة قاط نهاية ويمكن أن تخوي هيكلية الشجرة العقودية عقد ة موجه الريجي (28) وعقدة متحكم الزيجبي (2) على عقد الرعية. تتواصل العقد الفرصة مع المعقد الرئيسة فقط ويمكن للعقد الرقية التواصل مع العقد الفرعية لأعلى ( Upstream) الاسفل ) Downstream مها وتشكل نقطة (Cluster Tree topology) العطل المركزية | Central failure point | مشكلة في حده الهيكلية. يمكن توجيه أي جهاز مصدري إلى أي جهاز بصفته وجهة وذلك باستخدام طرق التوجيه المستند إلى الأشجار ( Tree based routing ) و التوجيه المستند إلى هيكلية الشبكة المتداخلة الجداول (Table based routing) يجب تشغيل موجات متحكمات الريجيي وموجهاتها طوال الوقت لتنفيذ وظائف التوجيه مما يؤدي الى استشراف عمر البطارية يسمح للموجهات الموجودة في نطاق مجدد بالتفاعل بشكل مباشر، وتكمن الفائدة الإناسية في هذه الهيكلية في امكانية توسع الشبكة ووجود مسارات متعددة للبيانات. (Mesh Topology i ZC ZED مه ZED 250 ZR ZC ZED القفزة (Hop) : تحدث القطرة عندما تمرر حزمة من قطاع في الشبكة إلى قطاع آخر. ZC ZED هيكلية النجمة ZED ZED ZED ZEO هيكلية الشجرة العنقودية ZED 20 ZED ZR ZK 2FD ZED ZA فيكلية الشبكة المتداخلة شكل 523 حلفيات ريمبي المنارة (Bentoning): ترمز المنارة في الشبكات إلى ما يشبه جهاز الإرشاد وذلك عبر القيام بالبت الرقمي بصورة دورية. جرارة التعليم

البلوتوث Bluetooth البلوتوث هي تقنية اتصال لاسلكية منخفضة الطاقة تُستخدم على نطاق واسع في الأجهزة الإلكترونية مثل الهواتف المحمولة ووحدات التحكم في الألعاب ولوحات المفاتيح، وقد استخدم البلوتوث على نطاق واسع في إنترنت الأشياء لإرسال الإشارات عند تشغيلها في وضع الطاقة المنخفض - Low Energy) ، وذلك في أجهزة الإرشاد (Beacons) ، والمستشعرات اللاسلكية وأنظمة تتبع المركبات والأصول الأخرى، وأجهزة التحكم عن بعد، وأجهزة المراقبة الصحية، وأجهزة الإنذار لتتميز شبكات البلوتوث الشخصية اللاسلكية بحصول ما يطلق عليه اسم: الأحداث (Events)، ويعد الإعلان (Advertising) والتوصيل (Connecting) بمثابة الحدثين الرئيسين في تلك الشبكات. الإعلان Advertising يبدأ الإعلان بوجود جهاز يطلب القيام بعملية اقتران مع الأجهزة الأخرى التي تقوم بالمسح، أو بإرسال رسالة تحتوي على معلومات التعارف التوصيل Connecting يصف هذا الحدث عملية اقتران الجهاز بجهاز آخر يسمى بالمضيف. يمكن للجهاز في وضع الطاقة المنخفضة إجراء اتصال كامل باستخدام قناة الإعلان فقط، قد يكون هذا الاتصال أيضًا اتصالا رسميا ثنائي الاتجاه بين الأجهزة وستبدأ الأجهزة حينها بالقيام بما يسمى بإجراء التكوين لإجراء الاتصال. وذلك من خلال الاستماع إلى حرم الإعلانات في هذه الحالة. يُعد الجهاز المستمع بادنا، وإذا أرسل المعلن حدثًا إعلانيا قابلا للاتصال. يجوز للجهاز البادئ إرسال طلب اتصال باستخدام نفس القناة التي استلمت الحزمة الإعلانية من خلالها. يمكن للمعلن أن يقرر بعد ذلك ما إذا كان سينشئ الارتباط أم لا. وإذا أنشئ الارتباط. ينتهي الحدث الإعلاني وحينها يُشار إلى البادئ باسم رئيسي (Master) والمعلن باسم فرعي (Slave). يطلق على مثل هذا الاتصال بمصطلحات البلوتوث تسمية بيكونيت (piconet)، حيث تحدث أحداث الاتصال بين الجهاز الرئيس والفرعي على نفس قناة البداية. وبعد نقل البيانات وانتهاء حدث الاتصال. يمكن تغيير التردد التحديد قناة جديدة للمرسل والمستقبل. •App App App شبكة البلوتوث ((04:00) حات تقال لال 524 لسنة الملون شكل 25 كا توحيد الليوث 187 ج

بروتوكولات شبكات المنطقة الشخصية اللاسلكية IP Based WPANS Protocols الاصدار السادس لبروتوكول الإنترنت عبر شبكات المنطقة الشخصية اللاسلكية منخفضة الطاقة GLOWPAN تصمم شبكات (IP) ع عبر أنظمة اتصالات ترددات لاسلكية منخفضة الطاقة لتعمل مع الأجهزة ذات الطاقة والقدرات المحدودة التي لا تتطلب خدمات شبكات ذات نطاق ترددي عال. يتوافق هذا البروتوكول مع العديد من اتصالات شبكات (WPAN ) بما فيها معايير (802.15.4 IEEE) ، وتقنيات البلوتوث (Bluetooth) وتقنيات الترددات اللاسلكية الفرعية واحد جيجاهرتز (1-sub GHRE . بالإضافة إلى الاتصالات عبر خطوط الكهرباء (Power Line Controller - PLC تتمثل الميزة الأساسية لبروتوكول (GLOWPAN) في أن معظم المستشعرات الأساسية تعمل بتوافق مع نظام عنونة (IP) وبذلك يمكنها أن تعمل كعناصر في الشبكة عبر موجهات الشبكة المحلية أو الواي فاي أو شبكات الجيل الثالث وشبكات (LTE) . وشبكات الجيل الرابع. يمكن لعنونة (IPV6) تغطية ما يصل إلى 50 مليار جهاز متصل بالإنترنت مما يسمح لها بالاستمرار كنظام للعنونة في المستقبل. وبالتالي إتاحة التوسع المطلوب في نشر إنترنت الأشياء. تعد شبكات (GLOWPAN) شبكات متداخلة تبقى على جوانب شبكات أكبر. تتميز هذه الشبكات بهيكلياتها المرنة مما . يسمح بوجود شبكات مخصصة Ad hoc) ومفككة (Disjoined) دون اشتراط الارتباط بالإنترنت أو بأنظمة أخرى. يمكن لهذه الشبكات الارتباط بالشبكة الرئيسة أو بالإنترنت من خلال ما يسمى بموجهات طرفية ( Edge routers. يمكن للموجهات الطرفية المختلفة توصيل شبكات (6LoWPAN) متعددة من خلال ما يعرف باسم التوجيه المتعدد (Multi-homing) ، ويمكن إنشاء الشبكات المخصصة دون الحاجة إلى الوصول إلى الإنترنت من الموجه الطرفي، حيث تنشئ الموجهات الطرفية شبكات (6LOWPAN) متداخلة على محيط الشبكات التقليدية الأكبر حجما، ويمكنها أيضا تسهيل تبادلات عناوين (IPV6) إلى (IPV4) عند الضرورة، يتم التعامل مع حزم البيانات بشكل مشابه لشبكة عناوين (IP) ، والتي تقدم بعض المزايا مقارنة بالبروتوكولات المعروفة الأخرى، تشترك جميع العقد داخل شبكة (6LoWPAN) في بادئة (IPv6) التي أنشأها الموجه الطرفي. يُسجل العقد مع الموجهات الطرفية بشكل مستمر خلال مرحلة اكتشاف الشبكة، تحكم مرحلة اكتشاف الشبكة التفاعل بين المضيفين والموجهات في شبكة (GLOWPAN) المحلية، وتمكن خاصية التوجيه المتعدد (Multi-homing) عدة موجهات (GLOWPAN) من تشغيل الشبكة على سبيل المثال، عندما يتطلب تجاوز العطل أو التجاوز عن الخطأ وسائط مختلفة ( الجيل الرابع وواي فاي). بروتوكول التشعب Thread التشعب هو بروتوكول لشبكات إنترنت الأشياء يعتمد على (IPV6 (6LoWPAN. الهدف الأساسي لهذا البروتوكول هو إتاحة أتمتة المنازل والشبكات المنزلية، ويمكن وصف التشعب بأنه عنوان (IP) يستند إلى معايير وهيكلية (802.15.4 IEEE) و (6LOWPAN). يتشابه التشعب مع زيجبي ونسخ 802.15.4 الأخرى. ولكنه يختلف من حيث قابليته لعنونة (IP). يعتمد هذا البروتوكول على البيانات والطبقات المادية للمعايير التقنية 802.15.4 وخصائص الأمان والتوجيه لشبكات (6LoWPAN). يعتمد التشعب أيضا على هيكلية الشبكة المتداخلة (Mesh Network مما يجعله خيارا عمليا لأنظمة الإضاءة المنزلية الذكية، وذلك بسعة تصل إلى 250 جهاز لكل شبكة. يتميز بروتوكول التشعب بقابلية عنونة (IP) في الأجهزة المختلفة بما فيها المستشعرات الصغيرة للغاية، وأنظمة تشغيل الأتمتة المنزلية، كما يتميز بتوفيره في استهلاك الطاقة ؛ لأن البروتوكول لا يتطلب استمرار تنفيذه في طبقة الشبكة، يعني هذا أيضًا أن الموجه الطرفي الذي يستضيف الشبكة المتداخلة لا يحتاج إلى التعامل مع بروتوكولات طبقة التطبيقات مما يعد من متطلبات الطاقة والمعالجة، ويُعدُّ هذا البروتوكول آمنًا جدا نظرا لكونه متوافقا مع (IPV6) ولكون جميع الاتصالات مشفرة باستخدام معيار التشفير المتقدم لكل 520 الكايد الخطباء المية الحلقة .(Advanced Encryption Standard - AES ) 1BB جرارة التعليم

شبكات وبروتوكولات الاتصالات بعيدة المدى Long Range Communication Networks and Protocols تربط شبكات المنطقة الشخصية اللاسلكية (WPAN) وشبكات المنطقة المحلية اللاسلكية (Wireless Local Area Networks - WLAN ) المستشعرات بشبكة محلية. ولكن ليس بالضرورة بشبكة الإنترنت أو بأنظمة الشبكات الأخرى تشمل بيئة إنترنت الأشياء المستشعرات والمشغلات والكاميرات والأدوات الذكية المدمجة والمركبات وحتى الروبوتات التي تعمل في الأماكن النائية. لقد أصبح من المسلم به أن علينا الاعتياد على التعامل مع شبكة المنطقة الواسعة (Wide Area Network - WAN) على المدى الطويل. تقنية لوراوان LoRaWAN غبر تعد التقنيات اللاسلكية منخفضة الطاقة واسعة النطاق (Low Power Wide Area - PWA) مثالية للنقاط النهاية ( الأجهزة المختلفة) طويلة المدى التي تعمل بالبطارية. عادة ما يشار إلى هيكلية (LoRaWAN) باسم هيكلية نجمة النجوم Star of Stars. تقوم نقاط النهاية بتبادل الحزم عبر بوابات تعمل كجسور. وذلك بوجود خادم شبكة (LoRaWAN) مركزي. تتصل نقاط النهاية مباشرة بواحدة أو بأكثر من البوابات. بينما تتصل المداخل بالشبكة الخلفية (Backend Network ) اتصالات (IP) العادية. يمكن في هذه التقنية استلام الحزم نفسها ونقلها بواسطة العديد من البوابات، وفي حال تلقي حزم مكررة ، يكون خادم الشبكة مسؤولاً عن إلغاء التكرار. وتوفر تقنيات (LPWA) المفتوحة المتوفرة خيارات جديدة لشبكات الشركات الخاصة والبث ومقدمي الخدمات المتنقلة وغير المتنقلة لنشر البنى التحتية لإنترنت الأشياء وحلولها. تتوسع بيئة نقاط النهاية بسرعة. وستكون بلا شك العامل الحاسم بين تقنيات وحلول التقنيات اللاسلكية منخفضة الطاقة واسعة بوایه LoRaWAN النطاق (LPWA) المختلفة مثل (LoRaWAN) . ويعد بناء البنى التحتية وتطويرها المحلية منها والإقليمية أمرًا حيويا لتفعيل استخدام إنترنت الأشياء على نطاق استهلاكي أوسع، ويتحمل مسؤولية ذلك الأشخاص المسؤولون عن المدن الذكية، وهيئات تنظيم البث والإذاعة، ومقدمو خدمات الاتصالات الشكل 5.27 میشه LDRAWAN الخلوية والعادية. بحماة النجوم الشبكات الخلوية (الجيل الخامس) Cellular Networks (5G) جدول 5.5: السمات الرئيسة من أكثر أنواع الاتصالات شيوعا استخدام الترددات الخلوية خاصة الشبكات الجيل الخامس الحديثة البيانات الخلوية. فقيل تطور التقنية الخلوية، كانت تغطية أجهزة الاتصالات المحمولة محدودة، واستخدمت مساحة ترددات مشتركة فالأجهزة كانت بمثابة أجهزة إرسال لاسلكي ثنائية الاتجاه، ثم أصبحت الشبكات الخلوية ممتازة في نقل البيانات في كلا الاتجاهين سرعات عالية، ولكن على حساب النطاق واستهلاك البطارية يعد الجبل الخامس (56) الجيل التالي من تقنية الاتصالات القائمة على بروتوكول الإنترنت والتي يتم تطويرها لتحل محل شبكات الجيل الرابع الخلوية، بالإضافة إلى ذلك تعمل شبكات الجيل الخامس على تحسين النطاق الترددي ووقت الاستجابة والكثافة وتقليل نفقات المستخدم وتهدف إلى أن تكون معيارًا شاملًا واحدا يشمل جميع الخدمات والفئات الخلوية، بدلاً من إنشاء خدمات وتصنيفات مميزة لكل حالة استخدام الميزات ملة LoRaWAN الوصف النطاق العريض المتنقل المحن (Enhanced Mouille Broadband M) اتصالات هامة المونولية وذاب ومن انتقال مخلص (Ultra Reliable and Low latency Communicatum UR) اتصالات نوع الآلة الضخمة (Massive Machine Type CMTC) وزارة التعليم 189

190 تمرينات حدد الحملة الصحيحة والحملة الخاطئة فيما ياس 1. تحتوي هيكلية شبكة oneM2M على طبقة بيانات. 2. يمكن استخدام خدمات الشبكة الافتراضية الخاصة (VPN) في طبقة الخدمات لهيكلية ( one). 3. يمكن أن تحتوي طبقة التطبيقات على خدمات المراقبة في أنظمة إنترنت الأشياء العالمي. 4 تستخدم تقنيات (NFC) للاتصالات بعيدة المدى بين الأجهزة 5 يتصل بروتوكول ريجبي عبر قنوات شبكة ببروتوكول (UDP ) . 6. يعد موجه زيجبي مسؤولاً عن خصائص الإصلاح الذاتي للشبكات المتداخلة 7. يرسل الحدث الإعلاني لاتصالات البلوتوث حزم بيانات إلى الأجهزة المجاورة. لا يعد التشعب (Thread) بروتوكولا قائما على الشبكة 9. لا تحتاج أنظمة شبكات المدن الذكية إلى شبكات وبروتوكولات اتصالات بعيدة المدى. 10 تصنف شبكات الجيل الخامس (56) بأنها منخفضة استهلاك الطاقة صف الطبقات الرئيسة الهيكلية (oneM2M) لانظمة انترنت الأشياء صححة خاطفة دارة السليم

حفل الطبقات الرئيسة الهيكلية أنظمة انترنت الأشياء العالي حدد الخصائص البرنية لتقنية تحديد الترددات الراديوية ( RFID) وتقنية الاتصال قريب المدى (NFC). 5 صلف النوعين الرئيسين لشبكات المنطقة الشخصية اللاسلكية (WPANS)، واعرض بعض الأمثلة على كل نوع مرارة البسيط 191

192 حدد المكونات الرئيسة الثلاثة الشبكة زيجبي ( Zgbee) 7 قارن بين الحدثين الأساسيين اللذين يحدثان الثناء الاتصال البلوتوث. ن قدم وصما لبروتوكولي ( WPANS) الرئيسين المستثمين إلى عنونة (1) حرارة البلد

وضح هيكلية "لجنة النجوم" التي تستخدمها شبكات (LGRAWAN) 10 قدم تحليلا الكيمية تطور شبكات الجيل الخامس (56) من تقنيات شبكات الجيل الرابع (146 جرارة التعليم 19