تقنيات الاتصال اللاسلكي في إنترنت الأشياء:
- تحتاج الأجهزة الذكية - ضمن بيئة إنترنت الأشياء - إلى تبادل البيانات عبر شبكات مُتعدِّدة؛ لذا يُعدُّ اختيار تقنية الاتصال المناسبة عاملًا أساسيًا لأداء هذه المهمة، وذلك اعتمادًا على مجموعة من المعايير، أبرزها: نطاق التغطية (الانتشار)، ومُعدَّل نقل البيانات، والكفاءة في استهلاك الطاقة.
- توجد مجموعة مُتنوِّعة من تقنيات الاتصال التي تفي باحتياجات تطبيقات إنترنت الأشياء؛ ما يتيح تحقيق التوازن بين مُتطلَّبات الأداء والقيود البيئية والبِنية التحتية المتاحة.
- أنظر الجدول (3-1) الذي يُبيِّن عددًا من تقنيات الاتصال، ونوع الاتصال في كل تقنية، ونوع الشبكة التي تُغطِّيها التقنية.
- للإجابة عن هذا السؤال، لا بُدَّ من تعرُّف كل تقنية على حِدَة، وفهم خصائصها الفنية، جالات استخدامها.
- بعد ذلك، يُمكننا المقارنة بينها وفقًا لمتطلبات النظام، مثل: استهلاك الطاقة، ومدى التغطية (الانتشار)، وسرعة نقل البيانات، والتكلفة؛ فنتتمكَّن من اختيار أفضلها للوفاء باحتياجاتنا.
تقنية البلوتوث:
- تقنية اتصال لاسلكية قصيرة المدى، تعمل على توصيل الإشارات بين مختلف الأجهزة ضمن نطاق يصل إلى نحو (10) أمتار أو أقل، اعتمادًا على قوّة الإشارة والبيئة المحيطة.
- تعتمد هذه التقنية على موجات الراديو التي يبلغ تردّدها (2.4) جيجاهيرتز (GHz)، وقد طُوّرت في الأصل لتمكين الهواتف المحمولة وأجهزة الحاسوب من نقل البيانات في ما بينها.
- صُمّم البلوتوث ليكون وسيلة اتصال لاسلكية ذات كفاءة عالية من حيث استهلاك الطاقة والتكلفة؛ ما يجعله مثاليًا للاستخدام في التطبيقات التي تتطلّب استهلاكًا منخفضًا للطاقة، مثل أجهزة إنترنت الأشياء (IoT).
- كذلك يُوفّر البلوتوث آليات أمان متقدّمة؛ ما يضمن النقل الآمن للبيانات بين الأجهزة المتصلة.
آلية عمل تقنية البلوتوث:
- البث الدوري: تبثّ الأجهزة الطرفية (مثل: السمّاعات، والحسّاسات) إشارات تعريفية بشكل منتظم عبر نطاق التردّد (2.4) جيجاهيرتز (GHz)، وهو النطاق المُخصّص للاتصالات ذات الطاقة المنخفضة.
- اكتشاف الأجهزة: يبدأ الجهاز المركزي (مثل: الهاتف الذكي، والجهاز اللوحي) بمسح البيئة المحيطة بحثًا عن الأجهزة القابلة للاتصال، ثمّ يُحدّد الأجهزة المناسبة بناءً على إعدادات المُستخدم وتفضيلاته.
- تأسيس الاتصال: ما إن يتمّ اكتشاف الجهاز المطلوب، حتى يُنشأ رابط اتصال مُشفّر بين الجهاز المركزي والجهاز الطرفي؛ ما يسمح بتبادل البيانات بشكل آمن.
- التفاعل والتحكم: بعد الانتهاء من تأسيس الاتصال، يُمكن للمُستخدم إرسال العديد من الأوامر (مثل: تشغيل الأجهزة وإغلاقها، وإرسال البيانات) من جهازه المحمول للتحكّم في العناصر المُرتبطة؛ ما يُعزّز تكامل أنظمة إنترنت الأشياء (IoT)، وبخاصة في البيئات المنزلية الذكية أنظر الشكل (3-1).
- المنازل الذكية (Smart Homes): تُستخدم تقنية البلوتوث للتحكّم في الإضاءة، والتدفئة، وأجهزة التكييف، والأقفال الذكية، والأجهزة الصوتية، وأجهزة التلفاز عبر تطبيقات الهواتف المحمولة، مثل استخدام جهاز الهاتف المحمول لتشغيل نظام الصوت، وفتح الباب تلقائيًا عند الاقتراب منه.
- أ. الأجهزة الطرفية: تشمل هذه الأجهزة مجموعة من الأجهزة الذكية التي تدعم الاتصال بتقنية البلوتوث: مثل: الإضاءة، ومُنظّمات درجة الحرارة، وكاميرات الأمان، وأقفال الأبواب، ومُكبّرات الصوت.
- ب. الاتصال اللاسلكي (Bluetooth): تُستخدم تقنية البلوتوث في جميع المُكوّنات للتمكّن من إنشاء شبكة اتصال شخصية مُنخفضة الطاقة، تتيح التفاعل بين المحور المركزي والأجهزة المختلفة من دون حاجة إلى وجود أسلاك.
- ج. تطبيقات التحكم في الأجهزة: يستطيع المُستخدم أن يُشغّل الأجهزة (مثل: الإضاءة، والتدفئة)، ويُديرها عن بُعد باستخدام تطبيقات الهواتف الذكية الموصولة عبر تقنية البلوتوث.
- د. الأوامر الصوتية: يُمكن دمج المساعدات الذكية (مثل: Alexa، وGoogle Assistant) في النظام؛ ما يسمح بتنفيذ الأوامر باستخدام الصوت فقط.
- هـ. خيارات (سيناريوهات) الأتمتة: يُمكن ضبط الإجراءات التلقائية (مثل تشغيل الأضواء عند دخول الغرفة) استنادًا إلى الجداول الزمنية أو استشعار الحركة؛ ما يُعزّز من راحة المُستخدم، ويزيد من كفاءة استخدام الطاقة.
- الرعاية الصحية (Healthcare): يُمكن استخدام تقنية البلوتوث في تتبّع المُؤشّرات الحيوية باستخدام الأجهزة القابلة للارتداء (Wearables)، مثل ساعات تتبّع نبض القلب، وإرسال البيانات مباشرة إلى تطبيقات الهواتف لمراقبة الحالة الصحية (مثل ربط جهاز قياس نسبة السكّر في الدم بتطبيق صحي لتحليل البيانات) ومشاركتها مع الطبيب المُتخصّص.
- السيارات الذكية (Smart Vehicles): تُستخدم تقنية البلوتوث في…