الأجهزه المدمجة
 |
| أجهزه مدمجة |
ما هى الأجهزه المدمجة؟
الأجهزة المدمجة ( Embedded Devices ) هي أجهزة كمبيوتر مصممة لأداء وظيفة محددة داخل نظام أكبر. وهي تتميز بكونها صغيرة الحجم، وتستهلك طاقة قليلة، وتتمتع بقدرة عالية على التحمل. غالبًا ما تكون هذه الأجهزة جزءًا لا يتجزأ من منتجات أخرى، ولا يمكن استخدامها بشكل مستقل.كيف تعمل الأجهزه المدمجة؟
يحتوى اي جهاز مدمج على الكثير من المكونات و العناصر و يمكن تلخيصها فى ثلاث نقاط رئيسية.- الميكروكونترولر (Microcontroller)📌: هو "دماغ" الجهاز المدمج. إنه شريحة إلكترونية صغيرة تحتوي على وحدة المعالجة المركزية (CPU) والذاكرة. يقوم الميكروكونترولر بتنفيذ التعليمات البرمجية التي تحدد كيفية عمل الجهاز.
- البرمجيات📌: هي مجموعة من الأوامر (البرنامج) التي تخبر الميكروكونترولر بما يجب فعله. يتم كتابة هذه الأوامر بلغات برمجة خاصة بالأجهزة المدمجة.
- المكونات الإلكترونية الأخرى📌: مثل المستشعرات (sensors) التي تجمع البيانات (مثل درجة الحرارة أو الضوء)، والمحركات (motors) التي تقوم بحركات ميكانيكية، والشاشات (displays) التي تعرض المعلومات.
- تجميع البيانات✅: تجمع المستشعرات البيانات من البيئة المحيطة.
- معالجة البيانات✅: يقوم الميكروكونترولر بتحليل البيانات التي جمعتها المستشعرات واتخاذ قرار بناءً على البرنامج الذي تم تحميله عليه.
- التحكم في الأجهزة✅: يرسل الميكروكونترولر أوامر إلى الأجهزة الأخرى (مثل المحركات أو الشاشات) لتنفيذ الأوامر المطلوبة.
أمثلة على الأجهزه المدمجة
في السيارات- وحدات التحكم في المحرك.
- أنظمة الفرامل المانعة للانغلاق (ABS).
- أجهزة الاستشعار المختلفة (مثل مستشعرات الأكسجين، ومستشعرات السرعة).
- أنظمة الترفيه والمعلومات.
- أنظمة المساعدة على القيادة (مثل نظام تثبيت السرعة التكيفي).
- أفران الميكروويف.
- الثلاجات الذكية.
- الغسالات الآلية.
- أجهزة التكييف.
- أجهزة التحكم عن بعد.
- أجهزة الاستقبال التلفزيونية.
- الساعات الذكية.
- أجهزة الألعاب.
- الكاميرات الرقمية.
- الهواتف الذكية (جزء من المعالج مخصص لمهام محددة).
- أجهزة التوجيه (routers).
- الروبوتات الصناعية.
- أجهزة التحكم في العمليات الصناعية.
- أجهزة الاستشعار الصناعية.
- الأجهزة الطبية القابلة للزرع (مثل منظم ضربات القلب).
- أجهزة التصوير الطبي.
- الأجهزة المستخدمة في الجراحة الروبوتية.
فوائد الأجهزه المدمجة
- زيادة الكفاءة والإنتاجية✅: تساهم الأجهزة المدمجة في زيادة كفاءة العمليات الصناعية، وتحسين الإنتاجية، وتقليل التكاليف.
- التحكم الدقيق في العمليات✅: تتميز هذه الأجهزة بقدرتها على التحكم الدقيق في العمليات المختلفة، مما يضمن جودة المنتج النهائي.
- التكامل مع الأنظمة الأخرى✅: يمكن للأجهزة المدمجة التكامل بسهولة مع الأنظمة الأخرى، مما يوفر حلولًا شاملة ومتكاملة.
- التحكم عن بعد✅: تتيح الأجهزة المدمجة التحكم عن بعد في الأجهزة والأنظمة المختلفة، مما يوفر الراحة والمرونة.
- إتمام المهام✅: تساهم الأجهزة المدمجة في إتمام العديد من المهام الروتينية، مما يوفر الوقت والجهد.
- تحسين السلامة والأمان✅: تستخدم الأجهزة المدمجة في العديد من التطبيقات التي تتطلب مستوى عالٍ من السلامة والأمان، مثل أنظمة التحكم الصناعية وأنظمة الأمن.
- التصغير والتضمين✅: تتميز الأجهزة المدمجة بصغر حجمها وقدرتها على التضمين في المنتجات الأخرى، مما يوفر مساحة ويوفر التصميم.
أضرار الأجهزه المدمجة
تعتبر الأجهزة المدمجة جزءًا لا يتجزأ من حياتنا اليومية، فهي موجودة في كل مكان بدءًا من الهواتف الذكية وحتى السيارات. على الرغم من الفوائد العديدة التي تقدمها هذه الأجهزة، إلا أنها تحمل أيضًا بعض الأضرار المحتملة. دعونا نستكشف هذه الأضرار بشكل أكثر تفصيلاً.1. الأضرار البيئية
- استهلاك الموارد❎: تصنيع الأجهزة المدمجة يتطلب كميات كبيرة من المواد الخام والطاقة، مما يساهم في استنزاف الموارد الطبيعية.
- النفايات الإلكترونية❎: عند التخلص من الأجهزة القديمة، فإنها تتحول إلى نفايات إلكترونية، والتي تحتوي على مواد سامة يمكن أن تلوث التربة والمياه الجوفية.
- انبعاثات الغازات الدفيئة❎: عملية تصنيع واستخدام الأجهزة المدمجة تساهم في زيادة انبعاثات الغازات الدفيئة، مما يؤدي إلى تغير المناخ.
- الإشعاع الكهرومغناطيسي❎: الأجهزة المدمجة تبعث إشعاعًا كهرومغناطيسيًا، والذي قد يرتبط ببعض المخاطر الصحية على المدى الطويل، مثل الأورام والاضطرابات العصبية.
- الإدمان التكنولوجي❎: الإفراط في استخدام الأجهزة المدمجة يمكن أن يؤدي إلى الإدمان التكنولوجي، والذي يرتبط بمشاكل صحية نفسية واجتماعية.
- اضطرابات النوم❎: التعرض لأضواء شاشات الأجهزة قبل النوم يمكن أن يزعج دورة النوم الطبيعية ويؤدي إلى الأرق.
- العزلة الاجتماعية❎: الإدمان على الأجهزة المدمجة قد يؤدي إلى العزلة الاجتماعية وضعف العلاقات الشخصية.
- الاعتماد على التكنولوجيا❎: الاعتماد المتزايد على التكنولوجيا قد يقلل من مهارات التفكير النقدي والإبداع.
- مشاكل الخصوصية❎: جمع البيانات الشخصية من قبل الشركات المصنعة لتطبيقات الأجهزة المدمجة قد يمثل انتهاكًا للخصوصية.
التطبيقات المستقبلية للأجهزة المدمجة
تُعد الأجهزة المدمجة، مع تطورها السريع، حجر الزاوية في الثورة الصناعية الرابعة. تتجاوز تطبيقاتها التقليدية لتشمل مجالات واسعة ومتنوعة، مما يفتح آفاقًا جديدة في عالم التكنولوجيا. إليك بعض التطبيقات المستقبلية الواعدة للأجهزة المدمجة.1. الذكاء الاصطناعي على الحافة
- معالجة البيانات المحلية📌: ستتمكن الأجهزة المدمجة من معالجة البيانات بشكل أسرع وأكثر كفاءة محليًا، مما يقلل من الاعتماد على السحابة ويوفر خصوصية أكبر للبيانات.
- تعلم الآلة المستمر📌: ستقوم الأجهزة المدمجة بتعلم أنماط الاستخدام وتكييف سلوكها وفقًا لذلك، مما يجعلها أكثر ذكاءً وتفاعلية.
- تطبيقات الواقع المعزز والافتراضي📌: ستساهم الأجهزة المدمجة في تطوير تجارب أكثر غامرة في مجالات الترفيه والتسويق والتعليم.
- المدن الذكية📌: ستساعد الأجهزة المدمجة في إدارة البنية التحتية للمدن بشكل أكثر كفاءة، من خلال مراقبة حركة المرور وإدارة الطاقة وتحسين خدمات النقل العام.
- المساحات الذكية📌: ستصبح المنازل والمكاتب أكثر ذكاءً، حيث ستتمكن الأجهزة من التحكم في الإضاءة والتدفئة وتكييف الهواء بشكل تلقائي، وتوفير بيئة أكثر راحة وفعالية.
- الصناعة 4.0📌: ستساهم الأجهزة المدمجة في تحسين عمليات التصنيع من خلال توفير بيانات في الوقت الفعلي حول حالة الآلات والأجهزة، مما يسمح باتخاذ قرارات أفضل وتحسين الكفاءة.
3. الرعاية الصحية
- الأجهزة القابلة للارتداء📌: ستستخدم الأجهزة المدمجة لمراقبة الصحة العامة للأفراد وتقديم تنبيهات مبكرة عن أي مشاكل صحية محتملة.
- الجراحة الروبوتية📌: ستساهم الأجهزة المدمجة في تطوير جراحات أكثر دقة وفعالية، من خلال توفير أدوات جراحية صغيرة ومرنة.
- التشخيص المبكر للأمراض📌: ستستخدم الأجهزة المدمجة لتحليل البيانات البيولوجية والطبية لتشخيص الأمراض في مراحلها المبكرة.
- معالجة البيانات الحسية📌: ستستخدم الأجهزة المدمجة لمعالجة البيانات التي يتم جمعها من مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار، مثل الكاميرات والرادارات، لاتخاذ قرارات القيادة في الوقت الفعلي.
- الأمان📌: ستساهم الأجهزة المدمجة في تحسين سلامة السيارات ذاتية القيادة من خلال اكتشاف المخاطر المحتملة وتجنبها.
- مراقبة المحاصيل📌: ستستخدم الأجهزة المدمجة لمراقبة صحة المحاصيل والتربة وتوفير بيانات حول الظروف البيئية، مما يساعد المزارعين على اتخاذ قرارات أفضل بشأن الري والتسميد.
- الروبوتات الزراعية📌: ستستخدم الأجهزة المدمجة لتشغيل الروبوتات الزراعية التي تقوم بمهام مثل الزراعة والحصاد.