# تتبع المواقع  > رسم توضيحي من [نيتيا ناراسيمهان](https://github.com/nitya). انقر على الصورة للحصول على نسخة أكبر. ## اختبار ما قبل المحاضرة [اختبار ما قبل المحاضرة](https://black-meadow-040d15503.1.azurestaticapps.net/quiz/21) ## المقدمة العملية الرئيسية لنقل الطعام من المزارع إلى المستهلك تتضمن تحميل صناديق المنتجات على الشاحنات أو السفن أو الطائرات أو وسائل النقل التجارية الأخرى، ثم توصيل الطعام إلى مكان ما - إما مباشرة إلى العميل أو إلى مركز مركزي أو مستودع للمعالجة. العملية الكاملة من المزرعة إلى المستهلك تُعرف باسم *سلسلة التوريد*. الفيديو أدناه من كلية إدارة الأعمال W. P. Carey بجامعة ولاية أريزونا يشرح فكرة سلسلة التوريد وكيفية إدارتها بمزيد من التفصيل. [](https://www.youtube.com/watch?v=Mi1QBxVjZAw) > 🎥 انقر على الصورة أعلاه لمشاهدة الفيديو إضافة أجهزة إنترنت الأشياء يمكن أن تحسن بشكل كبير سلسلة التوريد الخاصة بك، مما يتيح لك إدارة مواقع العناصر، وتخطيط النقل والتعامل مع البضائع بشكل أفضل، والاستجابة بسرعة أكبر للمشاكل. عند إدارة أسطول من المركبات مثل الشاحنات، من المفيد معرفة موقع كل مركبة في وقت معين. يمكن تجهيز المركبات بأجهزة استشعار GPS ترسل موقعها إلى أنظمة إنترنت الأشياء، مما يسمح للمالكين بتحديد موقعها، ومعرفة المسار الذي سلكته، ومعرفة وقت وصولها إلى وجهتها. تعمل معظم المركبات خارج نطاق تغطية WiFi، لذا تستخدم شبكات الهاتف المحمول لإرسال هذا النوع من البيانات. أحيانًا يتم تضمين مستشعر GPS في أجهزة إنترنت الأشياء الأكثر تعقيدًا مثل سجلات القيادة الإلكترونية. تتبع هذه الأجهزة مدة بقاء الشاحنة في حالة تنقل لضمان امتثال السائقين للقوانين المحلية المتعلقة بساعات العمل. في هذا الدرس، ستتعلم كيفية تتبع موقع المركبات باستخدام مستشعر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). في هذا الدرس سنتناول: * [المركبات المتصلة](../../../../../3-transport/lessons/1-location-tracking) * [الإحداثيات الجغرافية](../../../../../3-transport/lessons/1-location-tracking) * [أنظمة تحديد المواقع العالمية (GPS)](../../../../../3-transport/lessons/1-location-tracking) * [قراءة بيانات مستشعر GPS](../../../../../3-transport/lessons/1-location-tracking) * [بيانات NMEA GPS](../../../../../3-transport/lessons/1-location-tracking) * [فك تشفير بيانات مستشعر GPS](../../../../../3-transport/lessons/1-location-tracking) ## المركبات المتصلة إنترنت الأشياء يغير طريقة نقل البضائع من خلال إنشاء أساطيل من *المركبات المتصلة*. هذه المركبات متصلة بأنظمة تكنولوجيا المعلومات المركزية التي تقدم معلومات عن موقعها وبيانات استشعار أخرى. وجود أسطول من المركبات المتصلة يوفر مجموعة واسعة من الفوائد: * تتبع الموقع - يمكنك تحديد موقع المركبة في أي وقت، مما يتيح لك: * تلقي تنبيهات عند اقتراب المركبة من وجهتها لتحضير الطاقم للتفريغ. * تحديد موقع المركبات المسروقة. * دمج بيانات الموقع والمسار مع مشاكل المرور لإعادة توجيه المركبات أثناء الرحلة. * الامتثال للضرائب. بعض الدول تفرض رسومًا على المركبات بناءً على المسافة المقطوعة على الطرق العامة (مثل [RUC في نيوزيلندا](https://www.nzta.govt.nz/vehicles/licensing-rego/road-user-charges/))، لذا فإن معرفة متى تكون المركبة على الطرق العامة مقابل الطرق الخاصة يجعل من السهل حساب الضرائب المستحقة. * معرفة مكان إرسال فرق الصيانة في حالة حدوث عطل. * بيانات السائق - القدرة على ضمان التزام السائقين بحدود السرعة، والانعطاف بسرعات مناسبة، والفرملة بكفاءة، والقيادة بأمان. يمكن أيضًا تجهيز المركبات المتصلة بكاميرات لتسجيل الحوادث. يمكن ربط ذلك بالتأمين، مما يوفر أسعارًا مخفضة للسائقين الجيدين. * الامتثال لساعات السائق - ضمان قيادة السائقين فقط خلال الساعات المسموح بها قانونيًا بناءً على أوقات تشغيل وإيقاف المحرك. يمكن دمج هذه الفوائد - على سبيل المثال، دمج الامتثال لساعات السائق مع تتبع الموقع لإعادة توجيه السائقين إذا لم يتمكنوا من الوصول إلى وجهتهم ضمن ساعات القيادة المسموح بها. يمكن أيضًا دمجها مع بيانات استشعار أخرى خاصة بالمركبة، مثل بيانات درجة الحرارة من الشاحنات المبردة، مما يسمح بإعادة توجيه المركبات إذا كان مسارها الحالي يعني أن البضائع لن تبقى في درجة الحرارة المناسبة. > 🎓 اللوجستيات هي عملية نقل البضائع من مكان إلى آخر، مثل من مزرعة إلى سوبرماركت عبر مستودع أو أكثر. يقوم المزارع بتعبئة صناديق الطماطم التي يتم تحميلها على شاحنة، وتسليمها إلى مستودع مركزي، ثم وضعها على شاحنة ثانية قد تحتوي على مزيج من أنواع مختلفة من المنتجات التي يتم تسليمها بعد ذلك إلى سوبرماركت. المكون الأساسي لتتبع المركبات هو GPS - أجهزة استشعار يمكنها تحديد موقعها في أي مكان على الأرض. في هذا الدرس، ستتعلم كيفية استخدام مستشعر GPS، بدءًا من تعلم كيفية تحديد موقع على الأرض. ## الإحداثيات الجغرافية تُستخدم الإحداثيات الجغرافية لتحديد النقاط على سطح الأرض، مثلما تُستخدم الإحداثيات لتحديد بكسل على شاشة الكمبيوتر أو وضع الغرز في التطريز. بالنسبة لنقطة واحدة، لديك زوج من الإحداثيات. على سبيل المثال، يقع مقر مايكروسوفت في ريدموند، واشنطن، الولايات المتحدة عند 47.6423109, -122.1390293. ### خطوط العرض والطول الأرض عبارة عن كرة - دائرة ثلاثية الأبعاد. لذلك، يتم تحديد النقاط عن طريق تقسيمها إلى 360 درجة، مثل هندسة الدوائر. تقيس خطوط العرض عدد الدرجات من الشمال إلى الجنوب، بينما تقيس خطوط الطول عدد الدرجات من الشرق إلى الغرب. > 💁 لا أحد يعرف السبب الأصلي لتقسيم الدوائر إلى 360 درجة. تغطي صفحة [الدرجة (زاوية) على ويكيبيديا](https://wikipedia.org/wiki/Degree_(angle)) بعض الأسباب المحتملة.  يتم قياس خطوط العرض باستخدام خطوط تدور حول الأرض وتوازي خط الاستواء، وتقسم نصفي الكرة الشمالي والجنوبي إلى 90° لكل منهما. خط الاستواء عند 0°، والقطب الشمالي عند 90°، المعروف أيضًا بـ 90° شمالًا، والقطب الجنوبي عند -90°، أو 90° جنوبًا. يتم قياس خطوط الطول كعدد الدرجات شرقًا وغربًا. نقطة الأصل عند 0° تُعرف باسم *خط الطول الرئيسي*، وتم تحديدها في عام 1884 كخط يمتد من القطب الشمالي إلى القطب الجنوبي ويمر عبر [المرصد الملكي البريطاني في غرينتش، إنجلترا](https://wikipedia.org/wiki/Royal_Observatory,_Greenwich).  > 🎓 خط الطول هو خط وهمي مستقيم يمتد من القطب الشمالي إلى القطب الجنوبي، مكونًا نصف دائرة. لقياس خط الطول لنقطة ما، يتم قياس عدد الدرجات حول خط الاستواء من خط الطول الرئيسي إلى خط الطول الذي يمر عبر تلك النقطة. خطوط الطول تمتد من -180°، أو 180° غربًا، عبر 0° عند خط الطول الرئيسي، إلى 180°، أو 180° شرقًا. تشير 180° و -180° إلى نفس النقطة، وهي خط الطول المقابل أو خط الطول 180. هذا خط طول على الجانب الآخر من الأرض بالنسبة لخط الطول الرئيسي. > 💁 لا ينبغي الخلط بين خط الطول المقابل وخط التاريخ الدولي، الذي يقع في نفس الموقع تقريبًا، ولكنه ليس خطًا مستقيمًا ويتغير ليتناسب مع الحدود الجيوسياسية. ✅ قم ببعض البحث: حاول العثور على خطوط العرض والطول لموقعك الحالي. ### الدرجات والدقائق والثواني مقابل الدرجات العشرية تقليديًا، كانت قياسات خطوط العرض والطول تُجرى باستخدام نظام العد الستيني، أو قاعدة-60، وهو نظام عد استخدمه البابليون القدماء الذين قاموا بأول قياسات وتسجيلات للوقت والمسافة. ربما تستخدم النظام الستيني يوميًا دون أن تدرك ذلك - تقسيم الساعات إلى 60 دقيقة والدقائق إلى 60 ثانية. يتم قياس خطوط الطول والعرض بالدرجات والدقائق والثواني، حيث تكون الدقيقة الواحدة 1/60 من الدرجة، والثانية الواحدة 1/60 من الدقيقة. على سبيل المثال، عند خط الاستواء: * 1° من خط العرض تساوي **111.3 كيلومتر** * 1 دقيقة من خط العرض تساوي 111.3/60 = **1.855 كيلومتر** * 1 ثانية من خط العرض تساوي 1.855/60 = **0.031 كيلومتر** رمز الدقيقة هو علامة اقتباس واحدة، ورمز الثانية هو علامتا اقتباس. على سبيل المثال، 2 درجة، 17 دقيقة، و43 ثانية تُكتب كـ 2°17'43". تُعطى أجزاء الثانية كأرقام عشرية، على سبيل المثال نصف ثانية تُكتب 0°0'0.5". لا تعمل أجهزة الكمبيوتر بنظام قاعدة-60، لذا تُعطى هذه الإحداثيات كدرجات عشرية عند استخدام بيانات GPS في معظم الأنظمة الحاسوبية. على سبيل المثال، 2°17'43" تُكتب كـ 2.295277. عادةً ما يتم حذف رمز الدرجة. تُعطى إحداثيات النقطة دائمًا كـ `خط العرض، خط الطول`، لذا المثال السابق لمقر مايكروسوفت عند 47.6423109,-122.117198 يحتوي على: * خط عرض 47.6423109 (47.6423109 درجة شمال خط الاستواء) * خط طول -122.1390293 (122.1390293 درجة غرب خط الطول الرئيسي).  ## أنظمة تحديد المواقع العالمية (GPS) تستخدم أنظمة GPS عدة أقمار صناعية تدور حول الأرض لتحديد موقعك. ربما استخدمت أنظمة GPS دون أن تدرك ذلك - لتحديد موقعك على تطبيق خرائط على هاتفك مثل خرائط Apple أو Google، أو لمعرفة مكان سيارتك في تطبيقات مثل Uber أو Lyft، أو عند استخدام نظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية (sat-nav) في سيارتك. > 🎓 الأقمار الصناعية في "الملاحة عبر الأقمار الصناعية" هي أقمار GPS! تعمل أنظمة GPS عن طريق وجود عدد من الأقمار الصناعية التي ترسل إشارة تحتوي على موقع كل قمر صناعي حاليًا، ووقت دقيق. تُرسل هذه الإشارات عبر موجات الراديو ويتم اكتشافها بواسطة هوائي في مستشعر GPS. يكتشف مستشعر GPS هذه الإشارات، وباستخدام الوقت الحالي يقيس المدة التي استغرقتها الإشارة للوصول من القمر الصناعي إلى المستشعر. نظرًا لأن سرعة موجات الراديو ثابتة، يمكن لمستشعر GPS استخدام الطابع الزمني المرسل لحساب المسافة بين المستشعر والقمر الصناعي. من خلال دمج البيانات من 3 أقمار صناعية على الأقل مع المواقع المرسلة، يمكن لمستشعر GPS تحديد موقعه على الأرض. > 💁 تحتاج مستشعرات GPS إلى هوائيات لاكتشاف موجات الراديو. الهوائيات المدمجة في الشاحنات والسيارات المزودة بنظام GPS مثبتة للحصول على إشارة جيدة، عادةً على الزجاج الأمامي أو السقف. إذا كنت تستخدم نظام GPS منفصلًا، مثل هاتف ذكي أو جهاز إنترنت الأشياء، فيجب التأكد من أن الهوائي المدمج في النظام أو الهاتف لديه رؤية واضحة للسماء، مثل التثبيت على الزجاج الأمامي.  تدور أقمار GPS حول الأرض، وليست في نقطة ثابتة فوق المستشعر، لذا تتضمن بيانات الموقع الارتفاع فوق مستوى سطح البحر بالإضافة إلى خطوط العرض والطول. كان لنظام GPS قيود على الدقة فرضتها القوات المسلحة الأمريكية، مما حد من الدقة إلى حوالي 5 أمتار. تمت إزالة هذا القيد في عام 2000، مما سمح بدقة تصل إلى 30 سنتيمترًا. ومع ذلك، قد لا تكون هذه الدقة ممكنة دائمًا بسبب التداخل مع الإشارات. ✅ إذا كان لديك هاتف ذكي، افتح تطبيق الخرائط وشاهد مدى دقة موقعك. قد يستغرق الأمر بعض الوقت حتى يكتشف هاتفك عدة أقمار صناعية للحصول على موقع أكثر دقة. 💁 تحتوي الأقمار الصناعية على ساعات ذرية دقيقة للغاية، لكنها تنحرف بمقدار 38 ميكروثانية (0.0000038 ثانية) يوميًا مقارنة بالساعات الذرية على الأرض، وذلك بسبب تباطؤ الزمن مع زيادة السرعة كما تنبأت نظريات أينشتاين في النسبية الخاصة والعامة - حيث تتحرك الأقمار الصناعية أسرع من دوران الأرض. تم استخدام هذا الانحراف لإثبات تنبؤات النسبية الخاصة والعامة، ويجب تعديله في تصميم أنظمة GPS. حرفيًا، الزمن يسير بشكل أبطأ على الأقمار الصناعية الخاصة بـ GPS. تم تطوير أنظمة GPS ونشرها من قبل عدد من الدول والاتحادات السياسية، بما في ذلك الولايات المتحدة وروسيا واليابان والهند والاتحاد الأوروبي والصين. يمكن لأجهزة استشعار GPS الحديثة الاتصال بمعظم هذه الأنظمة للحصول على تحديد أسرع وأكثر دقة. > 🎓 تُعرف مجموعات الأقمار الصناعية في كل نظام بـ "الكوكبات". ## قراءة بيانات مستشعر GPS تقوم معظم مستشعرات GPS بإرسال البيانات عبر UART. > ⚠️ تم تغطية UART في [المشروع 2، الدرس 2](../../../2-farm/lessons/2-detect-soil-moisture/README.md#universal-asynchronous-receiver-transmitter-uart). ارجع إلى ذلك الدرس إذا لزم الأمر. يمكنك استخدام مستشعر GPS على جهاز إنترنت الأشياء الخاص بك للحصول على بيانات GPS. ### المهمة - توصيل مستشعر GPS وقراءة بيانات GPS اتبع الدليل المناسب لقراءة بيانات GPS باستخدام جهاز إنترنت الأشياء الخاص بك: * [Arduino - Wio Terminal](wio-terminal-gps-sensor.md) * [كمبيوتر أحادي اللوحة - Raspberry Pi](pi-gps-sensor.md) * [كمبيوتر أحادي اللوحة - جهاز افتراضي](virtual-device-gps-sensor.md) ## بيانات GPS بصيغة NMEA عند تشغيل الكود الخاص بك، قد ترى ما يبدو كأنه رموز غير مفهومة في المخرجات. هذه في الواقع بيانات GPS قياسية، وكل جزء منها له معنى. تقوم مستشعرات GPS بإخراج البيانات باستخدام رسائل NMEA، وفقًا لمعيار NMEA 0183. NMEA هو اختصار لـ [الرابطة الوطنية للإلكترونيات البحرية](https://www.nmea.org)، وهي منظمة تجارية مقرها الولايات المتحدة تضع معايير للتواصل بين الأجهزة الإلكترونية البحرية. > 💁 هذا المعيار مملوك ويباع بسعر لا يقل عن 2000 دولار أمريكي، ولكن هناك معلومات كافية عنه في المجال العام بحيث تم عكس هندسة معظم المعيار ويمكن استخدامه في الأكواد مفتوحة المصدر وغيرها من الأكواد غير التجارية. هذه الرسائل تعتمد على النصوص. تتكون كل رسالة من *جملة* تبدأ بالحرف `$`، يتبعها حرفان للإشارة إلى مصدر الرسالة (مثل GP لنظام GPS الأمريكي، GN لنظام GLONASS الروسي)، وثلاثة أحرف للإشارة إلى نوع الرسالة. بقية الرسالة تتكون من حقول مفصولة بفواصل، وتنتهي بحرف سطر جديد. بعض أنواع الرسائل التي يمكن استقبالها هي: | النوع | الوصف | | ---- | ----------- | | GGA | بيانات تحديد الموقع، بما في ذلك خط العرض وخط الطول والارتفاع لمستشعر GPS، بالإضافة إلى عدد الأقمار الصناعية المرئية لحساب هذا التحديد. | | ZDA | التاريخ والوقت الحالي، بما في ذلك المنطقة الزمنية المحلية | | GSV | تفاصيل الأقمار الصناعية المرئية - وهي الأقمار التي يمكن لمستشعر GPS اكتشاف إشاراتها | > 💁 تتضمن بيانات GPS طوابع زمنية، لذا يمكن لجهاز إنترنت الأشياء الخاص بك الحصول على الوقت إذا لزم الأمر من مستشعر GPS، بدلاً من الاعتماد على خادم NTP أو ساعة داخلية. تتضمن رسالة GGA الموقع الحالي باستخدام التنسيق `(dd)dmm.mmmm`، بالإضافة إلى حرف واحد للإشارة إلى الاتجاه. يشير `d` في التنسيق إلى الدرجات، و`m` إلى الدقائق، مع الثواني ككسور عشرية من الدقائق. على سبيل المثال، 2°17'43" ستكون 217.716666667 - درجتين و17.716666667 دقيقة. يمكن أن يكون حرف الاتجاه `N` أو `S` لخط العرض للإشارة إلى الشمال أو الجنوب، و`E` أو `W` لخط الطول للإشارة إلى الشرق أو الغرب. على سبيل المثال، خط عرض 2°17'43" سيكون له حرف اتجاه `N`، بينما -2°17'43" سيكون له حرف اتجاه `S`. على سبيل المثال - الجملة NMEA `$GNGGA,020604.001,4738.538654,N,12208.341758,W,1,3,,164.7,M,-17.1,M,,*67` * جزء خط العرض هو `4738.538654,N`، والذي يتحول إلى 47.6423109 بالدرجات العشرية. `4738.538654` هو 47.6423109، والاتجاه هو `N` (شمال)، لذا فهو خط عرض موجب. * جزء خط الطول هو `12208.341758,W`، والذي يتحول إلى -122.1390293 بالدرجات العشرية. `12208.341758` هو 122.1390293°، والاتجاه هو `W` (غرب)، لذا فهو خط طول سالب. ## فك تشفير بيانات مستشعر GPS بدلاً من استخدام بيانات NMEA الخام، من الأفضل فك تشفيرها إلى تنسيق أكثر فائدة. هناك العديد من المكتبات مفتوحة المصدر التي يمكنك استخدامها للمساعدة في استخراج البيانات المفيدة من رسائل NMEA الخام. ### المهمة - فك تشفير بيانات مستشعر GPS اتبع الدليل المناسب لفك تشفير بيانات مستشعر GPS باستخدام جهاز إنترنت الأشياء الخاص بك: * [Arduino - Wio Terminal](wio-terminal-gps-decode.md) * [كمبيوتر أحادي اللوحة - Raspberry Pi/جهاز إنترنت الأشياء الافتراضي](single-board-computer-gps-decode.md) --- ## 🚀 التحدي اكتب فك تشفير NMEA الخاص بك! بدلاً من الاعتماد على مكتبات الطرف الثالث لفك تشفير جمل NMEA، هل يمكنك كتابة فك تشفير خاص بك لاستخراج خط العرض وخط الطول من جمل NMEA؟ ## اختبار ما بعد المحاضرة [اختبار ما بعد المحاضرة](https://black-meadow-040d15503.1.azurestaticapps.net/quiz/22) ## المراجعة والدراسة الذاتية * اقرأ المزيد عن الإحداثيات الجغرافية على [صفحة نظام الإحداثيات الجغرافية على ويكيبيديا](https://wikipedia.org/wiki/Geographic_coordinate_system). * اقرأ عن خطوط الطول الرئيسية على الأجرام السماوية الأخرى غير الأرض على [صفحة خط الطول الرئيسي على ويكيبيديا](https://wikipedia.org/wiki/Prime_meridian#Prime_meridian_on_other_planetary_bodies). * ابحث عن أنظمة GPS المختلفة من حكومات واتحادات سياسية مختلفة مثل الاتحاد الأوروبي واليابان وروسيا والهند والولايات المتحدة. ## الواجب [استكشاف بيانات GPS الأخرى](assignment.md) --- **إخلاء المسؤولية**: تم ترجمة هذا المستند باستخدام خدمة الترجمة بالذكاء الاصطناعي [Co-op Translator](https://github.com/Azure/co-op-translator). بينما نسعى لتحقيق الدقة، يرجى العلم أن الترجمات الآلية قد تحتوي على أخطاء أو معلومات غير دقيقة. يجب اعتبار المستند الأصلي بلغته الأصلية المصدر الرسمي. للحصول على معلومات حاسمة، يُوصى بالاستعانة بترجمة بشرية احترافية. نحن غير مسؤولين عن أي سوء فهم أو تفسيرات خاطئة تنشأ عن استخدام هذه الترجمة.