أجهزة ذكية مزودة بـ Raspberry Pi وأنظمة أتمتة منزلية متطورة

إنفورماتيك ديجيتال » موارد » أجهزة ذكية مزودة بـ Raspberry Pi وأنظمة أتمتة منزلية متطورة

La أصبح جهاز Raspberry Pi بمثابة الدماغ المثالي لتجميع جميع أنواع الأجهزة الذكية سواء في المنزل أو في العمل أو في مشاريع إنترنت الأشياء الأكثر تقدماً، يوفر هذا الكمبيوتر الصغير مجموعة واسعة من الإمكانيات، بدءًا من لوحة لمس بسيطة للتحكم في الأضواء وصولاً إلى بوابة صناعية تجمع بيانات المستشعرات، كل ذلك دون تكلفة باهظة.

إذا كنت مهتمًا بإنشاء منزل ذكي مرن، دون الاعتماد على الحوسبة السحابية وبفضل التحكم المطلق في بياناتك، فإن الجمع بين Raspberry Pi ومنصات مثل مساعد منزليتُعدّ حلول مثل Domoticz وOpenHAB وMycroft، وحتى الحلول المتخصصة مثل PiDome أو Calaos، بمثابة أدوات متعددة الاستخدامات. دعونا نلقي نظرة معمقة على ما يُمكنك فعله، والبرامج المتاحة، وكيفية اندماجها في عالم إنترنت الأشياء.

راسبيري باي كمركز للأجهزة الذكية

راسبيري باي هي عائلة من أجهزة الكمبيوتر أحادية اللوحة صُممت هذه اللوحة (SBC) في المملكة المتحدة، وهي مبنية على معمارية Arm، لتكون منذ البداية غير مكلفة ومتعددة الاستخدامات وسهلة الاستخدام. عمليًا، هذا يعني أنه بتكلفة معقولة جدًا، يمكنك الحصول على جهاز قادر على العمل على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع كعقل مدبر لمنزلك الذكي، أو خادم أتمتة، أو بوابة إنترنت الأشياء.

تقوم المؤسسة والشركة التي تقف وراء المشروع بتصميم المشاريع منذ أكثر من عقد من الزمان. معدات معيارية وموثقة بشكل جيد للغايةمع إصدارات تتراوح من اللوحات الكلاسيكية (Pi 2، 3، 4، 5، 3 A+، 3 B+) إلى نماذج الوقت الحقيقي ومنخفضة الطاقة للغاية مثل Raspberry Pi Pico وعائلة رقائق RP2، انفجر النظام البيئي: هناك ملايين المستخدمين، وأطنان من البرامج التعليمية، ومجتمع نشط على استعداد للمساعدة في أي مشروع تقريبًا، من التعليم إلى المنتجات التجارية.

بالإضافة إلى اللوحات نفسها، تقدم Raspberry Pi الملحقات الرسمية والجهات الخارجية (مزودات الطاقة، الهياكل، الكاميرات، الشاشات، وحدات HAT...) وتحافظ على شبكة واسعة من الموزعين المعتمدين وشركاء التصميم. بالنسبة لمن يتطلعون إلى إضافة "الذكاء" إلى منتج أو نظام أتمتة منزلية، فإنها توفر أساسًا متينًا مع الدعم والشهادات والاستمرارية على المدى الطويل.

لماذا يتناسب جهاز Raspberry Pi بشكل جيد مع أنظمة التشغيل الآلي للمنزل وإنترنت الأشياء

إحدى المزايا العظيمة لـ Pi هي القيمة مقابل المالهناك نماذج اقتصادية للغاية، مثل Pi Zero، مصممة لعمليات النشر الضخمة أو العقد البسيطة، وإصدارات أكثر قوة مثل Pi 4 أو Pi 5 التي تسمح لك بتشغيل خادم أتمتة منزلية، ووسيط MQTT، وقاعدة بيانات، وحتى تطبيقات الذكاء الاصطناعي على الحافة دون عناء.

أما من حيث الاتصالات، فإن اللوحة مجهزة تجهيزاً جيداً للغاية: واي فاي وبلوتوث كمعيار قياسي في معظم الطرازات الحديثة، يوجد منفذ إيثرنت (في بعض الحالات جيجابت)، ومنفذ HDMI لتوصيل شاشة، وقبل كل شيء منافذ GPIO الشهيرة، والتي تتيح لك الاتصال أجهزة استشعار ذكيةالمرحلات، ووحدات الاتصال، وجميع أنواع الإلكترونيات الإضافية. بالإضافة إلى ذلك، فهو متوافق مع أجهزة USB لـ Zigbee و Z-Wave و LoRaWAN و LTE والشركة، حتى تتمكن من التحدث بأي "لغة" للمنزل الذكي تقريبًا.

ومن النقاط الرئيسية الأخرى دوره كجهاز "يعمل باستمرار". تم تصميم Raspberry Pi لـ تستهلك القليل جدًا من الطاقة في التشغيل المستمروهذا ما يجعله مثالياً كخادم لأتمتة المنزل، أو بوابة إنترنت الأشياء، أو خادم وسائط متعددة، أو مركز أتمتة يعمل على مدار الساعة. إنه ليس كجهاز كمبيوتر ضخم يعمل طوال الوقت؛ فالتأثير على فاتورة الكهرباء ضئيل للغاية.

كل هذا مبني على مجتمع عالمي ضخمبفضل المنتديات والوثائق الرسمية وجميع أنواع المشاريع المكتملة - الري الآلي، ومحطات الأرصاد الجوية، وأنظمة الأمن، وأجراس الأبواب الذكية، ولوحات اللمس، والمساعدين الصوتيين المحليين، وما إلى ذلك - إذا كانت لديك فكرة، فمن المحتمل جدًا أن يكون شخص ما قد قام بالفعل بشيء مماثل وقام بتوثيقه.

الأدوار التي يمكن أن يلعبها جهاز Raspberry Pi في بيئة ذكية

في مشروع المنزل الذكي أو إنترنت الأشياء، يمكن لجهاز راسبيري باي أن يقوم بعدة أدوار في وقت واحد، أو أن يركز على دور واحد فقط إذا كنت بحاجة إلى شيء محدد للغاية. عمليًا، تتمحور الاستخدامات الأكثر شيوعًا حول ثلاث وظائف: بوابة، وعقدة حوسبة طرفية، وخادم أتمتة منزلية.

بصفتها بوابة إنترنت الأشياء، فإن جهاز Raspberry Pi مسؤول عن جمع البيانات من أجهزة الاستشعار والمشغلات (درجة الحرارة، الرطوبة، ثاني أكسيد الكربون، الكاميرات، أجهزة استشعار الحركة، عدادات الطاقة...) وإرسالها إلى أي مكان مطلوب: خدمة سحابية مثل AWS أو Azure أو Google Cloud، أو خادم محلي مثل Home Assistant أو Node-RED. كما يمكنه الترجمة بين بروتوكولات مختلفة، على سبيل المثال، من Zigbee إلى MQTT.

في دور جهاز الحوسبة الطرفية، Raspberry Pi يقوم بمعالجة المعلومات وتصفيتها محلياً قبل إرسالها إلى أنظمة أخرى، وهو جزء من تحويل بياناتك إلى بياناتلنفكر، على سبيل المثال، في خط إنتاج حيث تتم مراقبة الآلات: يمكن لجهاز Pi تحليل الاهتزازات أو درجة الحرارة أو استهلاك الطاقة الكهربائية وإطلاق التنبيهات عند اكتشاف أي خلل، دون الحاجة إلى الاتصال بالسحابة لكل قراءة، مما يقلل من زمن الاستجابة والاعتماد على الاتصال.

باعتباره خادمًا لأتمتة المنزل، يمكن لجهاز Raspberry Pi تشغيل منصات مثل مساعد المنزل، دوموتيكز، أوبن هاب، جيدوم، بيدوم أو لينكس إم سي إييتيح لك هذا النظام التحكم في الإضاءة، والمقابس الكهربائية، والستائر، ونظام التكييف، والكاميرات، وأجهزة الإنذار، وأنظمة الصوت من نقطة واحدة. بفضل شاشة اللمس، يتحول إلى لوحة تحكم ثابتة؛ ومع إمكانية الوصول الآمن عن بُعد، يعمل كوحدة تحكم مركزية للمنزل من أي مكان.

علاوة على ذلك، فإنه يلعب دورًا مهمًا للغاية في التعليم والنماذج الأولية: المهندسون، والصناع، ومراكز التدريب يستخدمونه لاختبار الأفكار بسرعة، وتعليم البرمجة والإلكترونيات وإنترنت الأشياء، وكأساس للمنتجات التي يتم تصنيعها لاحقًا. منحنى التعلم معقول جدًا، مما يشجع على التجربة دون خوف.

مشاريع أتمتة المنازل وإنترنت الأشياء باستخدام راسبيري باي

من الناحية المنزلية البحتة، فإن أحد أكثر التطبيقات شيوعاً هو تطبيق التحكم الشامل في المنزل الذكي من جهاز راسبيري باي، عرض توضيحي لـ التكنولوجيا في المنزلعلى سبيل المثال، إذا كان لديك أضواء ومقابس وأجهزة تنظيم الحرارة وستائر وأدوات أخرى متناثرة في جميع أنحاء منزلك، فيمكنك إعداد "لوحة" صغيرة باستخدام Pi 4 أو Pi 5 وشاشة تعمل باللمس حتى تتمكن من نسيان هاتفك المحمول في كل مرة تريد فيها تغيير شيء ما.

عادة ما تكون شاشة اللمس كافية لهذا الغرض. شاشة بحجم 7 أو 10 بوصات بدقة 1024×600يتصل الجهاز عبر منفذ HDMI ويعمل بواسطة جهاز Raspberry Pi نفسه. صُممت العديد من الطرازات خصيصًا لجهاز Raspberry Pi، وتتضمن مكبرات صوت مدمجة، مما يتيح دمج عناصر تحكم الوسائط المتعددة أو الأوامر الصوتية. يعتمد الحجم على التفضيل الشخصي والمساحة المتاحة: عادةً ما يكون حجم 7 بوصات مناسبًا وغير ملفت للنظر؛ بينما يوفر حجم 10 بوصات مساحة سطح أكبر، ولكنه قد يكون أكبر حجمًا إذا كنت ترغب في تثبيته على الحائط.

يُعد ما يُسمى أحد أبرز المشاريع في المجال المحلي "مساعد الراديو الذكي باي"يعتمد هذا النظام على جهاز Raspberry Pi 4 ويستخدم تقنية الراديو المعرف بالبرمجيات (SDR)، مما يحول جهاز Pi إلى مساعد منزلي يعمل بالأوامر الصوتية ويمكن الوصول إليه عبر جهاز لاسلكي. يقوم النظام بمعالجة الأوامر وإرسال الردود الصوتية عبر الراديو. إنها طريقة مختلفة للحصول على مساعد صوتي مشابه للمساعدات المتوفرة تجاريًا، ولكن دون الاعتماد على الخدمات السحابية مع تحكم كامل في الخصوصية.

يتكامل هذا المساعد اللاسلكي مع مساعد المنزل ليكون قادرًا على إدارة الأجهزة الذكية عن بُعد (الأضواء، والمقابس، وأجهزة الاستشعار، إلخ) مع الحفاظ على جميع عمليات المعالجة محلية. بهذه الطريقة، تحصل على شيء مشابه لأليكسا أو مساعد جوجل، ولكن مع ميزة أنه ملكك، ويمكنك تعديله، ولا يرسل الصوت إلى خوادم خارجية.

يُعد هذا المشروع جزءًا من مجموعة أكبر من إعدادات منزلية ذكية عملية باستخدام Raspberry Piأجهزة راديو الإنترنت ومشغلات MP3 المزودة بتقنية البلوتوث، وأجهزة تشغيل الموسيقى الحديثة، وأنظمة التحكم في الساونا أجهزة الاستشعار والمحركات (SaunaKit)، ومحامص القهوة الآلية، وأجهزة متنوعة تجمع بين أتمتة المنزل والصوت والتحكم عن بُعد. وتعتمد جميعها على مرونة جهاز Raspberry Pi في التعامل مع المدخلات والمخرجات، والاتصال بالشبكة، وتشغيل برامج مخصصة.

أهم منصات برامج المنزل الذكي على Raspberry Pi

لتحقيق أقصى استفادة من جهاز Raspberry Pi كمركز تحكم آلي للمنزل أو بوابة إنترنت الأشياء، أنت بحاجة إلى مجموعة برامج جيدة. لحسن الحظ، النظام البيئي للأدوات المفتوحة تتنوع حلول التشغيل الآلي للمنزل الخاصة بـ Raspberry Pi بشكل كبير، مع خيارات تناسب جميع الأذواق ومستويات الخبرة تقريبًا.

يُعدّ Home Assistant النجم الحالي، وهو نظام أتمتة مفتوح المصدر يمكن تثبيته كـ نظام التشغيل المساعد للمنزل (المعروف سابقًا باسم Hass.io)صورة نظام تشغيل مخصصة لجهاز Raspberry Pi، تتضمن نظام تشغيل، وواجهة ويب، ومحرك أتمتة، ونظامًا بيئيًا واسعًا من الإضافات. مع هذا الحل، تكون التجربة مشابهة جدًا لتجربة استخدام جهاز منزلي: تقوم بتثبيت الصورة على بطاقة microSD أو SSD، وبمجرد تشغيل الجهاز، يكون لديك خادم أتمتة منزلية جاهز للتكوين.

يتميز برنامج Home Assistant بـ دعم عدد هائل من عمليات التكامل: أنظمة التحكم في الإضاءة يدعم هذا النظام تقنيات مثل Philips Hue وZigbee وZ-Wave وSamsung SmartThings وSonos، وخدمات مثل IFTTT، ومنصات وسائط مثل Plex، وحتى التكامل مع Alexa وGoogle Assistant إذا كنت ترغب في الجمع بين التحكم السحابي والمحلي. واجهة المستخدم متوفرة باللغة الإسبانية، ويحظى النظام بمجتمع مستخدمين واسع، كما أن وثائقه مُتقنة للغاية، مما يجعله الخيار الأمثل لكل من يرغب في البدء بشكل صحيح.

يُعد Domoticz بديلاً شائعاً آخر، وهو أخف وزناً ويحتوي على استهلاك منخفض جدًا للمواردمثالي سواء كنت ترغب في الاستفادة من جهاز Raspberry Pi متوسط ​​المواصفات أو إعداد عالي الكفاءة. يتوافق مع Z-Wave وZigbee وPhilips Hue والعديد من الأجهزة الأخرى، ويتيح لك ضبط القواعد والمشاهد والروتينات، كما يمكنه إرسال الإشعارات عبر البريد الإلكتروني أو تطبيقات المراسلة. تتم إدارة كل شيء عبر الإنترنت أو تطبيقات خارجية، مما يجعله متعدد الاستخدامات.

أما OpenHAB، فهي منصة لأتمتة المنازل مع تاريخ طويل والكثير من الوثائق الخاصة بـ Raspberry Piهو برنامج مفتوح المصدر، يتمتع بمجتمع داعم، وأكثر من 200 تكامل متاح، وتطبيقات جوال لأنظمة أندرويد وiOS. ينصب تركيزه على أن يكون بمثابة "الرابط" الذي يجمع بين مختلف الشركات المصنعة والبروتوكولات والتقنيات، مع إعداد بسيط نسبيًا إذا اتبعت إرشاداته خطوة بخطوة.

تشمل الحلول الأخرى المثيرة للاهتمام Calaos (نظام تشغيل متكامل لأتمتة المنزل يدعم شاشات اللمس والتطبيقات الأصلية وخادم الويب، مع توفر معظم الوثائق باللغة الفرنسية)، وJeedom (مفتوح المصدر أيضًا، مع خيار الأجهزة المُعدة مسبقًا لمن لا يرغبون في بناء كل شيء من الصفر)، وPiDome (مصمم خصيصًا لـ Raspberry Pi، مع لوحة تحكم قابلة للتخصيص)، وLinuxMCE، الذي يجمع بين ميزات مركز الوسائط المتعددة وأتمتة المنزل في توزيعة لينكس متعددة الاستخدامات للغاية.

المساعدون الصوتيون والتحكم باللغة الطبيعية على جهاز Raspberry Pi

إلى جانب منصات التشغيل الآلي المنزلي التقليدية، هناك مشاريع تحوّل جهاز Raspberry Pi إلى مساعد صوتي ذكي يمكنك تركيبه بنفسك بالكاملالمثال الأكثر شهرة هو Mycroft، وهو مساعد مفتوح المصدر يعمل على نظام Linux ولديه صورة خاصة لـ Pi، بالإضافة إلى إصدارات جاهزة للاستخدام على التوزيعات القياسية مثل Raspberry Pi OS.

باستخدام مايكروفت، يمكنك بناء "مكبر صوت ذكي" خاص بك يعتمد على راسبيري باي باستخدام ميكروفون USB، ومكبر صوت، وبطاقة microSDومن هناك، من الممكن تثبيت المهارات (وحدات الوظائف) التي توفر أشياء مثل الأخبار والتحكم في الوسائط والاستعلامات على الويب، وبالطبع التكامل مع أنظمة التشغيل الآلي للمنزل للتحكم في الأضواء أو المقابس أو الأجهزة الأخرى عن طريق الصوت.

يُعدّ دمج Mycroft مع Home Assistant أو نظام التشغيل Plasma Bigscreen خيارًا قويًا للغاية. Plasma Bigscreen هو نظام مصمم لتحويل Raspberry Pi إلى... جهاز كمبيوتر منزلي للمسرح المنزلي بواجهة مشابهة لواجهة Android TVكما أنه يتضمن نظام مايكروفت بشكل قياسي. وهذا يعني أنه بتثبيت واحد فقط، يمكنك الحصول على مركز وسائط متعددة، ومساعد صوتي، ولوحة تحكم ذكية، سواء في غرفة المعيشة متصلة بالتلفزيون أو على شاشة لمس مثبتة على الحائط.

يُعدّ مساعد الراديو الذكي Pi المذكور آنفًا تطورًا آخر: فبدلاً من استخدام ميكروفون مباشر، يعتمد على راديو SDR وأجهزة الاتصال اللاسلكي لإنشاء قناة صوتية لا مركزية منفصلة عن السحابةالحفاظ على منطق المساعد الذكي مع التركيز على الخصوصية والسيناريوهات التي لا يكون فيها تغطية البيانات مضمونة.

راسبيري باي كبوابة وخادم لإنترنت الأشياء

في السياق الأوسع لإنترنت الأشياء، يعمل جهاز راسبيري باي كنوع من نقطة مركزية بين العالمين المادي والرقمييستقبل البيانات من أجهزة الاستشعار (درجة الحرارة، الرطوبة، جودة الهواء، الوجود، استهلاك الطاقة)، ​​ويعالجها ويرسلها إلى أنظمة أخرى للتخزين أو التحليل أو العرض المرئي.

في هذا السياق، يعتمد بشكل كبير على بروتوكولات خفيفة الوزن مصممة للأجهزة ذات الموارد المحدودة. وأهمها هو MQTT، وهو معيار لا غنى عنه عمليًا في أي بنية إنترنت الأشياء الحديثة. يمكن لجهاز Raspberry Pi تشغيل وسيط MQTT مثل Mosquitto، والذي يعمل كنقطة التقاء لأجهزة الاستشعار (التي تنشر البيانات) والتطبيقات (التي تستهلكها).

كما يمكنه التعامل مع بروتوكولات محددة أخرى، مثل بروتوكول CoAP (مُحسَّن للأجهزة الصغيرة)يدعم الجهاز بروتوكول HTTP/HTTPS للتكاملات التقليدية، وبفضل وحدات USB، يمكنه العمل مع الشبكات منخفضة الطاقة وبعيدة المدى مثل Zigbee وZ-Wave وLoRaWAN. كما تتيح تقنية Bluetooth منخفضة الطاقة (BLE) لجهاز Raspberry Pi التواصل مع أجهزة الإرسال اللاسلكية وأجهزة استشعار التقارب والأجهزة القابلة للارتداء.

لتنسيق تدفقات البيانات بصريًا، تُعد Node-RED أداة شائعة جدًا على Raspberry Pi، والتي توفر البرمجة القائمة على العقد والاتصالاتباستخدامه يمكنك، على سبيل المثال، الاشتراك في موضوع MQTT، ومعالجة القراءات، وتخزينها في قاعدة بيانات مؤقتة مثل InfluxDB، ثم عرضها باستخدام Grafana في لوحات معلومات مخصصة.

إذا توسع نطاق النشر، فمن المنطقي جدًا استخدام دوكر لتغليف خدمات إنترنت الأشياء (وسيط MQTT، وخادم الويب، ومساعد المنزل، وقواعد البيانات، وما إلى ذلك) وحتى منصات مثل BalenaOS لإدارة أسطول أجهزة Raspberry Pi الموزعة جغرافيا، مما يبسط عمليات الترقية والصيانة على نطاق واسع.

الاستخدامات العملية في المنزل والزراعة والصناعة والصحة

في المنزل، يتيح لك جهاز Raspberry Pi إعداد أي شيء بدءًا من أبسط لوحة تحكم للإضاءة والستائر والتدفئة بما في ذلك أنظمة مراقبة الطاقة وأجهزة الإنذار مع كاميرات IP متصلة والتخزين المحلي، أو محطات مراقبة جودة الهواء. نقوم بتشغيل وإطفاء الأنوار، والتحكم في منظم الحرارة، وإعداد مشاهد ليلية أو مشاهد خاصة بالعطلات، وكل شيء يتم مركزيًا.

في مجال الزراعة، يتناسب جهاز باي تمامًا مع مشاريع أنظمة الري الذكية والبيوت الزجاجية المتصلةتُزوّد ​​مستشعرات رطوبة التربة ودرجة الحرارة والضوء جهاز Raspberry Pi ببيانات مستمرة؛ وبناءً على قواعد أو حتى نماذج تنبؤية، يقوم الجهاز بفتح أو إغلاق الصمامات اللولبية، وتفعيل التهوية، أو إرسال تنبيهات في حال وجود أي شيء غير طبيعي. وبفضل تقنية LoRaWAN، يُمكن تغطية مساحات شاسعة من الأرض دون الحاجة إلى شبكة Wi-Fi في كل مكان.

في إطار ما يسمى بالصناعة 4.0، يمكن استخدام Raspberry Pi لـ جمع البيانات من الآلات واللوحات الكهربائية، إرسال البيانات إلى أنظمة SCADA أو منصات التحليلات، وبمساعدة مكتبات الذكاء الاصطناعي المحسّنة لـ ARM (TensorFlow Lite، PyTorch)، إجراء الصيانة التنبؤية: يكتشف جهاز Pi نفسه الأنماط الغريبة التي تتوقع حدوث عطل، وبالتالي تجنب وقت التوقف الأكثر تكلفة.

في قطاعي الرعاية الصحية والبحث العلمي، يتم الاستفادة من قدراتها لـ معالجة البيانات الحساسة دون الحاجة إلى سحابة خارجيةويشمل ذلك محطات الرصد البيئي المحلية (مثل التحكم في الجسيمات في المختبرات)، وأجهزة التسجيل الطبية الحيوية في العيادات أو غرف العمليات، ومنصات البحث حيث يتم تخزين المعلومات على خوادم يتحكم بها المركز نفسه.

يعتمد كل هذا على نفس مجموعة المكونات: بروتوكولات خفيفة الوزن، ولوحة رخيصة الثمن ولكنها ذات قدرات عالية، وبرامج أتمتة تتم صيانتها جيدًا، والقدرة على اضبط مستوى التعقيد وفقًا للحاجةمن مستشعر واحد إلى منشآت تضم عشرات العقد.

نماذج وخيارات Raspberry Pi للمشاريع الذكية

عند التفكير في مشروع جهاز ذكي باستخدام Raspberry Pi، عليك أن تقرر أي نموذج هو الأنسب؟إن عقدة الاستشعار البسيطة التي تعمل بالبطارية ليست هي نفسها خادم أتمتة المنزل المزود بقاعدة بيانات وواجهة ويب ومعالجة صوتية.

بالنسبة للمهام الخفيفة للغاية، مثل قراءة بيانات مستشعر واحد أو اثنين وإرسالها عبر شبكة Wi-Fi أو UART، راسبيري باي زيرو أو زيرو دبليو هذا أكثر من كافٍ: فهي تستهلك طاقة قليلة جدًا، وغير مكلفة، وتناسب أي مكان تقريبًا. بالنسبة للوحة لمس على الحائط أو مركز تحكم منزلي ذكي متطور، فإن الخيار المعتاد هو Raspberry Pi 4 أو Pi 5، اللذان يوفران ذاكرة وصول عشوائي أكبر، ومعالجًا أفضل، وخيار استخدام وحدة تخزين SSD سريعة (وفي حالة Pi 5، حتى NVMe).

نماذج وسيطة مثل باي 3، 3 أ+ و 3 ب+ لا تزال هذه الأجهزة مناسبة تمامًا للعديد من التطبيقات، وغالبًا ما تكون أسعارها أقل في سوق الأجهزة المستعملة. وهي تحتفظ بتقنيات الاتصال اللاسلكي (Wi-Fi) والبلوتوث ومنافذ الإدخال/الإخراج العامة (GPIO)، لذا فهي تستمر في العمل بكفاءة كخوادم أو بوابات بيانات.

إذا كان التركيز على التحكم في الوقت الحقيقي مع استهلاك منخفض للغاية للطاقة، فقد تكون هذه العائلة ذات أهمية. رقائق Raspberry Pi Pico و RP2هذه عبارة عن وحدات تحكم دقيقة وليست أجهزة كمبيوتر كاملة. في العديد من المشاريع، يتم دمجها: تتولى وحدة تحكم دقيقة من نوع ESP32 أو Pico قراءة بيانات المستشعرات والتشغيل المحلي، بينما يعمل جهاز Raspberry Pi التقليدي كبوابة وعقل مركزي.

المفتاح هو أن نفهم ذلك لا يتنافس جهاز Raspberry Pi ووحدات التحكم الدقيقة، بل يكمل كل منهما الآخر.يتولى المتحكم الدقيق الجزء "المادي"، بينما يقوم جهاز Pi بالمركزية وتخزين السجل وتوفير لوحات المعلومات، ويمكنه تشغيل منطق أثقل أو حتى نماذج الذكاء الاصطناعي.

السلامة وأفضل الممارسات في المشاريع الذكية باستخدام Raspberry Pi

عن طريق تحويل جهاز Raspberry Pi إلى مركز تحكم للعديد من الأجهزة الذكية، أمان الشبكة المنزلية لم يعد الأمر مجرد تفصيل بسيط، بل أصبح بالغ الأهمية. فإغفال واحد قد يفتح الباب أمام اختراق شبكة منزلك بالكامل أو أنظمتك الصناعية.

أول شيء هو صيانة نظام التشغيل والحزم يتم تحديثها بانتظاميُصدر نظام التشغيل Raspberry Pi OS والعديد من توزيعات أنظمة التشغيل الآلي للمنزل تحديثات أمنية بشكل دوري، ويُنصح بتثبيتها. كما يُوصى بتعطيل الخدمات غير المستخدمة وتغيير كلمات المرور الافتراضية فورًا.

للوصول عن بعد، من الأفضل استخدام SSH مع مصادقة المفتاح بدلاً من كلمات المرور البسيطة. في حالة الاتصالات من خارج المنزل، من الأفضل إعداد شبكة افتراضية خاصة (VPN) أو استخدام آليات الوصول الآمنة التي توفرها المنصات نفسها (على سبيل المثال، خدمات Home Assistant الرسمية) بدلاً من فتح المنافذ بشكل عشوائي.

في مجال اتصالات إنترنت الأشياء، يُنصح بشدة بتمكين بروتوكول TLS لبروتوكول MQTT وبروتوكولات أخرىبحيث يتم تشفير البيانات. علاوة على ذلك، يوصي العديد من الخبراء بفصل شبكة إنترنت الأشياء عن بقية الشبكة المنزلية باستخدام الشبكات المحلية الظاهرية (VLANs)، بحيث يكون التأثير معزولاً في حالة اختراق أحد الأجهزة.

وأخيرًا، إذا كان جهاز Raspberry Pi سيقوم بالكتابة باستمرار إلى القرص (السجلات، وقواعد البيانات، وسجلات المستشعرات)، فهذه فكرة جيدة. استخدم قرص SSD بدلاً من بطاقة microSD بسيطةمما يؤدي إلى تدهورها بشكل أسرع بكثير. وهذا يزيد من الموثوقية على المدى الطويل ويقلل من احتمالية حدوث أعطال خطيرة في قلب نظامك الذكي.

مع وضع كل ما سبق في الاعتبار، من الواضح أن Raspberry Pi قد رسخ نفسه كواحد من ركائز الأجهزة الذكية وإنترنت الأشياء الحديث: فهو يجمع بين السعر التنافسي، والتنوع الهائل، ونظام برمجيات ناضج (Home Assistant، وDomoticz، وOpenHAB، وMycroft، وNode-RED، وMosquitto، وGrafana، وDocker، وBalenaOS وغيرها الكثير) والقدرة على العمل في كل من المشاريع المنزلية والتطبيقات الجادة في الزراعة أو الصناعة أو الصحة، مما يوفر توازنًا جذابًا للغاية بين الطاقة والتكلفة والتحكم المحلي والخصوصية.