المصدر المفتوح في إنترنت الأشياء: المنصات والبيانات والذكاء الاصطناعي الحافة التي تصنع الفارق

ينمو نظام إنترنت الأشياء دون رادع، وتلعب البرمجيات مفتوحة المصدر دورًا رائدًا. من منصات إنترنت الأشياء إلى أدوات البيانات ونماذج الذكاء الاصطناعي للحافةتتوفر مجموعة واسعة من الخيارات التي تتيح لك بناء حلول فعّالة بتكاليف معقولة ومرونة عالية. إذا كنت تفكر في التقنية التي ستعتمدها، فإليك دليل شامل وعملي يحتوي على المعلومات الأكثر صلة.

قبل أن ندخل في الموضوع، من المهم توضيح بعض المفاهيم. "المصدر المفتوح" ليس هو نفسه "البرمجيات الحرة" تمامًاويمكن أن يُحدث الاختيار بين إطار عمل مفتوح المصدر أو منصة مُخصصة فرقًا كبيرًا في أمن مشروعك وتكلفته وتطوره. علاوة على ذلك، إذا كنت تعمل مع أجهزة محدودة الموارد، فستكون مهتمًا أيضًا بمعرفة نماذج الذكاء الاصطناعي خفيفة الوزن التي تُحقق أداءً جيدًا على الحافة.

البرمجيات الحرة مقابل البرمجيات مفتوحة المصدر

غالبًا ما يتم الخلط بين المصطلحات، لكنها تحتوي على الفروق الدقيقة المهمة. البرمجيات الحرة تعطي الأولوية لحريات المستخدمحرية تشغيل البرنامج ودراسته وتعديله وإعادة توزيعه، مع التركيز على الحريات الأربع لمؤسسة البرمجيات الحرة. أما المصدر المفتوح، فيُركز على توافر الشيفرة المصدرية للاطلاع عليها وتعديلها وتوزيعها. على الرغم من أن التراخيص قد تفرض شروطًا حول إعادة التوزيع أو التغييرات ولا تسعى دائمًا إلى نفس الأهداف مثل حركة البرمجيات الحرة.

وبعبارة أخرى ، يركز البرنامج الحر على حقوق المستخدمفي حين يركز المصدر المفتوح على الكود المفتوح والتعاون، هناك تداخلات، بالطبع، ولكن فلسفاتها وأهدافها ليست متطابقة.

ما هي منصة إنترنت الأشياء بالضبط؟

منصة إنترنت الأشياء هي العمود الفقري الذي يربط الأجهزة والبيانات والتطبيقات. إنه يوفر البنية التحتية والعناصر الأساسية لتطوير خدمتك: التواصل مع الأجهزةالإدارة والتجهيز، والأمان، وتكامل السحابة، وأدوات التحليل، وغيرها. باختصار، يسمح لك بالتركيز على وظائف العمل دون إعادة اختراع العجلة في الاتصال والتشغيل.

نماذج الذكاء الاصطناعي خفيفة الوزن لحافة إنترنت الأشياء

في تنفيذات الحافة مع تحسين الذاكرة والبطارية ووحدة المعالجة المركزية، تُحدث النماذج المدمجة والفعالة فرقًا كبيرًاتتميز بعض هذه الخوادم بتوازنها بين الحجم والقدرات، مثل: Meta Llama 3.1 8B (كفاءة وأداء متعدد اللغات)، وGLM-4-9B-0414 (استدعاءات الوظائف والتكامل مع الأدوات)، وQwen2.5-VL-7B (الذكاء المتعدد الوسائط مع الرؤية). هذه الأساليب هي المفتاح لتمكين القرارات المحلية دون الاعتماد دائمًا على السحابة.

منصات إنترنت الأشياء مفتوحة المصدر والمواضيع ذات الصلة

جهاز الخلية

يقدم DeviceHive إطار عمل M2M لتوصيل الأجهزة وإدارة الخدمات السحابية مع التركيز على البيانات الضخمة. إنه يتضمن لوحة ويب بسيطة للغاية. لإنشاء شبكات، وتطبيق قواعد الأمان والمراقبة، بالإضافة إلى مشاريع نموذجية وتجربة عبر الإنترنت. يغطي مقترحهم الجسر بين السحابة، الأنظمة المضمنة وتطبيقات الهاتف المحمول بطريقة متوازنة إلى حد ما.

الكلام

تتميز شركة ThingSpeak، المرتبطة بشكل وثيق بشركة MathWorks، بقدرتها على التحليل باستخدام MATLAB على بيانات الاستشعار في الوقت الفعلي تقريبًا. ومن بين وظائفها تتضمن هذه تجميع وتحليل البث المباشر، وتسجيل القنوات العامة للاستخدام الخاص، ومشاركة القنوات، والتصورات، والتحديثات عبر واجهة برمجة التطبيقات REST وMQTT، وأدوات MATLAB عبر الإنترنت، و تنبيهات مع TimeControl تم إطلاقها بواسطة الأحداث.

ماينفلوكس

Mainflux عبارة عن مجموعة Golang تتميز بإمكانية الاتصال والإدارة. يدعم HTTP وMQTT وWebSocket وCoAPإنه يتضمن توفير الأجهزة وإدارتها، ونشر Docker، وتنسيق Kubernetes. الأمان من خلال مفاتيح API القابلة للتخصيص و JWT مع الوصولويساعد على تقليل النفقات التشغيلية. يمكن تثبيته محليًا، أو في بيئة هجينة، أو في السحابة.

ثينغر.يو

Thinger.io عبارة عن منصة سحابية يتم نشرها عبر حاويات Docker. إنه يدمج مجموعة واسعة من الأجهزة. (Arduino IDE، Linux، Sigfox، لوحات ARM Mbed)، توفر وحدة تحكم إدارة سهلة الاستخدام، وبث إلى منافذ الويب، ولوحات معلومات البيانات في الوقت الفعلي، تطبيقات الهاتف المحمول iOS وAndroid وأتمتة IFTTT لأجهزة متعددة. على الرغم من أن عرضها ليس الأكثر جاذبية بصريًا، إن نهجهم في "البرمجة التفاعلية" هو أعظم نقاط قوتهم..

جوجل كلاود إنترنت الأشياء

على الرغم من أنها ليست مفتوحة المصدر على هذا النحو، فإن منصة Google توفر قطعًا مفيدة لهندسة إنترنت الأشياء المتصلة. تنفيذ جسر MQTT للاتصال، يتصل بموازن شبكة وكيل خارجي. يمكن لتطبيقات إنترنت الأشياء استهلاك البيانات عبر Pub/Sub أو استخدام موصل MQTT من Dataflow، بينما يوفر النظام خدمات إدارة المفاتيح: أوراق اعتماد، المصادقة والترخيصيعد تكوين الجهاز وتسجيله، ومحرك القواعد، وإدارة التحديثات أيضًا من الميزات المشتركة. التوائم الرقمية والتنبيهات والإحصائيات في نظامها البيئي.

OpenRemote

يُسهّل OpenRemote التكامل للمتكاملين والمصنعين والإدارات باستخدام بروتوكولات مثل HTTP أو SNMP أو MQTT أو Bluetooth. نقاط القوة الخاصة بك وهي تشمل عرض الخريطة والأصول، ونموذج الأصول مع أنواع محددة من قبل المستخدم، وبروتوكولات الوكيل القابلة للتعديل حسب النموذج، وواجهة رسومية لقواعد IF-THEN، ولوحات المعلومات، الترابط بين حالات الحافة والمركزية وإدارة متعددة المستأجرين. ينطبق ذلك على أساطيلالطاقة، والإدارة الجماعية، والمباني، والمدن، والمطارات، أو الرعاية الصحية.

منصة مفتوحة المصدر أم مخصصة؟

على الرغم من أن العديد من المنصات المفتوحة قد تبدو متشابهة على الورق، إلا أن الاختيار يعتمد على الأهداف والميزانية والمخاطر والفريق. يوفر المصدر المفتوح الوقت ويوفر المرونةومع ذلك، فإن الأمر ليس خالياً من التحديات: مساهمات ذات جودة غير متساوية، وصيانة دقيقة وأمن، وخصوصية البيانات التي أصبحت بالغة الأهمية. التكاليف ليست منخفضة دائما ومجموعة من الميزات القياسية التي قد لا تتوافق تمامًا مع أهدافك. علاوة على ذلك، إنها لا تكون عادةً مخصصة للمستخدمين عديمي الخبرة..

عند اختيار منصة مخصصة، فإن الحجة الرئيسية هي التحكم. امتلاك إتقان كامل للتصميم والأمان والوظائف يتيح التكامل مع الأنظمة الحالية، ويضمن حماية شاملة، ويحسّن الأداء والموثوقية وقابلية التوسع. هذا النهج، عند تنفيذه بشكل جيد، يحقق أقصى عائد وإعداد الحلول الخاصة بك للنمو في بيئة سريعة التغير.

حل eManager ومجموعة الأدوات

تم إنشاء eManager كجهاز تحكم في إنترنت الأشياء الصناعي لمحترفي البرمجيات الذين يحتاجون إلى أجهزة متعددة الاستخدامات ومتعددة البروتوكولات حيث يمكنك تنفيذ المشاريع بسهولة. يضم مستودعهم قائمة بأفضل 8 برامج للاستحواذ والتصور والتخزين، مصممة لـ وضع حالات واقعية في الإنتاج بسرعة.

الاستحواذ والتصور

توفر Chirpstack مجموعة كاملة مفتوحة المصدر لشبكات LoRaWAN مع ترجمة الرسائل والتكامل السحابي وإدارة الصحة والمخزون، تفعيل أجهزة الاستشعار وإرسال البيانات إلى الأجهزةإنه يوفر واجهة ويب للمستخدمين والمؤسسات والتطبيقات والأجهزة، ويكشف عن واجهات برمجة التطبيقات gRPC وREST. يمكن أن تتدفق البيانات عبر MQTT/HTTP ويتم كتابتها في InfluxDB.

أما Node-RED، فهي بمثابة السكين السويسري لإنترنت الأشياء لتنظيم التدفقات باستخدام القليل من التعليمات البرمجية. تتيح لك برمجتها المرئية توصيل الأجهزة وواجهات برمجة التطبيقات والخدمات بسهولة وتحويلها في الوقت الفعلي، مما يجعلها الخيار الأمثل في الصناعة 4.0. إذا كنت تبحث عن مرونة دون صعوبة في التعلم، إنه أمر لا بد منه..

تجمع مجموعة TICK بين Telegraf (وكيل القياسات والأحداث)، وKapacitor (المعالجة في الوقت الفعلي)، وChronograf (واجهة InfluxData)، مع InfluxDB كأساس لها. يشكلون معًا حلاً شاملاً لالتقاط ومراقبة وتصور وتشغيل السلاسل الزمنية تلقائيًا مع قدر كبير من الكتابة وحمل الاستعلام.

تكمل Grafana دائرة التصور بلوحات معلومات غنية وتنبيهات. إنه مثالي للاستفادة من بيانات InfluxDB. ومصادر أخرى، وبناء لوحات معلومات جذابة دون تعقيدات. إذا كنت بحاجة إلى اكتشاف أنماط أو شذوذ في لمحةهذا حليفك

قواعد البيانات

تم تحسين InfluxDB، ضمن مجموعة TICK، للسلاسل الزمنية: الكثير من الكتابة والاستفسارات السريعةالمراقبة، والمقاييس، وأجهزة الاستشعار، والتحليلات الفورية. عندما تكون كل ثانية مهمة، هندسته تصنع الفارق.

MariaDB يرث أفضل ما في MySQL ويضيف تحسينات: التخزين المؤقت للاستعلامات المعقدةإدارة اتصالات جديدة، ووصول إلى المجموعات، ودعم للتسلسلات الهرمية والهياكل المتقدمة. إذا كنت قادمًا من بيئة MySQL، ستجده مألوفًا وقويًا.

PostgreSQL هو المعيار في قواعد البيانات العلائقية مفتوحة المصدر، مع التزامن العالي وأنواع البيانات المتنوعة والتوجه إلى الكائنات والتوافق بين الأنظمة الأساسية. ويدعم SQL للبيانات العلائقية وJSON للبيانات غير العلائقية.، مما يجعله مرنًا للغاية في المشاريع الهجينة.

يعد SQLite مثاليًا للأنظمة المضمنة والأجهزة المتواضعة: خفيف الوزن وفعال وسريع للتخزين المحلي البسيط. عندما يكون الجهاز هو الشاغل الرئيسي والموارد محدودة، إنه يخرجك من أكثر من موقف صعب..

ما الجديد في المجموعة

قامت مجموعة eManager بتحديث برامجها إلى Node-RED 2.1.4 وYocto Dunfell، مع تضمين بروتوكول UPnP وتحسينات أخرى أيضًا. يمكنك الاستفادة من الأداء وتحديث الأمان واستكشاف الأخطاء وإصلاحها وتسجيل الدخولتحسين تجربة الاستخدام في التطبيقات الصناعية المتطلبة. إذا كنت ترغب في الحصول على أدق التفاصيل، راجع الوثائق الرسمية والبقاء على اطلاع دائم بنشراتهم الإخبارية.

المصدر المفتوح: ما يعنيه وأهميته

نطلق على أي أداة يتم نشر كودها المصدري اسم المصدر المفتوح يمكن عرضها وتعديلها وإعادة توزيعهايتيح هذا تطويرًا تعاونيًا وشفافًا، حيث يُسهم المجتمع في إصلاح الأخطاء وإضافة ميزات جديدة وتحسين الجودة. عادةً ما تسمح التراخيص بهذه الاستخدامات. لتعزيز الابتكار والتكيف لاحتياجات محددة.

هناك الكثير من الأمثلة: Linux في أنظمة التشغيل، أو Mozilla Firefox في المتصفحات، أو LibreOffice في حزم المكتب. النمط يتكرر نفسهعندما تظهر مشكلة كبيرة ولا يوجد لها حل، يظهر مشروع مفتوح لمعالجتها.

موارد مفتوحة المصدر مميزة للبيانات والخلفية والمزيد

1) أباتشي هودي

يقدم Hudi إطار عمل للتخزين التدريجي والمعالجة في الوقت الفعلي أعلى Hadoop وSpark. تركيزهم على التحديثات والحذف والزيادة التدريجية هذا يجعلها مثالية لاستيعاب البيانات بشكل مستمر والتحليلات التفاعلية؛ فهي تتناسب مع بحيرات البيانات ومستودعات البحيرات، مما يسمح استعلامات ذات زمن انتقال منخفض للكميات الكبيرة. يتكامل مع Spark، Flink، Presto، StarRocks، أو Amazon Athena.

2) أباتشي آيسبرغ

يوفر Iceberg تنسيق جدول معاملات مع الكتابة الذرية واللقطات، قراءات مُحسّنة وتقسيم/فرزإنه يعمل مع Spark وHive وPresto ومحركات أخرى (ClickHouse وDremio وStarRocks)، ويحل اختناقات HDFS/Hive في مجموعات البيانات الكبيرة وتسهيل تطور المخطط وضغطه وتراجعه.

3) مجموعة أباتشي الفرعية

Superset هي منصة التحليلات ذاتية الخدمة التي تحتاجها العديد من الفرق لتوسيع نطاقها. الاتصال بـ SQL ومستودعات البيانات وبحيرات البياناتيوفر أداة إنشاء مخططات وبيئة تطوير متكاملة لـ SQL، ويدعم كل شيء بدءًا من المخططات الشريطية والدائرية وصولًا إلى التصورات الجغرافية المكانية المتقدمة. إذا كان مشروعك يتضمن مكون ذكاء أعمال قويًا، فهو يوفر عليك الوقت والصداع..

4) كعكة

يركز Bun على أداة وقت تشغيل واحدة ومدير الحزم ومُجمِّع لـ JS على جانب الخادم. أعظم قوتها هي الأداء (بفضل Zig جزئيًا) والتجربة المتكاملة، مما يجعله بديلاً فعالاً لـ Node و Deno. إذا كنت مهتمًا بتقليص وقت واجهة سطر الأوامر (CLI) وأوقات البناء، جربها.

5) كلود 2

يتعامل مساعد Anthropic هذا مع سياقات ضخمة (تصل إلى حوالي 100.000 رمز) ويقوم بكتابة مسودات أو تحويل النصوص بسلاسة في لغات متعددة. يمكنك تلخيصها واستخراجها وإعادة كتابتها والرد عليها بناءً على المحتوى، ويفهم لغات البرمجة الشائعة. مُدرّب وفقًا لمبدأ HHH (مفيد، صادق، غير ضار). أقل عرضة للمخارج الخطرة ولا يتم التدريب باستخدام بياناتك أو استشارة الإنترنت للإجابة.

6) قاعدة بيانات الصرصور

قاعدة بيانات SQL موزعة ومتوافقة مع ACID ومتوفرة بدرجة عالية مع تكرار تلقائي و التدرج الأفقي للقراءة والكتابةمثالي لتطبيقات النشر متعددة المناطق أو ذات المعاملات العالية، فهو يقلل من زمن الوصول ويساعد في الامتثال للوائح التنظيمية. مفيد لمؤسسات مثل Netflix والمؤسسات المالية. يستخدمونه في الإنتاج على نطاق واسع.

7) CPython (التحسينات الأخيرة)

لقد جلبت Python 3.11 و 3.12 قفزة ملموسة في أداء المؤدي المرجعييستفيد منها معظم المشاريع دون الحاجة إلى تغييرات في الكود. في الأفق، تُفتح خطط معالجة GIL الباب أمام التوازي الحقيقي في المعالجة المتعددة والأرباح الإضافية.

8) دك دي بي

محرك تحليلي قابل للتضمين مع التنفيذ العمودي والتوازي والاستهلاك المنخفضمثالي للاستعلامات المعقدة والاستكشاف التفاعلي على أجهزة الكمبيوتر المحمولة أو الأنظمة المدمجة. متوافق مع SQL القياسي ومعاملات ACID، ويتكامل مع pandas وdplyr. يقلل الاحتكاك بين التحليل والتطبيق.

9) HTML و Hyperscript

يقترحون استخدام HTML التقليدي "بكامل طاقته": حيث يستبدل HTMX JavaScript المتكرر بـ السمات الإعلانية لـ AJAX والحالات والبياناتيُبسط HyperScript عدم التزامن وDOM باستخدام صيغة HyperCard. معًا، يُقدمان بديل رصين للأطر التفاعلية عندما تبحث عن السرعة دون التحميل الزائد.

10) إستيو

شبكة الخدمة النهائية: تسهل التوجيه وموازنة التحميل، إمكانية الملاحظة التفصيليةالتشفير والمصادقة والتفويض بين الخدمات المصغرة. يتكامل مع Kubernetes ويفصل المخاوف المتعلقة بالشبكة والأمن من الكود، وتوحيد السياسات في عمليات النشر المعقدة.

المجتمع والممارسات الجيدة

إذا كنت تعمل باستخدام أدوات الذكاء الاصطناعي والأتمتة، فمن الجيد المشاركة في المجتمعات التي تتشارك التعليمات البرمجية والنصائح وأفضل الممارسات. هناك مجموعات فرعية تركز على البرمجة باستخدام ChatGPT حيث يتم نشر التفاعلات ونصائح الاستخدام والمشاريع الكاملة؛ لا تنس قراءة القواعد قبل النشر للحفاظ على بيئة مفيدة ومحترمة.

الموارد والتوسع

إذا كنت مهتمًا بقراءة المزيد حول أدوات المصدر المفتوح، فهناك قوائم موسعة تضم عشرات المشاريع التي تغطي التطوير والبيانات والتحليلات والذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي. يتراوح الاختيار السابق من 1 إلى 10 ويستمر هذا في مقالات لاحقة. لمزيد من المعلومات المتعمقة، يمكنك تنزيل الوثائق والأدلة الفنية، مثل تقارير الجامعات والأوراق البيضاء، والتي إنهم يتوسعون في مفاهيم بحيرات البيانات والمستودعات وبيوت البحيرات.فيما يلي مثال مرجعي بتنسيق PDF. متاح للاستشارةوبالمناسبة، تابعونا على تويتر ولينكدإن إذا كنت تريد أن تبقى على اطلاع بالأخبار.

عند النظر إلى الأمر برمته، يبدو أنه عبارة عن نسيج تكنولوجي متين للغاية: منصات إنترنت الأشياء المفتوحة مع المكونات الناضجة (DeviceHive، ThingSpeak، Mainflux، Thinger.io، OpenRemote)، وخيارات السحابة التي تتناسب جيدًا مع سير العمل المفتوحة (Google Cloud IoT)، ومجموعة صناعية مثل eManager مع الأدوات الرئيسية (Chirpstack، Node-RED، TICK، Grafana، InfluxDB، MariaDB، PostgreSQL، SQLite)، ومجموعة من مشاريع مفتوحة المصدر للبيانات والخلفية (Hudi، Iceberg، Superset، Bun، Claude 2، CockroachDB، CPython، DuckDB، HTML/Hyperscript، Istio) التي إنها تغطي كل شيء من الاستيعاب إلى المشاهدة والحوكمةمع كل هذا، لديك ما يكفي من المواد لتصميم حل إنترنت الأشياء قوي وآمن وقابل للتطوير وجاهز للنمو دون فقدان السيطرة.