مشروع تخرج في إنترنت الأشياء (IoT) جاهز للتسليم: قياس منسوب الماء

المقدمة

هذا مشروع تخرج في إنترنت الأشياء (IoT) يقدّم حلاً عمليًا لمشكلة متابعة منسوب الماء في الخزانات باستخدام مستشعر موجات فوق صوتية مُوصل على Arduino مع ESP8266 للاتصال اللاسلكي. يعرض المشروع القراءة الحالية لمستوى الماء بشكل مباشر داخل تطبيق موبايل مبني بإطار Flutter، مع بنية تشغيل واضحة للأدوار: المستخدم الذي يستطيع حجز سائق صهريج ماء عند الحاجة، والمالك (صاحب شاحنة الماء) الذي يقوم بتعيين السائق للطلبات، إضافة إلى وجود مشرف (Admin) لإدارة المنظومة. يركّز الحل على بساطة التنفيذ ودقّة القراءة والتكامل السلس بين العتاد الإلكتروني والتطبيق.

المشكلة

تعاني المنازل، المزارع، والمرافق التي تعتمد على خزانات ماء من صعوبات متكررة في معرفة المنسوب الفعلي للماء، وغالبًا ما يتم التحقق يدويًا أو بعد نفاد الماء، ما يسبّب انقطاعًا غير متوقع وتعطيلًا للاحتياجات اليومية. كما أن تأخير طلب التزويد بالماء يؤدي إلى انتظار طويل وقد يتطلّب تنسيقًا مرهقًا بين صاحب الخزان وسائقي الصهاريج. المشكلة الأساسية هنا هي غياب رؤية لحظية لمنسوب الماء وعدم وجود مسار حجز بسيط عندما يهبط المنسوب إلى حدّ يستلزم التزويد الفوري.

الحل

يعالج المشروع المشكلة عبر نظام قياس بسيط وموثوق: يُثبت مستشعر الموجات فوق الصوتية أعلى الخزان ليقيس المسافة إلى سطح الماء عبر إرسال موجة صوتية وقياس زمن عودتها. يقوم Arduino بحساب هذه المسافة، ومن ثم تحويلها إلى نسبة الامتلاء اعتمادًا على ارتفاع الخزان. بعد ذلك يرسل ESP8266 القراءة لاسلكيًا ليتم عرضها على تطبيق Flutter في واجهة واضحة للمستخدم. وعند انخفاض المنسوب، يستطيع المستخدم إجراء حجز لسائق صهريج من داخل التطبيق. بدوره، يقوم المالك (مالك الشاحنة) بتعيين السائق المناسب للطلب. يتولى المشرف الإشراف العام على المنظومة وحساباتها وصلاحياتها.

النقطة التقنية الأساسية: يعتمد القياس على مبدأ زمن الرحلة (Time of Flight) في المستشعر فوق الصوتي؛ إذ تُرسل نبضة وتُقاس مدة عودتها من سطح الماء. بتحويل الزمن إلى مسافة، ثم بطرحها من ارتفاع الخزان المعلوم، نحصل على ارتفاع عمود الماء ومنه نسبة الامتلاء. هذه الطريقة لا تتطلب ملامسة الماء، وتُعد مناسبة لبيئات متنوعة طالما أن موضع المستشعر يوفر خط رؤية إلى السطح.

الميزات

• مراقبة منسوب الماء بالموجات فوق الصوتية عبر Arduino وESP8266 مع عرض القراءة اللحظية داخل تطبيق Flutter.
• نموذج تشغيل واضح للخدمة: المستخدم يحجز سائق الماء عند الحاجة، والمالك يعيّن السائق للطلب، مع وجود مشرف (Admin) لإدارة المنظومة.

الأدوات

يعتمد المشروع فقط على التقنيات المذكورة في الفكرة: Arduino لمعالجة القراءة، ESP8266 للاتصال اللاسلكي، Ultrasonic sensor لقياس المسافة إلى سطح الماء، وFlutter لتطوير تطبيق الموبايل الذي يعرض المنسوب ويتيح الحجز وإدارة الأدوار المذكورة.

الأسئلة الشائعة

هل تحتاج طريقة القياس إلى تلامس مباشر مع الماء؟ لا. يعمل المستشعر عبر الموجات فوق الصوتية بقياس المسافة إلى سطح الماء دون تلامس.

كيف تُعرض البيانات في التطبيق؟ تُرسل القراءة لاسلكيًا ليُظهر تطبيق Flutter نسبة الامتلاء الحالية بصورة مباشرة للمستخدم.

من يدير تعيين السائق على الطلب؟ المالك (صاحب شاحنة الماء) هو من يقوم بتعيين السائق لكل طلب قادم من المستخدم.

ما دور المشرف (Admin)؟ يتولى الإشراف العام على المنظومة والأدوار، بما في ذلك ضبط الصلاحيات وإدارة العمليات الأساسية وفق ما تقتضيه الحاجة.

هل يتضمن المشروع تفاصيل خارج ما ذُكر؟ يركّز الوصف على الميزات المذكورة فقط: قياس المنسوب، عرض القراءة في التطبيق، الحجز من المستخدم، تعيين السائق بواسطة المالك، ووجود مشرف.

الخاتمة

يمزج هذا المشروع بين دقة القياس وسهولة الاستخدام: مستشعر فوق صوتي على Arduino مع ESP8266 يقدّم قراءة لحظية لمنسوب الماء، وتطبيق Flutter يبسّط عملية حجز سائق الصهريج عند الحاجة مع ملكية تشغيل واضحة (مستخدم، مالك، مشرف). بهذا التكوين المستند إلى العناصر المذكورة فقط، يشكّل المشروع خيارًا عمليًا لطلاب التخرج الراغبين في حل IoT جاهز ومباشر لمعالجة مشكلة متابعة منسوب الماء وتنسيق التزويد.