close
menu
 Walid Amriou

The website and the blog of Walid Amriou

You can use the translate tool

نظريا كيف نرسل صورة عبر موجة راديو FM ؟

  • access_timeFriday, June 23, 2017
  • comment0 تعليقات
  • remove_red_eye مشاهدات


  • الكثير من الناس يظن أن موجة الراديو FM يمكننا أن نرسل فيها فقط المحتوى الصوتي، ولكن ماذا لو إستطعنا إرسال المحتوى الصوري أو المحتوى على شكل صورة؟ كيف نستخدم نطاق FM في إرسال الصور؟ في هذا المقال العلمي سأعطيكم نظرة نظرية حول ذلك. وكما أنبه أن ما أكتبه الآن لم أعتمد فيه على أي مرجع فهي فقط معارفي قمت بتكريبها لإستخراج هذه الفكرة النظرية التي تمكنك من فهم العديد من الأشياء حول ذلك لذلك لا تطالبني بالمراجع فلم أستخدم مراجع ولكن يمكنك طلب المساعدة حول التوسع في المعارف الفرعية التي سأذكرها.

    أولا ماهي الصورة؟ حسب الأشخاص الذين يكثرون الكلام بدون طائل سيقولون لك الصورة هي نسخة للواقع في ورقة مخصصة، إنه غباء ولكن لا داعي للحديث عنه ونتحدث حول ماهي الصورة حسب ما أراه، الصورة هي مساحة من الألوان ويمكنني توضيح ذلك عبر هذه الصورة:

     حيث ترى أن جزء من نقطة من هذه الصورة في الأصل هو تسلسل من مرباعت من الألوان. ويسمى هذا التسلسل بالمصفوفة حيث أنها ثنائية الأبعاد أي لديها طول وعرض ولنوضح أكثر بهذا الرسم: 

    الآن قدمنا مفهوما للصورة لكي نتمكن من إستخدامه لاحقا. ولكن علينا الإكمال في التحليل، كما قلنا أن الصورة مصفوفة من الألوان والألوان على شكل مربعات وتسمى هذه المربعات بالبيكسل طبعا لا يكون البيكسل فقط على شكل مربعات بل يمكنه أن يكون نقاطا أو خطوط ولكن في الأخير هو يشكل صورة، ويمكننا القول أن البيكسل هو الحجر الذي نبني به صورة، وحينما نريد أن نترجم الصورة إلى متسلسلة من الأرقام والتي يجب أن نترجم لهذا لكي يمكننا نقلها، نستطيع مثلا أن نبدأ من النقطة صفر كما في الرسم ونضع مثلا: المربع 1-1 = #125f و المربع 1-2=#1236 حيث قمنا بترميز الألوان بنظام RGB وهذا النظام هو نموذج لوني جمعي تجمع فيه الأضواء الحمراء والخضراء والزرقاء مع بعض لتوليد مجموعة كبيرة من الألوان. وهذا الجدول يوضح لك ذلك: 
     الآن نحن نتحدث عن تحويل صورة إلى تسلسل من الأرقام في نظام RGB يمكننا تطوير برنامج للقيام بذلك أو إستخدام بيئة مثل الماتلاب للقيام بذلك، والنتيجة ستكون متسلسلة array من الأرقام، وكل لون يمثل مثلا 6 أرقام منها أي لنا في ملف .txt كما يلي: 

    مع العلم أنه يجب أن تكون لنا دراية من أين بدأنا ومن أي إنتهينا مثلا نحن بدأنا من الإحداثيات (0,0) وإنتهينا عند الإحداثيات (15,19)  وكذلك يجب أن نعرف طول وعرض الصورة بالبيكسل وذلك لتسهيل مهمة قراءتها لاحقا.  ربما هنا هناك صعوبة في فهم ما قمنا به وأعيد ملخصا لها: أولا قمنا بأخذ صورة، قمنا بتقسيم الصورة إلى بيكسلات على شكل مربعات، كل بيكسل يمثل لون معين وذلك اللون قمنا بترميزه بإستخدام ترميز الأضواء الثلاث، قمنا بقياس طول وعرض الصورة بالبيكسل، بدأنا في نقل ألوان كل مربع إلى ملف نص حيث بدأنا بأول مربع إلى آخر مربع، إفترضنا أن كل لون لديه 6 أحرف لتعريفه.

    بعد أن أصبح لدينا سلسلة من الأرقام، نحن الآن بصدد نقل هذه الأرقام من المكان A إلى B عبر حامل وهو موجة راديو FM. وموجة الراديو FM هي موجة كهرومغناطسية تنقل المعلومات عبر التردد، وعلينا فهم أولا ماهو التردد، ويمكننا فهمه من هذه الصورة: 


    فأولا الدور أو période هو مقدار زمني يمثل الوقت الذي تقضيه الإشارة للعودة إلى نفس المكان أو المقدار الزمني لتكرار الإشارة مثلا تبدا من 0 ثم تصل إلى  15 ثم تعود إلى الصفر وتعود إلى  15 وهاكذا، والتردد أو Fréquence هو مقلوب الدور، وإذا أعطاينا رمز الدور هو T والتردد هو F يمكننا كتابة:
    F=1/T
    لحد الآن فهمنا ماهو التردد وأحب أن أسميه سرعة تكرر الموجة،  فلو كان تردد الموجة أو تكرر الموجة الكهرومغناطسية كبيرا جدا فنحن نتحدث عن أشعة x و أشعة غاما ولو كان تردد الموجة الكهرومغناطسية صغيرة فنحن نتحدث مثلا عن راديو AM وFM وغيرها. والصورة توضح ذلك:
     الآن قطعنا شوطا لا بأس به لفهم ما نفعل، ونريد الآن أن ننقل تلك الأرقام السابقة الخاصة بالصورة عبر موجة FM أي بنطاق ترددات معينة فنحن سنقوم أولا بإنشاء قانون للنقل وهذا القانون يمثل متى علي القراءة ومتى علي التوقف فمثلا لدي سلسلة من الأرقام وكل لون لديه 6 أرقام فنحن سنقرأ لمدة 6 أرقام ثم نتوقف في رقم ثم نقرأ  6 ثم نتوقف وهاكذا. ونحول تلك الأرقام إلى ترددات في نطاق الموجة التي نريد وبهذا تتحول الأرقام إلى موجة وذلك عبر تقنية معينة تسمى Fm emission حيث أولا علينا تحويل الأرقام إلى تدفقات من voltage ثم إدخالها إلى دارة إرسال أف أم ثم نرسلها.
    بالطبع أحس أيضا أنني أسرعت هنا في تقديم المفهوم وأعيده بمثال، لنتخيل أننا نريد أن ننقل هذه السلسلة من الأرقام عبر تقنية ما: 
    123646846976986954684864646468779676
    علينا أن نعرف أولا ماذا تعني هذه الأرقام، بعد ذلك إذا كانت مثلا تعني تغير درجة الحرارة في كل دقيقة فهذا معناه أن كل رقمين يمثلان درجة الحرارة لذلك يمكننا الكتابة أيضا هاكذا: 
    12-36-46-84-69-76-98-69-54-68-48-64-64-64-68-77-96-76
    حيث عندما نبدأ من اليسار لليمين نقول أن الرقم الأول هو درجة الحرارة في الزمن 1 ثم الرقم التالي هو درجة الحرارة في الزمن 2 وهاكذا وهذا يعني أننا وضعنا قانونا للنقل وهو أن كل رقمين يمثلان درجة الحرارة في لحظة زمنية واحدة. 

    يمكننا نقل الأرقام كما هي أو نحولها إلى أعداد ثنائية يعني  1 / 0 وهذا من وجهة نظري أفضل  لذلك الرقم السابق مثلا سيتحول إلى أعداد مثل: 
    1100101101011010110101101110
    وهذا أفضل من وجهة نظري لأننا نحتاج في هذه الحالة إلى ترددين فقط تردد لل 0 وتردد لل 1 ولكن في الحالة الأخرى نحن نحتاج لقياس التردد في كل لحظة. 

    لحد الآن لدينا رقم ثنائي ونريد نقله، هذا الرقم يحتوي على 5 فولت أو 0 فولت يعني 1 تقابلها  5 فولت و 0 تقابلها  0 فولت  نحن نقوم بعملية سابقة وهي عملية عن طريق ميكروبروسيسور ما لنقل محتوى الملف إلى رقم ثنائي ثم إلى إشارة كهربائية، بعد ذلك ندخل الإشارة الكهربائية إلى دارة معينة توافق الإشارة الكهربائية لتحويلها إلى معلومات محمولة على التردد بالمعنى: 
     كما تلاحظ في الرسم فأعطيت للرقم الثنائي  1 تردد واحد، بينما اعطيت للرقم الثنائي 0 تردد واحد ونصف، ومن ثم قمت بعمل تحويل للإشارة  الكهربائية 1001 إلى إشارة محمولة على التردد فحصلت على ما تراه في آخر الرسم. 

    بعد هذا تكون الإشارة قد نقلت ويجب أن تكون هناك دارة إستقبال في الطرف الآخر لإستقبال الإشارة وبعد ذلك يتم تحويلها من إشارة كهرومغناطسية إلى إشارة كهربائيةثنائية ثم إعادتها إلى أرقام ثم إعادة تجميع الصورة عن طريق وضع كل لون في مكانه وبذلك تحصل على الصورة. 

    أعلم أن الأمر ليس سهلا لفهم التقنية ولكن قمت بتبسيطه لأقصى ما يمكن وأقدم ملخصا لذلك الآن: 
     1- الحصول على صورة.
     2- تحويلها إلى بيكسلات ومعرفة اللون الذي يحتويه كل بيكسل.
     3- الحصول على أرقام كل بيكسل عن طريق نموذج لوني ما.
     4- تجميع الأرقام في سلسلة.
     5- تحويل السلسلة إلى سلسلة أرقام ثنائية ب 1 و 0
     6- تحويل السلسلة الثنائية إلى كهربائية.
     7- تحويل السلسلة المعلوماتية الكهربائية إلى سلسلة معلومات محمولة على التردد.
     8- إرسالها للطرف الآخر.
     9- القيام بكل الخطوات السابقة بطريقة عكسية. 

    البعض قد يسأل وهل نقل الصور عبر FM موجود في الحقيقة ؟ وأين يستخدم؟ والإجابة هي نعم موجود ويستخدم مثلا في إرسال الصور من الأقمار الصناعية الخاصة بالطقس إلى الأرض مثل الأقمار المشهورة NOAA ولكن تقنيا هي قريبة مما شرحت الآن ولكنها مختلفة حيث ترسل الصور ربما على عدة نطاقات وليس على تردد واحد حسبما أعلم ولكن هي ترسل بين الترددين 137 ميجاهيرتز إلى 138 ميجاهيرتز تستقبلها عبر هوائي معين ثم تدخل إلى جهاز يقوم بإستخراج الإشارة من الحامل ثم تدخلها عبر مدخل الميكريفون ثم عبر برنامج معين يقوم بإزالة التشفير أو بتحويل الصورة من الوضع الرقمي إلى صورة، هي تقريبا نفس التقنية ولكنني لست متأكد من طريقة الإرسال لذلك لا أحب الحديث كثيرا حول أمور لا أعرفها جدا لكي لا أسبب مشاكل فكرية ولكن حسبما أرى هي بالتقريب كما شرحت وربما سأضيف مقالا ثانيا إذا حصلت على معلومات كافية وهذا المقال سيخص إرسال الصور عبر الأقمار الصناعية نوع NOAA.
     
     
    الوسوم: 
    #نقل الصور، #نقل الصور الفضائية، #الطقس، #الأقمار الصناعية، #إلكترونيك، #إتصالات 

    No comments:

    Post a Comment

    بعض العناصر في هذا الموقع مثل أزرار التنصيفات وغيرها لا تعمل في الوقت الحالي وذلك بسبب عملية تطوير وصيانة قائمة، ترقبوا الموقع بشكل أكثر تنظيما قريبا.

    آخر مقال

    التدوينات الموسيقية | مقطع "مزاج الصباح" من إيدفارد جريج - 1875 Musical piece Morning Mood - by Edvard Hagerup

    مقطع " مزاج الصباح" أو Morning Mood من بين أجمل المقاطع التي إستمعت لها، وهو مقطع يعزف على الفلوت والمزمار في الأصل و...

    المقالات الأكثر قراءة

    شارك بقصتك

    شارك بقصتك

    للمشاركة تواصل معي

    أرسل رسالتك

    Name

    Email *

    Message *

    المتابعة بالبريد الإلكتروني

    المتابعون