سنسور های هوشمند

حسگر هوشمند دستگاهی است که ورودی را از محیط فیزیکی می گیرد و از منابع محاسباتی داخلی برای انجام عملکردهای از پیش تعریف شده پس از شناسایی ورودی خاص استفاده می کند و سپس داده ها را قبل از ارسال آن پردازش می کند.

چرا سنسور هوشمند؟

حسگرهای هوشمند جمع‌آوری دقیق‌تر و خودکارتر داده‌های محیطی را با نویز اشتباه کمتر در میان اطلاعات دقیق ثبت‌شده امکان‌پذیر می‌کنند. این دستگاه ها برای نظارت و مکانیسم های کنترل در محیط های مختلف از جمله شبکه های هوشمند، شناسایی میدان جنگ، اکتشاف و بسیاری از کاربردهای علمی استفاده می شوند.

حسگر هوشمند نیز یک عنصر حیاتی و جدایی ناپذیر در اینترنت اشیا است. فناوری اینترنت اشیا امکان ارائه یک شناسه منحصر به فرد را برای تقریباً هر چیزی و انتقال داده ها از آن چیزها یا در مورد آن چیزها از طریق اینترنت یا یک شبکه حسگر مشابه را ممکن می سازد. یکی از پیاده سازی حسگرهای هوشمند به عنوان اجزای یک شبکه حسگر بی سیم و محرک است که می تواند هزاران گره داشته باشد. هر گره به یک یا چند حسگر دیگر و هاب حسگر و همچنین به محرک های جداگانه متصل است.

ریزپردازنده های متحرک کم مصرف معمولاً منابع محاسباتی را در محیط های IoT فراهم می کنند. حداقل، یک سنسور هوشمند از یک حسگر، یک ریزپردازنده و نوعی فناوری ارتباط بی سیم ساخته شده است. منابع محاسباتی باید بخشی جدایی ناپذیر از طراحی فیزیکی باشد. سنسوری که فقط داده های خود را برای پردازش از راه دور ارسال می کند، سنسور هوشمند در نظر گرفته نمی شود.
یک سنسور هوشمند ممکن است علاوه بر حسگر اولیه، چندین جزء دیگر نیز داشته باشد. این قطعات می‌توانند شامل مبدل‌ها، تقویت‌کننده‌ها، کنترل تحریک، فیلترهای آنالوگ، مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال، و جبرانی باشند که تصحیح داخلی اندازه‌گیری‌ها یا خروجی‌های کمتر از ایده‌آل را فراهم می‌کند. حسگر هوشمند همچنین دارای عناصر نرم افزاری است که عملکردهایی مانند تبدیل داده، پردازش دیجیتال و ارتباط با دستگاه های خارجی را ارائه می دهد.

سنسورهای هوشمند چگونه کار می کنند؟

یک حسگر هوشمند یک حسگر پایه خام را به منابع محاسباتی یکپارچه متصل می کند که امکان پردازش ورودی سنسور را فراهم می کند. سنسور پایه قطعه ای است که قابلیت سنجش را فراهم می کند. ممکن است برای حس گرما، نور یا فشار طراحی شده باشد. اغلب، سنسور پایه یک سیگنال آنالوگ از یک الگوریتم کاربردی تولید می کند که قبل از استفاده باید پردازش شود. به این فرآیند پردازش سیگنال نیز می گویند.
در این مرحله، فناوری یکپارچه حسگر هوشمند وارد عمل می شود. در پردازش سیگنال، یک ریزپردازنده داخلی از تکنیکی به نام فیلتر کردن برای حذف نویز سیگنال و تبدیل سیگنال سنسور به فرمت دیجیتال قابل استفاده استفاده می کند.
فن‌آوری حسگر هوشمند همچنین دارای قابلیت‌های ارتباطی یکپارچه است که به آنها اجازه می‌دهد به یک محیط محاسبات ابری خصوصی یا اینترنت متصل شوند. این به آنها امکان می دهد با دستگاه های خارجی ارتباط برقرار کنند.

سنسورهای هوشمند برای چه مواردی استفاده می شوند؟

سنسورهای هوشمند کاربردهای زیادی دارند. آنها معمولاً در محیط های صنعتی یافت می شوند و نیروی محرکه صنعت ۴.۰ و اتوماسیون صنعتی، رباتیک و سایر ابزار دقیق پیشرفته هستند.

کارخانه ها اغلب از حسگرهای هوشمند برای اهداف تشخیصی استفاده می کنند. سنسورهای هوشمند دما تضمین می‌کنند که ماشین‌ها بیش از حد گرم نمی‌شوند و حسگرهای لرزش ماشین‌ها را در معرض خطر شل شدن لرزش کنترل می‌کنند. حسگرهای هوشمند همچنین کنترل فرآیند را امکان‌پذیر می‌سازند، مانند نظارت بر فرآیند تولید و انجام تنظیمات لازم تا بتواند اهداف کیفیت یا تولید را برآورده کند. اینها زمانی فرآیندهای دستی بودند، اما حسگرهای هوشمند آنها را خودکار کرده اند.

حسگرهای هوشمند نیز نقش کلیدی در پیشرفت سیستم های امنیتی مدرن دارند. سنسورهای تصویربرداری حرارتی گرمای بدن یک مزاحم را تشخیص می دهند. به طور مشابه، دستگاه هایی مانند قفل هوشمند، حسگرهای حرکتی و سنسورهای پنجره و در معمولاً به یک شبکه مشترک متصل می شوند. این به حسگرهای امنیتی اجازه می دهد تا با هم کار کنند تا تصویری جامع از وضعیت امنیتی فعلی ایجاد کنند. آنها اغلب در خانه ها و کاربردهای صنعتی برای تشخیص نشتی های مختلف استفاده می شوند.

انواع سنسورهای هوشمند کدامند؟

انواع مختلفی از سنسورهای خاص در حال استفاده وجود دارد. پنج نوع اصلی از سنسورهای هوشمند معمولاً در محیط‌های صنعتی IoT استفاده می‌شوند:

سنسورهای سطح:

این ها برای اندازه گیری حجم فضای اشغال شده در ظرف استفاده می شوند. سنج سوخت خودرو ممکن است به یک سنسور سطح متصل شود که سطح سوخت در باک را کنترل می کند.

سنسورهای دما:

اینها دمای یک جزء را کنترل می کنند تا در صورت بالا یا پایین رفتن دما، اقدامات اصلاحی انجام شود. به عنوان مثال، در یک محیط صنعتی، از یک سنسور دما برای اطمینان از گرم نشدن بیش از حد ماشین آلات استفاده می شود.

سنسورهای فشار:

اینها برای نظارت بر فشار گازها یا سیالات در خط لوله استفاده می شوند. افت ناگهانی فشار ممکن است نشان دهنده نشتی یا مشکل سیستم کنترل جریان باشد.

سنسورهای مادون قرمز:

این ها در دوربین های تصویربرداری حرارتی و دماسنج های مادون قرمز غیر تماسی برای نظارت بر دما استفاده می شوند. سایر حسگرهای مادون قرمز سنسورهای نوری هستند که با فرکانس تنظیم شده اند که به آنها کمک می کند نور را در طیف مادون قرمز ببینند. این حسگرها در تجهیزات پزشکی مانند دستگاه های پالس اکسیمتری و در دستگاه های الکترونیکی طراحی شده برای عملیات کنترل از راه دور استفاده می شوند.

سنسورهای مجاورت:

اینها برای تشخیص موقعیت یک شخص یا شی در رابطه با سنسور استفاده می شوند. در محیط های خرده فروشی، حسگرهای مجاورت می توانند حرکات مشتری را در سراسر فروشگاه ردیابی کنند.
سنسورهای هوشمند دیگر می توانند مصرف برق را کنترل کنند. لرزش، مانند در مورد تجهیزات کارخانه؛ رطوبت؛ مرطوب؛ و نور

منبع

مقالات دیگر