ویژگی‌های حسگرهای هوشمند در آینده چیست؟ - بخش اول

(یادداشت سردبیر: این مقاله، ترجمه شده از ulinkmedia است.)

حسگرها فراگیر شده‌اند. آنها مدت‌ها قبل از اینترنت و مطمئناً مدت‌ها قبل از اینترنت اشیا (IoT) وجود داشته‌اند. حسگرهای هوشمند مدرن برای کاربردهای بیشتری نسبت به گذشته در دسترس هستند، بازار در حال تغییر است و محرک‌های زیادی برای رشد وجود دارد.

خودروها، دوربین‌ها، گوشی‌های هوشمند و ماشین‌آلات کارخانه‌ای که از اینترنت اشیا پشتیبانی می‌کنند، تنها تعدادی از بازارهای کاربردی فراوان برای حسگرها هستند.

• حسگرها در دنیای فیزیکی اینترنت

با ظهور اینترنت اشیا، دیجیتالی شدن تولید (که ما آن را صنعت ۴.۰ می‌نامیم) و تلاش‌های مستمر ما برای تحول دیجیتال در تمام بخش‌های اقتصاد و جامعه، حسگرهای هوشمند در صنایع مختلف به کار گرفته می‌شوند و بازار حسگرها با سرعت بیشتری در حال رشد است.

در واقع، از برخی جهات، حسگرهای هوشمند پایه و اساس «واقعی» اینترنت اشیا هستند. در این مرحله از استقرار اینترنت اشیا، بسیاری از مردم هنوز اینترنت اشیا را بر اساس دستگاه‌های اینترنت اشیا تعریف می‌کنند. اینترنت اشیا اغلب به عنوان شبکه‌ای از دستگاه‌های متصل، از جمله حسگرهای هوشمند، در نظر گرفته می‌شود. این دستگاه‌ها را می‌توان دستگاه‌های حسگر نیز نامید.

بنابراین آنها شامل فناوری‌های دیگری مانند حسگرها و ارتباطات می‌شوند که می‌توانند چیزها را اندازه‌گیری کرده و آنچه را که اندازه‌گیری می‌کنند به داده‌هایی تبدیل کنند که می‌توانند به روش‌های مختلف اعمال شوند. هدف و زمینه کاربرد (به عنوان مثال، از چه فناوری ارتباطی استفاده می‌شود) تعیین می‌کند که از کدام حسگرها استفاده شود.

حسگرها و حسگرهای هوشمند - اسمشان چیست؟

• تعاریف حسگرها و حسگرهای هوشمند

حسگرها و سایر دستگاه‌های اینترنت اشیا، لایه پایه و اساس پشته فناوری اینترنت اشیا هستند. آن‌ها داده‌های مورد نیاز برنامه‌های ما را جمع‌آوری کرده و آن را به سیستم‌های ارتباطی بالاتر، یعنی پلتفرم‌ها، منتقل می‌کنند. همانطور که در مقدمه خود در مورد فناوری اینترنت اشیا توضیح می‌دهیم، یک «پروژه» اینترنت اشیا می‌تواند از چندین حسگر استفاده کند. نوع و تعداد حسگرهای مورد استفاده به الزامات پروژه و هوش پروژه بستگی دارد. یک دکل نفتی هوشمند را در نظر بگیرید: می‌تواند ده‌ها هزار حسگر داشته باشد.

• تعریف حسگرها

حسگرها مانند محرک‌ها، مبدل هستند. حسگرها انرژی را از شکلی به شکل دیگر تبدیل می‌کنند. برای حسگرهای هوشمند، این بدان معناست که حسگرها می‌توانند شرایط داخل و اطراف دستگاه‌هایی که به آنها متصل هستند و اشیاء فیزیکی مورد استفاده (وضعیت‌ها و محیط‌ها) را «حس» کنند.

حسگرها می‌توانند این پارامترها، رویدادها یا تغییرات را شناسایی و اندازه‌گیری کنند و آنها را به سیستم‌های سطح بالاتر و سایر دستگاه‌هایی که می‌توانند از داده‌ها برای دستکاری، تجزیه و تحلیل و غیره استفاده کنند، مخابره کنند.

حسگر وسیله‌ای است که هر کمیت فیزیکی خاصی (مانند نور، گرما، حرکت، رطوبت، فشار یا موارد مشابه) را با تبدیل آنها به هر شکل دیگری (عمدتاً پالس‌های الکتریکی) تشخیص، اندازه‌گیری یا نشان می‌دهد (از: موسسه تحقیقات بازار متحد).

پارامترها و رویدادهایی که حسگرها می‌توانند «حس» کرده و منتقل کنند شامل کمیت‌های فیزیکی مانند نور، صدا، فشار، دما، ارتعاش، رطوبت، وجود یک ترکیب شیمیایی یا گاز خاص، حرکت، وجود ذرات گرد و غبار و غیره است.

بدیهی است که حسگرها بخش مهمی از اینترنت اشیا هستند و باید بسیار دقیق باشند زیرا حسگرها اولین جایی هستند که داده‌ها را دریافت می‌کنند.

وقتی حسگر اطلاعات را حس کرده و ارسال می‌کند، محرک فعال شده و عملیاتی می‌شود. محرک سیگنال را دریافت می‌کند و حرکتی را که برای انجام عمل در محیط نیاز دارد، تنظیم می‌کند. تصویر زیر آن را ملموس‌تر می‌کند و برخی از چیزهایی را که می‌توانیم «احساس کنیم» نشان می‌دهد. حسگرهای اینترنت اشیا از این نظر متفاوت هستند که به شکل ماژول‌های حسگر یا بردهای توسعه (که معمولاً برای موارد استفاده و کاربردهای خاص طراحی شده‌اند) و غیره هستند.

• تعریف حسگر هوشمند

اصطلاح «هوشمند» قبل از اینکه در اینترنت اشیا به کار رود، با اصطلاحات متعدد دیگری نیز به کار رفته است. ساختمان‌های هوشمند، مدیریت هوشمند پسماند، خانه‌های هوشمند، لامپ‌های هوشمند، شهرهای هوشمند، روشنایی هوشمند خیابان‌ها، دفاتر هوشمند، کارخانه‌های هوشمند و غیره. و البته، حسگرهای هوشمند.

حسگرهای هوشمند با حسگرها متفاوت هستند، زیرا حسگرهای هوشمند پلتفرم‌های پیشرفته‌ای با فناوری‌های داخلی مانند ریزپردازنده‌ها، ذخیره‌سازی، ابزارهای تشخیصی و اتصال هستند که سیگنال‌های بازخورد سنتی را به بینش‌های دیجیتال واقعی تبدیل می‌کنند (Deloitte)

در سال ۲۰۰۹، انجمن بین‌المللی حسگرهای فرکانس (IFSA) از چندین نفر از دانشگاهیان و صنعت نظرسنجی کرد تا یک حسگر هوشمند را تعریف کند. پس از تغییر به سیگنال‌های دیجیتال در دهه ۱۹۸۰ و اضافه شدن مجموعه‌ای از فناوری‌های جدید در دهه ۱۹۹۰، می‌توان اکثر حسگرها را حسگرهای هوشمند نامید.

دهه 1990 همچنین شاهد ظهور مفهوم «محاسبات فراگیر» بود که به عنوان عامل مهمی در توسعه اینترنت اشیا، به ویژه با پیشرفت محاسبات تعبیه‌شده، در نظر گرفته می‌شود. در اواسط دهه 1990، توسعه و کاربرد الکترونیک دیجیتال و فناوری‌های بی‌سیم در ماژول‌های حسگر به رشد خود ادامه داد و انتقال داده‌ها بر اساس حسگرها و غیره به طور فزاینده‌ای اهمیت یافت. امروزه، این امر در اینترنت اشیا مشهود است. در واقع، برخی افراد قبل از وجود اصطلاح اینترنت اشیا، از شبکه‌های حسگر نام می‌بردند. بنابراین، همانطور که می‌بینید، در سال 2009 اتفاقات زیادی در حوزه حسگرهای هوشمند رخ داده است.