ما هو المستشعر السلبي؟

المؤلف: لي آي
المصدر: يولينك ميديا

ما هو المستشعر السلبي؟

يُسمى المستشعر السلبي أيضًا بمستشعر تحويل الطاقة. مثل إنترنت الأشياء، فهو لا يحتاج إلى مصدر طاقة خارجي، أي أنه عبارة عن مستشعر لا يحتاج إلى استخدام مصدر طاقة خارجي، ولكن يمكنه أيضًا الحصول على الطاقة من خلال مستشعر خارجي.

نعلم جميعًا أنه يمكن تقسيم المستشعرات إلى مستشعرات اللمس، ومستشعرات الصورة، ومستشعرات درجة الحرارة، ومستشعرات الحركة، ومستشعرات الموضع، ومستشعرات الغاز، ومستشعرات الضوء، ومستشعرات الضغط وفقًا للكميات الفيزيائية المختلفة للإدراك والكشف. بالنسبة لأجهزة الاستشعار السلبية، فإن الطاقة الضوئية والإشعاع الكهرومغناطيسي ودرجة الحرارة وطاقة الحركة البشرية ومصدر الاهتزاز الذي تكتشفه أجهزة الاستشعار هي مصادر طاقة محتملة.

من المفهوم أنه يمكن تقسيم المستشعرات السلبية إلى الفئات الثلاث التالية: مستشعر سلبي للألياف الضوئية، ومستشعر سلبي للموجة الصوتية السطحية، ومستشعر سلبي يعتمد على مواد الطاقة.

• مستشعر الألياف الضوئية

مستشعر الألياف الضوئية هو نوع من أجهزة الاستشعار يعتمد على بعض خصائص الألياف الضوئية التي تم تطويرها في منتصف السبعينيات. إنه جهاز يحول الحالة المقاسة إلى إشارة ضوئية قابلة للقياس. وهو يتألف من مصدر الضوء، جهاز الاستشعار، كاشف الضوء، دائرة تكييف الإشارة والألياف الضوئية.

تتميز بخصائص الحساسية العالية، ومقاومة التداخل الكهرومغناطيسي القوية، والعزل الكهربائي الجيد، والتكيف البيئي القوي، والقياس عن بعد، وانخفاض استهلاك الطاقة، وهي ناضجة بشكل متزايد في تطبيق إنترنت الأشياء. على سبيل المثال، هيدروفون الألياف الضوئية هو نوع من أجهزة استشعار الصوت التي تأخذ الألياف الضوئية كعنصر حساس، ومستشعر درجة حرارة الألياف الضوئية.

• مستشعر الموجات الصوتية السطحية

مستشعر الموجات الصوتية السطحية (SAW) هو مستشعر يستخدم جهاز الموجات الصوتية السطحية كعنصر استشعار. تنعكس المعلومات المقاسة من خلال تغير سرعة أو تردد الموجة الصوتية السطحية في جهاز الموجات الصوتية SURFACE، ويتم تحويلها إلى مستشعر إخراج الإشارة الكهربائية. إنه جهاز استشعار معقد مع مجموعة واسعة من أجهزة الاستشعار. ويشمل بشكل أساسي مستشعر ضغط الموجة الصوتية السطحية، مستشعر درجة حرارة الموجة الصوتية السطحية، مستشعر الجينات البيولوجي للموجة الصوتية السطحية، مستشعر الغاز الكيميائي للموجة الصوتية السطحية والمستشعر الذكي، إلخ.

إلى جانب مستشعر الألياف الضوئية السلبي ذو الحساسية العالية، يمكن قياس المسافة، وخصائص استهلاك الطاقة المنخفض، وأجهزة استشعار الموجات الصوتية السطحية السلبية تستخدم تغيير تردد Hui لتخمين تغيير السرعة، لذلك يمكن أن يكون تغيير الفحص إلى القياس الخارجي أمرًا سهلاً للغاية دقيقة، وفي الوقت نفسه، فإن خصائص الحجم الصغير والوزن الخفيف وانخفاض استهلاك الطاقة يمكن أن تسمح لها بالحصول على خصائص حرارية وميكانيكية جيدة، وتبشر بعصر جديد من أجهزة الاستشعار اللاسلكية الصغيرة. يستخدم على نطاق واسع في المحطات الفرعية والقطارات والفضاء وغيرها من المجالات.

• مستشعر سلبي يعتمد على مواد الطاقة

تستخدم أجهزة الاستشعار السلبية المعتمدة على مواد الطاقة، كما يوحي الاسم، الطاقة الشائعة في الحياة لتحويل الطاقة الكهربائية، مثل الطاقة الضوئية والطاقة الحرارية والطاقة الميكانيكية وما إلى ذلك. يتميز المستشعر السلبي المعتمد على مواد الطاقة بمزايا النطاق العريض، والقدرة القوية على مقاومة التداخل، والحد الأدنى من الإزعاج للكائن المقاس، والحساسية العالية، ويستخدم على نطاق واسع في مجالات القياس الكهرومغناطيسي مثل الجهد العالي، والبرق، وقوة مجال الإشعاع القوي، ميكروويف عالي الطاقة وما إلى ذلك.

الجمع بين أجهزة الاستشعار السلبية والتقنيات الأخرى

في مجال إنترنت الأشياء، يتم استخدام أجهزة الاستشعار السلبية على نطاق واسع، وتم نشر أنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار السلبية. على سبيل المثال، تم إنشاء أجهزة استشعار مدمجة مع NFC وRFID وحتى wifi وBluetooth وUWB و5G وغيرها من التقنيات اللاسلكية. في الوضع السلبي، يحصل المستشعر على الطاقة من إشارات الراديو في البيئة من خلال الهوائي، ويتم تخزين بيانات المستشعر في الذاكرة غير المتطايرة، والتي يتم الاحتفاظ بها عندما لا يتم توفير الطاقة.

وأجهزة استشعار سلالة النسيج السلبية اللاسلكية القائمة على تقنية RFID، فهي تجمع بين تقنية RFID والمواد النسيجية لتشكيل معدات ذات وظيفة استشعار الضغط. يعتمد مستشعر سلالة النسيج RFID وضع الاتصال والحث لتقنية علامة UHF RFID السلبية، ويعتمد على الطاقة الكهرومغناطيسية للعمل، ولديه إمكانات التصغير والمرونة، ويصبح خيارًا محتملاً للأجهزة القابلة للارتداء.

في نهايةالمطاف

إنترنت الأشياء السلبي هو اتجاه التطوير المستقبلي لإنترنت الأشياء. باعتبارها رابطًا لإنترنت الأشياء السلبي، لم تعد متطلبات أجهزة الاستشعار مقتصرة على استهلاك الطاقة المصغر والمنخفض. سيكون إنترنت الأشياء السلبي أيضًا اتجاهًا تنمويًا يستحق المزيد من التطوير. مع النضج المستمر والابتكار في تكنولوجيا الاستشعار السلبي، سيكون تطبيق تكنولوجيا الاستشعار السلبي أكثر اتساعًا.