ما هي مميزات الحساسات الذكية في المستقبل؟ - الجزء الأول

(ملاحظة المحرر: هذه المقالة مترجمة من ulinkmedia.)

أصبحت أجهزة الاستشعار في كل مكان. لقد كانت موجودة قبل فترة طويلة من ظهور الإنترنت، وبالتأكيد قبل وقت طويل من إنترنت الأشياء (IoT). تتوفر أجهزة الاستشعار الذكية الحديثة لعدد أكبر من التطبيقات أكثر من أي وقت مضى، والسوق يتغير، وهناك العديد من العوامل الدافعة للنمو.

السيارات والكاميرات والهواتف الذكية وآلات المصانع التي تدعم إنترنت الأشياء ليست سوى عدد قليل من أسواق التطبيقات العديدة لأجهزة الاستشعار.

• أجهزة الاستشعار في العالم المادي للإنترنت

مع ظهور إنترنت الأشياء، ورقمنة التصنيع (نسميها الصناعة 4.0)، وجهودنا المستمرة للتحول الرقمي في جميع قطاعات الاقتصاد والمجتمع، يتم تطبيق أجهزة الاستشعار الذكية في مختلف الصناعات ويتزايد سوق أجهزة الاستشعار. تنمو بشكل أسرع وأسرع.

وفي الواقع، تعتبر أجهزة الاستشعار الذكية، في بعض النواحي، الأساس "الحقيقي" لإنترنت الأشياء. في هذه المرحلة من نشر إنترنت الأشياء، لا يزال العديد من الأشخاص يعرّفون إنترنت الأشياء من حيث أجهزة إنترنت الأشياء. غالبًا ما يُنظر إلى إنترنت الأشياء على أنها شبكة من الأجهزة المتصلة، بما في ذلك أجهزة الاستشعار الذكية. يمكن أيضًا أن تسمى هذه الأجهزة بأجهزة الاستشعار.

لذا فهي تشمل تقنيات أخرى مثل أجهزة الاستشعار والاتصالات التي يمكنها قياس الأشياء وتحويل ما تقيسه إلى بيانات يمكن تطبيقها بعد ذلك بطرق مختلفة. الغرض وسياق التطبيق (على سبيل المثال، ما هي تقنية الاتصال المستخدمة) يحدد أجهزة الاستشعار المستخدمة.

أجهزة الاستشعار وأجهزة الاستشعار الذكية – ماذا في الاسم؟

• تعريفات أجهزة الاستشعار وأجهزة الاستشعار الذكية

تعد أجهزة الاستشعار وأجهزة إنترنت الأشياء الأخرى هي الطبقة الأساسية لمجموعة تكنولوجيا إنترنت الأشياء. إنهم يلتقطون البيانات التي تحتاجها تطبيقاتنا ويمررونها إلى أنظمة الاتصالات العليا والأنظمة الأساسية. كما شرحنا في مقدمتنا لتكنولوجيا إنترنت الأشياء، يمكن أن يستخدم "مشروع" إنترنت الأشياء أجهزة استشعار متعددة. يعتمد نوع وعدد أجهزة الاستشعار المستخدمة على متطلبات المشروع وذكاء المشروع. لنأخذ على سبيل المثال منصة نفطية ذكية: يمكن أن تحتوي على عشرات الآلاف من أجهزة الاستشعار.

• تعريف أجهزة الاستشعار

أجهزة الاستشعار عبارة عن محولات، مثل ما يسمى بالمشغلات. تعمل أجهزة الاستشعار على تحويل الطاقة من شكل إلى آخر. بالنسبة لأجهزة الاستشعار الذكية، يعني هذا أن أجهزة الاستشعار يمكنها "استشعار" الظروف داخل وحول الأجهزة المتصلة بها والأشياء المادية التي تستخدمها (الحالات والبيئات).

يمكن لأجهزة الاستشعار اكتشاف وقياس هذه المعلمات أو الأحداث أو التغييرات وإبلاغها إلى الأنظمة ذات المستوى الأعلى والأجهزة الأخرى التي يمكنها بعد ذلك استخدام البيانات للمعالجة والتحليل وما إلى ذلك.

المستشعر هو جهاز يكتشف أو يقيس أو يشير إلى أي كمية فيزيائية محددة (مثل الضوء أو الحرارة أو الحركة أو الرطوبة أو الضغط أو كيان مماثل) عن طريق تحويلها إلى أي شكل آخر (نبضات كهربائية في المقام الأول) (من: United Market معهد البحوث).

تشمل المعلمات والأحداث التي يمكن لأجهزة الاستشعار "استشعارها" وتوصيلها الكميات الفيزيائية مثل الضوء والصوت والضغط ودرجة الحرارة والاهتزاز والرطوبة ووجود تركيبة كيميائية معينة أو غاز معين والحركة ووجود جزيئات الغبار وما إلى ذلك.

من الواضح أن أجهزة الاستشعار جزء مهم من إنترنت الأشياء ويجب أن تكون دقيقة للغاية لأن أجهزة الاستشعار هي المكان الأول للحصول على البيانات.

عندما يستشعر المستشعر المعلومات ويرسلها، يتم تنشيط المشغل وتشغيله. يستقبل المشغل الإشارة ويحدد الحركة التي يحتاجها لاتخاذ إجراء في البيئة. الصورة أدناه تجعلها ملموسة أكثر وتظهر بعض الأشياء التي يمكن أن "نشعر بها". تختلف مستشعرات إنترنت الأشياء من حيث أنها تأخذ شكل وحدات استشعار أو لوحات تطوير (مصممة عادةً لحالات استخدام وتطبيقات محددة) وما إلى ذلك.

• تعريف المستشعر الذكي

تم استخدام مصطلح "ذكي" مع العديد من المصطلحات الأخرى قبل استخدامه مع إنترنت الأشياء. المباني الذكية، وإدارة النفايات الذكية، والمنازل الذكية، والمصابيح الذكية، والمدن الذكية، وإضاءة الشوارع الذكية، والمكاتب الذكية، والمصانع الذكية وما إلى ذلك. وبالطبع أجهزة الاستشعار الذكية.

تختلف أجهزة الاستشعار الذكية عن أجهزة الاستشعار من حيث أن أجهزة الاستشعار الذكية عبارة عن منصات متقدمة تحتوي على تقنيات مدمجة مثل المعالجات الدقيقة والتخزين والتشخيص وأدوات الاتصال التي تحول إشارات التغذية الراجعة التقليدية إلى رؤى رقمية حقيقية (Deloitte)

في عام 2009، قامت الجمعية الدولية لأجهزة استشعار التردد (IFSA) باستطلاع رأي العديد من الأشخاص من الأوساط الأكاديمية والصناعية لتحديد جهاز استشعار ذكي. بعد التحول إلى الإشارات الرقمية في الثمانينيات وإضافة مجموعة من التقنيات الجديدة في التسعينيات، يمكن تسمية معظم أجهزة الاستشعار بأجهزة الاستشعار الذكية.

وشهدت التسعينيات أيضًا ظهور مفهوم “الحوسبة الشاملة”، والذي يعتبر عاملاً مهمًا في تطور إنترنت الأشياء، خاصة مع تقدم الحوسبة المدمجة. في منتصف التسعينيات تقريبًا، استمر تطوير وتطبيق الإلكترونيات الرقمية والتقنيات اللاسلكية في وحدات الاستشعار في النمو، وأصبح نقل البيانات على أساس الاستشعار وما إلى ذلك ذا أهمية متزايدة. واليوم، أصبح هذا واضحًا في إنترنت الأشياء. في الواقع، ذكر بعض الأشخاص شبكات الاستشعار قبل ظهور مصطلح إنترنت الأشياء. لذلك، كما ترون، لقد حدث الكثير في مجال أجهزة الاستشعار الذكية في عام 2009.