ما هي ميزة أجهزة الاستشعار الذكية في المستقبل؟ - الجزء الأول

(ملاحظة المحرر: تم ترجمة هذه المقالة من موقع ulinkmedia.)

أصبحت أجهزة الاستشعار منتشرة في كل مكان. فقد كانت موجودة قبل الإنترنت بوقت طويل، وبالتأكيد قبل إنترنت الأشياء (IoT). أصبحت أجهزة الاستشعار الذكية الحديثة متاحة لتطبيقات أكثر من أي وقت مضى، والسوق في تغير مستمر، وهناك العديد من عوامل النمو.

إن 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 (نطلق عليها الصناعة 4.0) وجهودنا المستمرة للتحول الرقمي في جميع قطاعات الاقتصاد والمجتمع، يتم تطبيق أجهزة الاستشعار الذكية في مختلف الصناعات وينمو سوق أجهزة الاستشعار بشكل أسرع وأسرع.

في الواقع، تُعدّ المستشعرات الذكية، من بعض النواحي، الأساس "الحقيقي" لإنترنت الأشياء. في هذه المرحلة من انتشار إنترنت الأشياء، لا يزال الكثيرون يُعرّفونه من حيث أجهزته. غالبًا ما يُنظر إلى إنترنت الأشياء على أنه شبكة من الأجهزة المتصلة، بما في ذلك المستشعرات الذكية. ويمكن أيضًا تسمية هذه الأجهزة بأجهزة الاستشعار.

لذا، فهي تشمل تقنيات أخرى، مثل أجهزة الاستشعار والاتصالات، قادرة على قياس الأشياء وتحويل ما تقيسه إلى بيانات يمكن تطبيقها بطرق مختلفة. ويحدد غرض التطبيق وسياقه (على سبيل المثال، تقنية الاتصال المستخدمة) أجهزة الاستشعار المستخدمة.

أجهزة الاستشعار وأجهزة الاستشعار الذكية – ما هو الاسم؟

• تعريفات المستشعرات والمستشعرات الذكية

تُشكّل المستشعرات وأجهزة إنترنت الأشياء الأخرى الطبقة الأساسية لمجموعة تقنيات إنترنت الأشياء. فهي تلتقط البيانات التي تحتاجها تطبيقاتنا وتنقلها إلى أنظمة الاتصالات والمنصات الأعلى. وكما شرحنا في مقدمتنا عن تقنية إنترنت الأشياء، يمكن لأي مشروع إنترنت الأشياء استخدام عدة مستشعرات. ويعتمد نوع وعدد المستشعرات المستخدمة على متطلبات المشروع وذكائه. لنأخذ منصة نفط ذكية كمثال: يمكن أن تحتوي على عشرات الآلاف من المستشعرات.

• تعريف المستشعرات

المستشعرات محولات، مثل ما يُسمى بالمشغلات. تُحوّل المستشعرات الطاقة من شكل إلى آخر. بالنسبة للمستشعرات الذكية، يعني هذا أنها قادرة على "استشعار" الظروف داخل الأجهزة المتصلة بها وحولها، وكذلك الأجسام المادية التي تستخدمها (الحالات والبيئات).

يمكن لأجهزة الاستشعار اكتشاف هذه المعلمات أو الأحداث أو التغييرات وقياسها ونقلها إلى أنظمة ذات مستوى أعلى وأجهزة أخرى يمكنها بعد ذلك استخدام البيانات للتلاعب بها وتحليلها 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: معهد أبحاث السوق المتحدة).

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

من الواضح أن أجهزة الاستشعار تشكل جزءًا مهمًا من إنترنت الأشياء ويجب أن تكون دقيقة للغاية لأن أجهزة الاستشعار هي المكان الأول للحصول على البيانات.

عندما يستشعر المستشعر المعلومات ويرسلها، يُفعّل المُشغّل ويبدأ العمل. يستقبل المُشغّل الإشارة ويُحدّد الحركة اللازمة لتنفيذ الإجراءات في البيئة. الصورة أدناه تُضفي عليها طابعًا ملموسًا وتُظهر بعضًا مما يُمكننا "الشعور به". تختلف مستشعرات إنترنت الأشياء في أنها تتخذ شكل وحدات استشعار أو لوحات تطوير (مُصمّمة عادةً لحالات استخدام وتطبيقات مُحدّدة)، وما إلى ذلك.

• تعريف المستشعر الذكي

استُخدم 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، وغيرها. وبالطبع، أجهزة الاستشعار الذكية.

تختلف أجهزة الاستشعار الذكية عن أجهزة الاستشعار الأخرى في أن أجهزة الاستشعار الذكية عبارة عن منصات متقدمة مزودة بتقنيات مدمجة مثل المعالجات الدقيقة وأدوات التخزين والتشخيص والاتصال التي تعمل على تحويل إشارات التغذية الراجعة التقليدية إلى رؤى رقمية حقيقية (ديلويت)

في عام ٢٠٠٩، أجرت الجمعية الدولية لمستشعرات التردد (IFSA) استطلاعًا لآراء عدد من الأكاديميين والصناعيين لتعريف المستشعر الذكي. بعد التحول إلى الإشارات الرقمية في ثمانينيات القرن الماضي وإضافة مجموعة من التقنيات الجديدة في تسعينياته، أصبح من الممكن تسمية معظم المستشعرات بمستشعرات ذكية.

شهدت التسعينيات أيضًا ظهور مفهوم "الحوسبة الشاملة"، الذي يُعد عاملًا مهمًا في تطوير إنترنت الأشياء، لا سيما مع تطور الحوسبة المدمجة. في منتصف التسعينيات تقريبًا، استمر نمو تطوير وتطبيق الإلكترونيات الرقمية والتقنيات اللاسلكية في وحدات الاستشعار، وازدادت أهمية نقل البيانات عبر الاستشعار وما إلى ذلك. يتجلى هذا اليوم بوضوح في إنترنت الأشياء. في الواقع، ذكر البعض شبكات الاستشعار قبل ظهور مصطلح إنترنت الأشياء. لذا، كما ترون، شهد عام ٢٠٠٩ تطورات كبيرة في مجال أجهزة الاستشعار الذكية.