انواع سنسور و کاربردهای آنها در اینترنت اشیاء

اینترنت اشیاء یکی از مهمترین و امیدوارکننده ترین مباحث تکنولوژیکی امروزه است. برخی محققان تخمین زده اند که بیش از 20 میلیارد دستگاه در اين زمينه وجود دارد. در اطراف ما نيز تلفن های هوشمند و دستگاه هايي وجود دارد که همه از سنسورها استفاده می کنند.

امروزه ، سنسور هوشمند نقش مهمی در زندگی روزمره ما دارند و براي مواردي چون وضعیت سلامتی (ضربان قلب) ، کیفیت هوا ، امنیت خانه به كار مي روند و به طور گسترده در اینترنت صنعتی اشیاء (IIoT) برای نظارت بر فرایندهای تولید استفاده می شوند.
به همین دلایل ، مهم است که بدانیم سنسورها چگونه کار می کنند و چگونه می توانیم از آنها استفاده کنیم

اینترنت اشیاء(Iot) چیست؟

برنامه های اینترنت اشیاء (IoT) برای زیرساخت های شهری ، کارخانه ها و دستگاه های خانگي از طریق اینترنت استفاده می شود.
در اصل سنسور هوشمند وسیله ای است که از محیط فیزیکی ورودی می گیرد و از منابع محاسباتی داخلی براي پردازش داده ها كمك مي گيرد.
در اصل سنسورهای هوشمند جمع آوری دقیق و خودکار داده های محیطی را امکان پذیر می کنند. این دستگاه ها برای نظارت و کنترل مکانیسم ها در محیط های مختلفی از جمله شبکه های هوشمند ، شناسایی میدان جنگ ، اکتشاف و تعداد زیادی کاربردهاي علمی ديگر مورد استفاده قرار می گیرند.

سنسور هوشمند چیست؟

به طور کلی سنسور وسیله ای است که قادر به تشخیص تغییرات محیطي مي باشد. البته به خودی خود یک سنسور بی فایده است ، اما وقتی از آن در یک سیستم الکترونیکی استفاده شود،نقش اساسی پيدا مي كند زيرا كه قادر به اندازه گیری پدیده هاي فیزیکی (مانند دما ، فشار و غیره) است .
چند سنسور رایج که در زندگی روزمره ما بسیار مورد استفاده قرار مي گيرند، عبارتند از دماسنج ، سنسور فشار ، سنسور نور ، شتاب سنج ، ژیروسکوپ ، سنسور حرکت ، سنسورهای گازی و غيره
یک سنسور را می توان با استفاده از چندین ویژگی زير توصیف کرد:
• محدوده: حداکثر و حداقل مقادیري که سنسور می تواند اندازه گیری کند.
• حساسیت: حداقل تغییر در پارامتر اندازه گیری شده که باعث تغییر قابل تشخیص در سیگنال هاي خروجی می شود.
• وضوح تصویر: حداقل تغییر در پدیده ای است که سنسور قادر به تشخیص آن است.

نحوه استفاده از سنسورها در IoT يا اينترنت اشياء
قیمت پایین سنسورها اين امكان را می دهد تا به راحتی از آنها در پروژه های IoT استفاده شود. چندین سنسور مختلف در بازار وجود دارد که بسته به ویژگی ها و مشخصات آنها برای پروژه های مختلف به كار مي روند.

برخی از انواع متداول سنسورهای IoT

سنسور دما :
این سنسور میزان انرژی گرمایي حاصل از یک جسم یا محیط اطراف را اندازه گیری می کند و در سیستم های تهویه مطبوع ، یخچال و فریزر و دستگاه های مشابه برای کنترل محیط مورد استفاده قرار می گیرند. همچنین در فرآیندهای تولیدی ، کشاورزی ، صنعت بهداشت و خانه هوشمند نيز كاربرد دارد.
سنسورهای دما تقریباً در هر محیط IoT ، از تولید گرفته تا کشاورزی قابل استفاده هستند. از سنسورها برای نظارت بر دمای دستگاهها و همچنين در کشاورزی برای نظارت بر دمای خاک ، آب و گیاهان استفاده مي شود.

سنسورهای رطوبت:
میزان بخار آب در هوا یا رطوبت بر انسان و همچنین بسیاری از فرایندهای تولیدي صنایع تأثیر گذار است،بنابراین نظارت بر رطوبت از اهمیت بسياري برخوردار است.
سنسور حرکت:
سنسورهای حرکتی نه تنها برای مقاصد امنیتی بلکه براي کنترل اتوماتیک درب ، پارکینگ ، خشک کن های دستی ، سیستم های مدیریت انرژی و غیره نیز مورد استفاده قرار می گیرند. سنسور مادون قرمز يک سنسور حرکتي محبوب برای بسياري از پروژه ها مي باشد.
سنسور گازی:
از این سنسورها برای تشخیص گازهای سمی و فرايندهاي الکتروشیمیایی مورد استفاده قرار مي گيرد.
سنسورهای دود:
سنسور دود مدت زیادی است که در خانه ها و صنایع مورد استفاده قرار می گرفته است. حتي با ظهور IoT ، کاربرد آنها راحت تر و ايمني تر نيز شده است.

سنسور فشار:
این سنسورها در سیستم IoT برای نظارت بر سیستم ها و دستگاه هایی که توسط سیگنال های فشار هستند ، به كار مي روند. سنسورهاي دیجیتال در تلفن های همراه ، دستگاه های ناوبری GPS و تجهیزات فضایي كاربرد دارد. همچنین از سنسورهای فشار در خودروهای هوشمند و هواپیماهای برای تعیین نیرو و ارتفاع استفاده می شود.
سنسور تصویر:
این سنسورها در دوربین های دیجیتال ، سیستم های تصویربرداری پزشکی ، تجهیزات دید در شب ، دستگاه های تصویربرداری حرارتی ، رادارها و سیستم های بیومتریک استفاده می شوند. در دفاتر و ساختمانهای شرکتی نيز از آنها برای نظارت بر کارمندان و فعالیتهای مختلف شان از طریق شبکه IoT مي باشد..
در كل این سنسورها در تلفن های هوشمند ، وسایل نقلیه ، هواپیما و سایر برنامه ها برای تشخیص جهت شی ، لرزش ، شیب ، حرکت ، موقعیت یابی استفاده می شوند و همچنين در انواع مختلف شتاب سنج ها از قبيل شتاب سنجهای هال-اثر ، شتاب سنجهای خازنی و شتاب سنجهای پیزو الکتریک كاربرد دارد.

خلاصه

امروزه سنسورها در عملکرد بسیاری از مشاغل ،بسیار مهم هستند و به عنوان هشدار دهنده در مشکلات احتمالی عمل مي كنند و این امکان را به مشاغل می دهد که هزينه هاي تعمیر و نگهداری و خرابی هاي پرهزینه را پيش بيني كنند. در اصل سنسورها در اشکال و اندازه های مختلفی ارائه می شوند، برخی از آنها قابليت نظارت و اندازه گیری بر داده را  نیز دارند.
تاريخ نشان داده است كه پيشرفت ها در علم و مهندسي ، محرک هاي مهمي را در توسعه فن آوري هاي حسگر ايجاد كرده است. به عنوان مثال ، حساسیت دما در برابر مقاومت الکتریکی در اوایل دهه 1800 مورد توجه قرار گرفت.

حسگرهای مقرون به صرفه با کارایی بالا در زندگی روزمره و دفاع ملی نقش مهمی داشته اند. اخیراً با پیشرفت پردازش سیلیکون ها در مقیاس بزرگ ، عصر جدیدی در فناوری سنسور بوجود آمده است و از این طریق امکاناتی را برای سنسورهای جدید با ویژگی های پیشرفته با هزینه کمتر فراهم كرده است.

منابع:

https://behrtech.com/blog/top-10-iot-sensor-types

http://www.ulalalab.com/what-is-a-smart-sensor

https://internetofthingsagenda.techtarget.com/definition/smart-sensor