ذكي استشعار السلبي يجلب خيارات جديدة في كل مكان الاستشعار ، والتي يمكن رصد الضغط ، درجة الحرارة ، الرطوبة أو المسافة ، والقضاء على المشاكل التقليدية في أجهزة الاستشعار الذكية ، مثل حجم استهلاك الطاقة والتكلفة . يمكن للمصممين الآن توسيع الأنظمة الذكية والشبكات من الأشياء في المناطق والتطبيقات التي كانت صعبة الوصول إليها ، دون قيود الحجم أو الأسعار .

الاعتماد المتزايد على تكنولوجيا الإنترنت من الأشياء ( IOT ) قد دفع الطلب على أجهزة الاستشعار التي يمكن نشرها بسهولة من كميات صغيرة إلى كميات كبيرة ، وتوفير انخفاض تكاليف التوسع والصيانة المجانية .

التقدم التكنولوجي يجعل من الممكن ربط العديد من أنواع مختلفة من المعدات . الترابط الذي بدأ مع الهواتف الذكية قد تطورت إلى شبكات من الحرارة ، والأجهزة المنزلية ، والسيارات ، وغيرها من الأجهزة المعروفة باسم إنترنت الأشياء ( IOT ) . إنترنت الأشياء تتكون من العديد من الأجهزة التي تنقل البيانات ذهابا وإيابا من خلال واجهات مختلفة . مع تزايد عدد أجهزة الربط البيني ، المزيد من البيانات المطلوبة .

أجهزة الاستشعار الالكترونية تستخدم عادة لجمع البيانات من الأجهزة المترابطة . أجهزة الاستشعار هي الأجهزة التي تحول الخصائص الفيزيائية أو البيئية مثل درجة الحرارة والرطوبة إلى إشارات كهربائية .

الطلب على البيانات أدى إلى نمو سوق أنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار ، مثل درجة الحرارة ، الرطوبة ، الضغط ، وأجهزة الاستشعار عن بعد التي توفر البيانات اللازمة لتشغيل النظام . أجهزة الاستشعار الإلكترونية سوف تصبح أكثر انتشارا بسبب الطاقة الحركية من الإنترنت من الأشياء التي تتعامل مع البيانات من مصادر مختلفة . أجهزة الاستشعار في السوق من المتوقع أن تتجاوز 38 مليار دولار بحلول عام 2022 ، وفقا للأسواق والأسواق . الحاجة إلى الحصول على مزيد من البيانات من أجهزة الاستشعار من مواقع أكثر من شأنه أن يعزز تطوير أجهزة الاستشعار الجديدة التي هي أصغر حجما ، وانخفاض استهلاك الطاقة ، وأقل تكلفة ، ويمكن نشرها بسهولة أكبر في مساحة ضيقة .

هيكل الاستشعار الالكترونية

أجهزة الاستشعار الالكترونية التقليدية تحتوي على نفس وحدة وظيفية بغض النظر عن التصميم . الوحدة الأساسية من أجهزة الاستشعار هو عنصر الاستشعار الفعلية . عنصر الاستشعار هو جزء من أجهزة الاستشعار التي تستجيب إلى أجهزة الاستشعار البيئة وتحويل الظروف البيئية إلى المعلمات الكهربائية . بالإضافة إلى أجهزة الاستشعار ، وأجهزة الاستشعار تحتاج أيضا إلى إمدادات الطاقة والمكونات الإلكترونية ، وتجهيز البيانات ، وربط الدوائر داخل أجهزة الاستشعار . معظم أجهزة الاستشعار الالكترونية تشمل عنصر الاستشعار ، وحدة السلطة ، وتجهيز البيانات وحدة تقع في كل عقدة الاستشعار . مع الحاجة إلى المزيد من بيانات الاستشعار ، والتكلفة اللازمة لتوسيع العقد الاستشعار متعددة تصبح عقبة أمام بعض التطبيقات . الحجم المادي من أجهزة الاستشعار إمدادات الطاقة والاتصالات وحدة يحد من اختيار أجهزة الاستشعار الصغيرة الحجم ، في حين أن بطارية تعمل بالطاقة أجهزة الاستشعار ينطوي على الصيانة و المشاكل البيئية ، مما يحد من نشر أجهزة الاستشعار في بعض التطبيقات . التكلفة والحجم من أجهزة الاستشعار الالكترونية التقليدية تحد من التوسع في شبكات الاستشعار أو نشر نظم الاستشعار الذكية متعددة أجهزة الاستشعار أو أجهزة الاستشعار المتاح ، مما يعوق المزيد من تطوير إنترنت الأشياء .

ولذلك ، هناك حاجة إلى نهج بديل ، والتي من الناحية المثالية لا تعتمد على ضخمة ومكلفة البطاريات ، وحدات التحكم الجزئي ( MCU ) وما يتصل بها من دوائر . العديد من أجهزة الاستشعار متصلة في وضع الاستعداد أو وضع النوم معظم الوقت لإطالة عمر البطارية ، تحتاج إلى إمدادات الطاقة والذكاء فقط عندما استيقظ على تبادل حزم البيانات الصغيرة مع النظام المضيف . إذا كانت أجهزة الاستشعار يمكن أن يكون مؤقتا مدعوم من مصدر طاقة خارجي و معظم معالجة البيانات تتم من الخارج ، وتوسيع شبكة أجهزة الاستشعار مع الجنس نسبة السعر يمكن أن تتحقق ، والابتكارات مثل أجهزة استشعار متعددة أو أجهزة الاستشعار المتاح يمكن أن تتحقق اقتصاديا .

تقنية واحدة يمكن أن توفر حلا : أجهزة الاستشعار اللاسلكية السلبي قد تم تحميلها من الذاكرة ، استجواب أو إعادة كتابة من خلال قارئ لاسلكي ، وتفعيل الطاقة في مجال الترددات اللاسلكية المرسلة من قبل القارئ . وتتفاعل الاتصالات التقليدية القياسية وقد تم التحقق من أن تكون مستقرة وموثوق بها ، ويوفر منصة قوية لتطوير أجهزة الاستشعار الذكية الجديدة السلبية التي تفصل بين وظيفة الاستشعار عن بعد من إمدادات الطاقة والتحكم في الدائرة المطلوبة من قبل أجهزة الاستشعار الالكترونية التقليدية .

ذكي أجهزة الاستشعار الذكية السلبي السلبي استشعار السلبي يمكن أن تلعب دورا أكثر أهمية في التكنولوجيا وتتفاعل ، والمعايير ، من أجل دعم مريحة وفعالة لتبادل البيانات اللاسلكية . الشكل 1 يبين العناصر الفنية الرئيسية من أجهزة الاستشعار الذكية السلبي ، بما في ذلك هوائي ، كاشف الإثارة ، وأجهزة الاستشعار كتلة التحكم IC .

أجهزة الاستشعار الذكية السلبي التواصل باستخدام معيار الصناعة الفائق جنرال 2 البروتوكول ، ويمكن قراءتها من قبل مناسبة وتتفاعل القارئ . بعض القراء التجارية الثابتة أو المحمولة قد اجتاز اختبار العلامات والوظائف . ansenmei أشباه الموصلات الاستشعار الذكي السلبي يوفر النظام الإيكولوجي بطارية تعمل بالطاقة المحمولة قارئ مع المدمج في الهوائي ، واجهة المستخدم الرسومية ، إنترنت الأشياء وظائف الربط ، ويمكن استخدامها بوصفها مركز جمع بيانات الاستشعار التسمية .

عند القارئ يبدأ الاتصال ، ضبط النفس الاستشعار IC بالكشف عن الرطوبة أو الضغط عن طريق قياس مقاومة التغيير في تحفيز حلقة ، وينقل البيانات الرقمية درجة الحرارة البيانات من أجهزة استشعار درجة الحرارة على رقاقة إلى القارئ . أجهزة الاستشعار رصد العديد من المعلمات ، بما في ذلك الكشف عن المسافة ، الحركة ، أو وجود قوة الإشارة المستقبلة ( RSSI ) ، ودرجة الحرارة والرطوبة . كل أجهزة الاستشعار لديها أيضا برمجة رمز EPC * تحديد الهوية . وتتفاعل الواجهة الأمامية تلقائيا يعوض عن التغيرات البيئية من أجل استشعار الرطوبة ، الضغط ، وغيرها من المعالم .

الشكل 1 : ذكي الاستشعار السلبي يجمع بين التكنولوجيا وتتفاعل مع سلبية ، مكو مجانا * الاستشعار كتلة .

تطبيق نموذجي

منخفضة التكلفة أو يمكن التخلص منها أجهزة الاستشعار السلبي يمكن أن تستفيد من عدد كبير من التطبيقات الهامة . على سبيل المثال ، من خلال رصد درجة الحرارة في مواقع متعددة في اتصال من قواطع دوائر عالية الطاقة في مركز البيانات خادم الرف أو الصناعية التبديل إمدادات الطاقة ، يمكن رصد درجة الحرارة تغيير الاتجاه بسرعة الكشف عن درجة حرارة مرتفعة بشكل غير طبيعي من أجل الصيانة الوقائية أو اتخاذ إجراءات تصحيحية . ذكي أجهزة الاستشعار السلبي ترتبط مباشرة إلى أجزاء مثل غلاف معدني ، جهاز التعبئة والتغليف ، بالوعة الحرارة ، وما إلى ذلك ، يمكن أن تستجيب إلى استفسارات دورية من القراء في جميع أجهزة الاستشعار الترددات اللاسلكية مجموعة .

رصد الاستراتيجية المبينة في الشكل 2 ، على أساس الاستشعار الذكي السلبي ، وتتفاعل القارئ / جهاز الإرسال والاستقبال متصلا سحابة ، يمكن أن توفر أكثر من ذلك بكثير في الوقت الحقيقي ، أكثر فعالية من حيث التكلفة من أساليب أخرى مثل دليل قياس درجة الحرارة أو التصوير الحراري .

الشكل 2 : العديد من أجهزة الاستشعار الذكية السلبي يمكن رصد درجة الحرارة في عدة مواقع في نسبة السعر إلى الأداء العالي .

أجهزة الاستشعار الذكية السلبي التسميات هي أيضا مناسبة للتطبيقات الزراعية الرقمية ، على سبيل المثال ، في رصد الماشية التطبيقات التي يمكن أن تحقق من الأمراض الحيوانية أو التحقق من دورة الإباضة من الماشية . المزارعين أيضا استخدام وتتفاعل العلامات لتحديد وتعقب الحيوانات ، حقن العلامات معايير الصناعة قد أنشئت . من خلال زيادة الاستثمار في المعدات أو النظم ، ذكي أجهزة الاستشعار السلبي يساعد على زيادة تحسين صحة الحيوان وزيادة الإنتاج في تربية الأحياء المائية .

وبالمثل ، فإن استخدام ذكي استشعار السلبي للكشف عن الرطوبة أو الضغط قد تم تطبيقها في مجالات مثل العلاج الطبي ، والاختبار الصناعي ، والسيارات الراحة والسلامة . في المجال الطبي ، وأجهزة استشعار الرطوبة يمكن أن تعلق بشكل غير ملحوظ على ملاءات المستشفيات للكشف عن معدل شغل المريض و السرير الهامش ، غير الغازية استشعار درجة الحرارة يمكن أن تكون مرتبطة إلى الجلد للمريض ، ورصد لاسلكيا باستخدام القرب من القراء .

المزيد من التطبيقات تشمل اختبار تسرب المياه في صناعة السيارات : مجموعة من أجهزة الاستشعار الذكية السلبي بسرعة وسهولة تركيبها في السيارات قبل بدء اختبار تسرب المياه ، والقضاء على العمل اليدوي ، وتبسيط جمع البيانات وتحليلها .

وعلاوة على ذلك ، فإن الرطوبة و الضغط الاستشعار عن بعد للكشف عن حالة حزام المقعد و مسافة إضافية الاستشعار يمكن أن ندرك أكثر ذكاء من الكشف عن موقف سيارات الاحتلال التقليدية السلكية أو نظام كيس الهواء في المقعد . ذكي أجهزة الاستشعار السلبي يمكن أن تميز جسم الإنسان من كائن على مقعد ، ويمكن بسهولة توسيع نطاق الاستشعار إلى مقعد الراكب الخلفي و مقعد متحرك مع القليل من التكلفة الإضافية .

من أتمتة المنزل و السيارات المترابطة إلى الرقابة الصناعية ، واختبار الجودة ، والزراعة ، والعلاج الطبي ، والبناء ، وإدارة سلسلة التوريد وغيرها من التطبيقات ، ذكي استشعار السلبي التسمية يمكن أن تنجز أيضا العديد من تسرب المياه الكشف عن الاحتلال الاستشعار ، ورصد درجة الحرارة أو الرطوبة .

ملخص

ذكي استشعار السلبي يجلب خيارات جديدة في كل مكان الاستشعار ، والتي يمكن رصد الضغط ، درجة الحرارة ، الرطوبة أو المسافة ، والقضاء على المشاكل التقليدية في أجهزة الاستشعار الذكية ، مثل حجم استهلاك الطاقة والتكلفة . يمكن للمصممين الآن توسيع الأنظمة الذكية والشبكات من الأشياء في المناطق والتطبيقات التي كانت صعبة الوصول إليها ، دون قيود الحجم أو الأسعار .