حسگرها
یک حسگر دقیقاً همان کاری را انجام میدهد که نامش نشان میدهد: حس میکند. به طور خاص، حسگر یک کمیت فیزیکی را اندازهگیری میکند و آن اندازهگیری را به یک نمایش دیجیتال تبدیل میکند. این نمایش دیجیتال معمولاً به دستگاه دیگری برای تبدیل شدن به دادههای مفیدی که دستگاههای هوشمند یا انسانها میتوانند از آن استفاده کنند، منتقل میشود.
به طور طبیعی، میتوان بین انسانها و استفاده از پنج حس آنها برای یادگیری در مورد محیط اطرافشان، مقایسهای قائل شد. حواس انسان به طور مستقل در انزوا عمل نمیکنند. در عوض، آنها یکدیگر را تکمیل میکنند و با هم محاسباتی را انجام میدهند و به مغز انسان قدرت میدهند تا تصمیمات هوشمندانه بگیرد. مغز تصمیمگیرندهی نهایی است و اغلب از چندین منبع ورودی حسی برای تأیید یک رویداد و جبران اطلاعات «ناقص» استفاده میکند.
حسگرها به دادههای حسی شبیه انسان محدود نمیشوند. آنها میتوانند هر چیزی را که ارزش اندازهگیری داشته باشد، اندازهگیری کنند. در واقع، آنها قادرند طیف بسیار گستردهای از دادههای اندازهگیری غنی و متنوع را با دقت بسیار بیشتری نسبت به حواس انسان ارائه دهند؛ حسگرها قابلیتهای حسی فرا انسانی را ارائه میدهند. این بعد اضافی از دادهها، دنیای فیزیکی را به بهشدت باارزش از اطلاعات تبدیل میکند.
حسگرها را میتوان به راحتی در هر جسم فیزیکی که به راحتی از طریق شبکههای سیمی یا بیسیم به اینترنت متصل میشوند، جاسازی کرد. از آنجایی که این اشیاء میزبان متصل با قابلیتهای حسگری چندبعدی با یکدیگر و سیستمهای خارجی ارتباط برقرار میکنند، میتوانند محیط خود را تفسیر کرده و تصمیمات هوشمندانه بگیرند. اتصال دستگاههای حسگر به این روش، دنیای اینترنت اشیاء و یک پارادایم کاملاً جدید از هوش تجاری را به وجود آورده است.
راههای مختلفی برای گروهبندی و دستهبندی حسگرها در دستههای مختلف وجود دارد، از جمله موارد زیر:
فعال یا غیرفعال: حسگرها را میتوان بر اساس اینکه خروجی انرژی تولید میکنند و معمولاً به منبع تغذیه خارجی نیاز دارند (فعال) یا اینکه به سادگی انرژی دریافت میکنند و معمولاً به منبع تغذیه خارجی نیاز ندارند (غیرفعال)، دستهبندی کرد.
تهاجمی یا غیرتهاجمی: حسگرها را میتوان بر اساس اینکه آیا حسگر بخشی از محیطی است که اندازهگیری میکند (تهاجمی) یا خارجی آن است (غیرتهاجمی)، دستهبندی کرد.
تماسی یا غیرتماسی: حسگرها را میتوان بر اساس اینکه نیاز به تماس فیزیکی با چیزی که اندازهگیری میکنند (تماسی) دارند یا خیر (غیرتماسی)، دستهبندی کرد.
مطلق یا نسبی: حسگرها را میتوان بر اساس اینکه در یک مقیاس مطلق (مطلق) یا بر اساس اختلاف با یک مقدار مرجع ثابت یا متغیر (نسبی) اندازهگیری میکنند، دستهبندی کرد.
زمینه کاربرد: حسگرها را میتوان بر اساس صنعت خاصی که در آن استفاده میشوند، دستهبندی کرد.
نحوهی اندازهگیری حسگرها: حسگرها را میتوان بر اساس مکانیزم فیزیکی مورد استفاده برای اندازهگیری ورودی حسی (به عنوان مثال، ترموالکتریک، الکتروشیمیایی، پیزورزیستیو، نوری، الکتریکی، سیال مکانیکی، فتو الاستیک) دستهبندی کرد.
حسگرها را میتوان بر اساس کاربردها یا متغیرهای فیزیکی که اندازهگیری میکنند، دستهبندی کرد.
موقعیت: حسگر موقعیت، مکان یک شیء را اندازهگیری میکند. اندازهگیری موقعیت میتواند مطلق (حسگر موقعیت مطلق) یا نسبی (حسگر جابجایی) باشد. حسگرهای موقعیت میتوانند خطی، زاویهای یا چند محوره باشند. نمونههایی از حسگرهای موقعیت عبارتند از: پتانسیومتر، سنجش شیب، حسگر مجاورت
تشخیص حضور و حرکت: حسگرهای تشخیص حضور، وجود افراد و حیوانات را در یک منطقه تحت نظارت تشخیص میدهند، در حالی که حسگرهای حرکت، حرکت افراد و اشیاء را تشخیص میدهند. تفاوت بین این دو این است که حسگرهای تشخیص حتی زمانی که فردی ساکن است، سیگنال تولید میکنند، در حالی که حسگرهای حرکت چنین نمیکنند. نمونههایی از این نوع حسگرها عبارتند از: چشم الکترونیکی، رادار
سرعت و شتاب: حسگرهای سرعت (سرعت حرکت) ممکن است خطی یا زاویهای باشند و نشان دهند که یک شیء چقدر سریع در یک خط مستقیم حرکت میکند یا چقدر سریع میچرخد. حسگرهای شتاب، تغییرات سرعت را اندازهگیری میکنند. نمونههایی از این نوع حسگرها عبارتند از: شتابسنج، ژیروسکوپ
نیرو: حسگرهای نیرو تشخیص میدهند که آیا نیروی فیزیکی اعمال شده است یا خیر و آیا مقدار نیرو فراتر از یک آستانه است. نمونههایی از این نوع حسگرها عبارتند از: سنجشگر نیرو، ویسکومتر، حسگر لمسی (حسگر لمس)
فشار: حسگرهای فشار با حسگرهای نیرو مرتبط هستند و نیروی اعمال شده توسط مایعات یا گازها را اندازهگیری میکنند. فشار بر حسب نیرو بر واحد سطح اندازهگیری میشود. نمونههایی از این نوع حسگرها عبارتند از: فشارسنج، فشارسنج بوردون، پیزومتر
جریان: حسگرهای جریان، سرعت جریان سیال را تشخیص میدهند. آنها حجم (جریان جرمی) یا سرعت (سرعت جریان) سیالی را اندازهگیری میکنند که در یک دوره زمانی معین از یک سیستم عبور کرده است. نمونههایی از این نوع حسگرها عبارتند از: سرعتسنج، حسگر جریان جرمی، کنتور آب
صوتی: حسگرهای صوتی سطوح صدا را اندازهگیری میکنند و آن اطلاعات را به سیگنالهای دادهی دیجیتال یا آنالوگ تبدیل مینمایند. نمونههایی از این نوع حسگرها عبارتند از: میکروفون، ژئوفون، هیدروفون