Тамаша! Сенсорлық білімнің жан-жақты қорытындысы

Датчик, ағылшын тілінде сенсор немесе түрлендіргіш ретінде де белгілі, New Webster сөздігінде: «Бір жүйеден қуат алатын және әдетте екінші жүйеге басқа пішінде қуат жіберетін құрылғы» деп анықталған. Бұл анықтамаға сәйкес сенсордың қызметі энергияның бір түрін басқа энергия түріне айналдыру болып табылады, сондықтан көптеген ғалымдар «датчикке» сілтеме жасау үшін «түрлендіргішті» де пайдаланады.

Сенсор – әдетте сезімтал элементтер мен түрлендіру элементтерінен тұратын анықтау құрылғысы, ол ақпаратты өлшей алады және пайдаланушыларға ақпаратты қабылдауға мүмкіндік береді. Трансформация арқылы сенсордағы деректер немесе мән ақпараты ақпаратты беру, өңдеу, сақтау, көрсету, жазу және басқару талаптарын қанағаттандыру үшін электрлік сигналға немесе шығыстың басқа қажетті түріне түрлендіріледі.

01. Сенсордың даму тарихы

1883 жылы әлемдегі алғашқы термостат ресми түрде іске қосылды және оны Уоррен С. Джонсон есімді өнертапқыш жасаған. Бұл термостат температураны белгілі бір дәлдік дәрежесіне дейін сақтай алады, бұл сенсорлар мен сезу технологиясын пайдалану. Ол кезде бұл өте қуатты технология болатын.

1940 жылдардың соңында бірінші инфрақызыл сенсор шықты. Кейіннен көптеген сенсорлар үздіксіз дамыды. Осы уақытқа дейін әлемде датчиктердің 35 000-нан астам түрі бар, олардың саны мен қолданылуы өте күрделі. Қазір сенсорлар мен сенсорлық технологиялар үшін ең ыстық кезең деп айтуға болады.

1987 жылы ADI (Analog Devices) жаңа сенсорды зерттеу мен әзірлеуге инвестиция сала бастады. Бұл сенсор басқалардан ерекшеленеді. Ол MEMS сенсоры деп аталады, ол микроэлектроника және микро өңдеу технологиясы арқылы жасалған сенсордың жаңа түрі. Дәстүрлі датчиктермен салыстырғанда, ол шағын өлшемді, жеңіл салмақты, төмен бағаны, төмен қуат тұтынуды, жоғары сенімділікті, жаппай өндіріске жарамды, оңай интеграциялау және интеллигентизация сипаттамаларына ие. ADI - MEMS зерттеулері мен әзірлемелерімен айналысатын саладағы ең алғашқы компания.

1991 жылы ADI саладағы бірінші High-g MEMS құрылғысын шығарды, ол негізінен автомобильдердегі қауіпсіздік жастықтарының соқтығысуын бақылау үшін қолданылады. Осыдан кейін көптеген MEMS сенсорлары кеңінен әзірленді және ұялы телефондар, электр шамдары және су температурасын анықтау сияқты дәл аспаптарда қолданылды. 2010 жылғы жағдай бойынша әлемде MEMS зерттеулерімен және әзірлемелерімен және өндірісімен айналысатын шамамен 600 бірлік болды.

02. Сенсорлық технологияны дамытудың үш кезеңі

1-кезең: 1969 жылға дейін

Негізінен құрылымдық сенсорлар ретінде көрінеді. Құрылымдық сенсорлар сигналдарды сезіну және түрлендіру үшін құрылымдық параметрлердегі өзгерістерді пайдаланады. Мысалы: электрлік сигналдарды түрлендіру үшін металл материалдар серпімді деформацияға ұшыраған кезде кедергінің өзгеруін пайдаланатын кедергі деформациясы сенсорлары.

2-кезең: 1969 жылдан кейін шамамен 20 жыл

1970 жылдары дами бастаған қатты күйдегі сенсорлар жартылай өткізгіштер, диэлектриктер және магниттік материалдар сияқты қатты компоненттерден тұрады және материалдардың белгілі бір қасиеттерін пайдалана отырып жасалады. Мысалы: сәйкесінше термоэлектрлік әсерді, Холл эффектісін және фотосезімталдық әсерін термопара сенсорларын, Холл сенсорларын және фотосенсорларды жасау үшін пайдалану.

1970 жылдардың аяғында интеграциялық технологияның, молекулалық синтез технологиясының, микроэлектроника технологиясының және компьютерлік технологияның дамуымен біріктірілген сенсорлар пайда болды.

Біріктірілген датчиктер 2 түрін қамтиды: сенсордың өзін біріктіру және сенсорды және одан кейінгі тізбектерді біріктіру. Сенсордың бұл түрі негізінен төмен баға, жоғары сенімділік, жақсы өнімділік және икемді интерфейс сипаттамаларына ие.

Біріктірілген сенсорлар өте қарқынды дамып келеді және қазір сенсорлар нарығының шамамен 2/3 бөлігін құрайды. Олар төмен баға, көп функциялы және сериялау бағытында дамып келеді.

Үшінші кезең: негізінен 20 ғасырдың аяғынан қазіргі уақытқа дейін

Зияткерлік сенсор оның анықтау, өзін-өзі диагностикалау, деректерді өңдеу және сыртқы ақпаратқа бейімделу қабілетін білдіреді. Бұл микрокомпьютер технологиясы мен анықтау технологиясының қосындысының өнімі.

1980 жылдары интеллектуалды сенсорлар енді ғана дами бастады. Бұл кезде интеллектуалды өлшеу негізінен микропроцессорларға негізделген. Сенсор сигналын кондиционерлеу схемасы, микрокомпьютер, жад және интерфейс чипке біріктіріліп, сенсорға жасанды интеллекттің белгілі бір дәрежесін берді.

1990 жылдары интеллектуалды өлшеу технологиясы одан әрі жетілдірілді және интеллект сенсордың бірінші деңгейінде жүзеге асырылды, бұл өзін-өзі диагностикалау функциясына, жад функциясына, көп параметрді өлшеу функциясына және желілік байланыс функциясына ие болды.

03. Датчиктердің түрлері

Қазіргі уақытта әлемде халықаралық стандарттар мен нормалар жетіспейді, сенсорлардың беделді стандартты түрлері тұжырымдалмаған. Оларды тек қарапайым физикалық сенсорларға, химиялық сенсорларға және биосенсорларға бөлуге болады.

Мысалы, физикалық датчиктерге: дыбыс, күш, жарық, магнетизм, температура, ылғалдылық, электр тогы, радиация және т.б.; химиялық датчиктерге мыналар жатады: әртүрлі газ датчиктері, қышқылдық-негіздік рН мәні, иондану, поляризация, химиялық адсорбция, электрохимиялық реакция және т.б.; биологиялық датчиктерге мыналар жатады: фермент электродтары мен медиатор биоэлектрлігі және т.б. Өнімді қолдану мен түзілу процесі арасындағы себепті байланыс өзара байланысты және оларды қатаң түрде жіктеу қиын.

Датчиктердің жіктелуі мен аталуына байланысты негізінен келесі түрлері бар:

(1) Түрлендіру принципі бойынша оларды физикалық сенсорларға, химиялық сенсорларға және биологиялық сенсорларға бөлуге болады.

(2) Датчиктің анықтау ақпараты бойынша оларды акустикалық сенсорларға, жарық сенсорларына, жылу датчиктеріне, күш датчиктеріне, магниттік датчиктерге, газ датчиктеріне, ылғалдылық датчиктеріне, қысым датчиктеріне, иондық датчиктерге және радиация сенсорларына бөлуге болады.

(3) Қуат беру әдісіне сәйкес оларды белсенді немесе пассивті сенсорларға бөлуге болады.

(4) Шығу сигналдары бойынша оларды аналогтық шығыс, сандық шығыс және қосқыш сенсорларға бөлуге болады.

(5) Датчиктерде қолданылатын материалдарға сәйкес оларды келесіге бөлуге болады: жартылай өткізгіш материалдар; кристалды материалдар; керамикалық материалдар; органикалық композициялық материалдар; металл материалдар; полимерлі материалдар; асқын өткізгіш материалдар; талшықты оптикалық материалдар; наноматериалдар және басқа сенсорлар.

(6) Энергияны түрлендіруге сәйкес оларды энергияны түрлендіру сенсорларына және энергияны басқару сенсорларына бөлуге болады.

(7) Өндіріс процесіне сәйкес оларды механикалық өңдеу технологиясына бөлуге болады; композициялық және біріктірілген технология; жұқа пленка және қалың пленка технологиясы; керамикалық агломерация технологиясы; MEMS технологиясы; электрохимиялық технология және басқа да сенсорлар.

Дүние жүзінде коммерцияланған сенсорлардың шамамен 26 000 түрі бар. менің елімде қазірдің өзінде 14 000-ға жуық түрі бар, олардың көпшілігі шартты түрлер мен сорттар; 7000-нан астам түрін коммерцияландыруға болады, бірақ медициналық, ғылыми зерттеулер, микробиология және химиялық талдау сияқты арнайы сорттарда әлі де жетіспеушілік пен олқылықтар бар және технологиялық инновациялар үшін үлкен кеңістік бар.

04. Датчиктердің функциялары

Сенсорлардың функциялары әдетте адамның бес негізгі сезім мүшелерімен салыстырылады:

Фотосезімтал сенсорлар - көру

Акустикалық сенсорлар - есту

Газ сенсорлары - иіс

Химиялық сенсорлар - дәм

Қысымға сезімтал, температураға сезімтал, сұйықтық сенсорлары - жанасу

①Физикалық сенсорлар: күш, жылу, жарық, электр, магнетизм және дыбыс сияқты физикалық әсерлерге негізделген;

②Химиялық датчиктер: химиялық реакциялардың принциптеріне негізделген;

③Биологиялық сенсорлар: ферменттер, антиденелер және гормондар сияқты молекулалық тану функцияларына негізделген.

Компьютерлік дәуірде адамдар миды модельдеу мәселесін шешті, бұл ақпаратты цифрлау үшін 0 және 1 сандарын пайдаланумен және есептерді шешу үшін буль логикасын қолданумен тең; Қазір компьютерден кейінгі дәуір, және біз бес сезімді имитациялай бастаймыз.

Бірақ адамның бес сезімін имитациялау сенсорлар үшін анағұрлым жарқын термин. Салыстырмалы түрде жетілген сенсорлық технология әлі де өнеркәсіптік өлшемдерде жиі қолданылатын күш, үдеу, қысым, температура және т.б. сияқты физикалық шамалар болып табылады. Нағыз адамның сезімдері үшін, соның ішінде көру, есту, жанасу, иіс және дәм, олардың көпшілігі сенсорлар тұрғысынан өте жетілген емес.

Көру мен естуді физикалық шамалар ретінде қарастыруға болады, олар салыстырмалы түрде жақсы, ал жанасу салыстырмалы түрде нашар. Иіс пен дәмге келетін болсақ, олар биохимиялық шамаларды өлшеуді қамтитындықтан, жұмыс механизмі салыстырмалы түрде күрделі және техникалық жетілу сатысынан алыс.

Сенсорлар нарығы іс жүзінде қолданбалармен басқарылады. Мысалы, химия өнеркәсібінде қысым мен ағын датчиктерінің нарығы айтарлықтай үлкен; автомобиль өнеркәсібінде айналу жылдамдығы мен жеделдету сияқты сенсорлардың нарығы өте үлкен. Микроэлектромеханикалық жүйелерге (MEMS) негізделген жеделдету сенсорлары қазір технологияда салыстырмалы түрде жетілген және автомобиль өнеркәсібіне сұранысқа үлкен үлес қосты.

Датчиктердің концепциясы «пайда болғанға» дейін ертедегі өлшеу құралдарында шын мәнінде сенсорлар болды, бірақ олар барлық құралдар жиынтығының құрамдас бөлігі ретінде пайда болды. Сондықтан 1980 жылға дейін Қытайда сенсорларды енгізетін оқулық «Электрлік емес шамаларды электрлік өлшеу» деп аталды.

Датчиктер түсінігінің пайда болуы іс жүзінде өлшеу құралдарын біртіндеп модульизациялаудың нәтижесі болып табылады. Содан бері сенсорлар бүкіл аспаптық жүйеден бөлініп, функционалдық құрылғы ретінде зерттелді, шығарылды және сатылды.

05. Датчиктерге арналған жалпы кәсіби терминдер

Сенсорлар өсіп, дамып келе жатқанда, біз оларды тереңірек түсінеміз. Төмендегі 30 жалпы терминдер жинақталған:

1. Ауқым: өлшеу диапазонының жоғарғы және төменгі шекараларының алгебралық айырмашылығы.

2. Дәлдік: өлшенген нәтиже мен шынайы мән арасындағы сәйкестік дәрежесі.

3. Әдетте сезімтал элементтер мен түрлендіру элементтерінен тұрады:

Сезімтал элементтер өлшенген мәнге тікелей (немесе жауап бере алатын) сенсордың бөлігін білдіреді.

Түрлендіру элементтері сенсордың сезімтал элементпен сезілетін (немесе жауап берген) өлшенетін шаманы тасымалдау және (немесе) өлшеу үшін электрлік сигналға түрлендіруге болатын бөлігін білдіреді.

Шығу белгіленген стандартты сигнал болса, оны таратқыш деп атайды.

4. Өлшеу диапазоны: рұқсат етілген қателік шегіндегі өлшенетін мәндер ауқымы.

5. Қайталанымдылық: барлық келесі шарттарда бірдей өлшенетін шаманың бірнеше ретті өлшеу нәтижелері арасындағы сәйкестік дәрежесі:

Бір өлшем тобы, бірдей бақылаушы, бірдей өлшеу құралы, бірдей орын, бірдей пайдалану шарттары және қысқа уақыт ішінде қайталау.

6. Ажыратымдылық: берілген өлшеу ауқымында сенсор анықтай алатын өлшенетін шаманың ең аз өзгерісі.

7. Шекті: Өлшенетін шаманың ең аз өзгерісі, ол сенсор шығысында өлшенетін өзгерісті тудыруы мүмкін.

8. Нөлдік позиция: Шығарылымның абсолютті мәнін тепе-теңдік күйі сияқты минимумға айналдыратын күй.

9. Сызықтық: калибрлеу қисығының белгілі бір шекке сәйкес келу дәрежесі.

10. Сызықты еместік: калибрлеу қисығының белгілі бір көрсетілген түзу сызықтан ауытқу дәрежесі.

11. Ұзақ мерзімді тұрақтылық: сенсордың белгіленген уақыт ішінде төзімділікті сақтау мүмкіндігі.

12. Табиғи жиілік: Қарсылық болмаған кезде сенсордың еркін (сыртқы күшсіз) тербеліс жиілігі.

13. Жауап: Өлшенетін шаманың шығару кезінде өзгеретін сипаттамасы.

14. Компенсацияланған температура диапазоны: диапазон мен белгіленген шектерде нөлдік тепе-теңдікті сақтау үшін сенсор үшін өтелген температура диапазоны.

15. Сығымдау: Өлшенетін машинаның қоршаған орта жағдайлары тұрақты болып қалған кезде белгілі бір уақыт ішінде шығыстың өзгеруі.

16. Оқшаулау кедергісі: Егер басқаша көрсетілмесе, ол бөлме температурасында көрсетілген тұрақты кернеу қолданылған кезде сенсордың белгіленген оқшаулау бөліктері арасында өлшенген қарсылық мәнін білдіреді.

17. Қозу: сенсордың дұрыс жұмыс істеуі үшін қолданылатын сыртқы энергия (кернеу немесе ток).

18. Максималды қозу: Ішкі жағдайларда сенсорға қолдануға болатын қоздыру кернеуінің немесе токтың максималды мәні.

19. Кіріс кедергісі: шығыс ұшы қысқа тұйықталу кезінде сенсордың кіріс ұшында өлшенетін кедергі.

20. Шығару: сыртқы өлшенген шаманың функциясы болып табылатын сенсор шығаратын электр энергиясының мөлшері.

21. Шығу кедергісі: кіріс ұшы қысқа тұйықталу кезінде сенсордың шығыс ұшында өлшенетін кедергі.

22. Нөлдік шығыс: қалалық жағдайларда қолданылатын өлшенген шама нөлге тең болған кезде сенсордың шығысы.

23. Гистерезис: Өлшенетін шама көрсетілген диапазон ішінде жоғарылағанда және төмендеген кездегі шығыстағы ең үлкен айырмашылық.

24. Кідіріс: кіріс сигналының өзгеруіне қатысты шығыс сигналының өзгеруінің уақыт кідірісі.

25. Дрейф: Белгілі бір уақыт аралығында өлшеуге қатысы жоқ сенсор шығысындағы өзгеріс мөлшері.

26. Нөлдік дрейф: Белгіленген уақыт интервалында және үй жағдайында нөлдік шығыстың өзгеруі.

27. Сезімталдық: Датчик шығысының өсімінің кірістің сәйкес өсіміне қатынасы.

28. Сезімталдық дрейфі: сезімталдықтың өзгеруінен туындаған калибрлеу қисығының көлбеуінің өзгеруі.

29. Термиялық сезімталдықтың ауытқуы: Сезімталдықтың өзгеруінен туындаған сезімталдықтың ауытқуы.

30. Термиялық нөлдік дрейф: қоршаған орта температурасының өзгеруінен туындаған нөлдік дрейф.

06. Датчиктерді қолдану өрістері

Датчиктер қоршаған ортаны бақылауда, көлік қозғалысын басқаруда, медициналық денсаулық сақтауда, ауыл шаруашылығы мен мал шаруашылығында, өрт қауіпсіздігінде, өндірісте, аэроғарыштық техникада, электронды өнімдерде және басқа салаларда қолданылатын кеңінен қолданылатын анықтау құрылғысы болып табылады. Ол өлшенетін ақпаратты сезіне алады және ақпаратты тасымалдау, өңдеу, сақтау, көрсету, жазу және басқару талаптарын қанағаттандыру үшін белгілі бір ережелерге сәйкес электрлік сигналдарға немесе ақпаратты шығарудың басқа қажетті нысандарына айналдыра алады.

①Өнеркәсіптік бақылау: өнеркәсіптік автоматтандыру, робототехника, сынақ аспаптары, автомобиль өнеркәсібі, кеме жасау және т.б.

Өнеркәсіптік бақылау қолданбалары кеңінен қолданылады, мысалы, автомобиль өндірісінде қолданылатын әртүрлі датчиктер, өнім процесін басқару, өнеркәсіптік машиналар, арнайы жабдық және автоматтандырылған өндірістік жабдық және т.б., олар технологиялық айнымалыларды (температура, сұйықтық деңгейі, қысым, ағын, т.б.), электронды сипаттамаларды (ток, кернеу және т.б.) және физикалық шамаларды (қозғалыс, жылдамдық, жүктеме және қарқындылық) өлшеу және дәстүрлі жақындық/позициялау сенсорлары қарқынды дамып келеді.

Сонымен қатар, смарт сенсорлар адамдар мен машиналарды байланыстырып, бағдарламалық қамтамасыз ету мен үлкен деректерді талдауды біріктіру арқылы физика мен материалтану шектеулерінен өте алады және әлемнің жұмыс істеу тәсілін өзгертеді. Индустрия 4.0 көзқарасында өндіріс орнында түпкілікті сенсорлық шешімдер мен қызметтер қайта жанданды. Ол ақылды шешім қабылдауға ықпал етеді, операциялық тиімділікті арттырады, өндірісті арттырады, инженерлік тиімділікті арттырады және бизнес өнімділігін айтарлықтай жақсартады.

②Электрондық өнімдер: ақылды киетін бұйымдар, байланыс электроникасы, тұрмыстық электроника және т.б.

Сенсорлар көбінесе смарт киілетін құрылғыларда және электронды өнімдерде 3C электроникада қолданылады, ал ұялы телефондар қолданбалы саладағы ең үлкен үлесті құрайды. Ұялы телефон өндірісінің айтарлықтай өсуі және ұялы телефонның жаңа функцияларының үздіксіз ұлғаюы сенсорлар нарығына мүмкіндіктер мен қиындықтар әкелді. Түрлі-түсті экранды ұялы телефондар мен камералық телефондардың нарықтағы үлесінің артуы осы саладағы сенсорлық қосымшалардың үлесін арттырды.

Сонымен қатар, топтық телефондар мен сымсыз телефондарда қолданылатын ультрадыбыстық сенсорлар, магнитті сақтау құралдарында қолданылатын магнит өрісі сенсорлары және т.б. күшті өсуді байқайды.

Киюге болатын қолданбаларға келетін болсақ, сенсорлар маңызды компоненттер болып табылады.

Мысалы, фитнес-трекерлер мен смарт сағаттар бірте-бірте белсенділік деңгейін және денсаулықтың негізгі параметрлерін бақылауға көмектесетін күнделікті өмір салтын ұстанатын құрылғыға айналуда. Шындығында, адамдарға белсенділік деңгейін және жүрек денсаулығын өлшеуге көмектесетін білекке киетін кішкентай құрылғыларда көптеген технологиялар бар.

Кез келген әдеттегі фитнес білезік немесе смарт сағатта шамамен 16 сенсор орнатылған. Бағасына байланысты кейбір өнімдерде көбірек болуы мүмкін. Бұл сенсорлар басқа аппараттық құрамдас бөліктермен (батареялар, микрофондар, дисплейлер, динамиктер және т.б.) және қуатты жоғары сапалы бағдарламалық құралмен бірге фитнес-трекер немесе смарт сағатты құрайды.

Бүгінгі таңда киілетін құрылғылардың қолдану аясы сыртқы сағаттардан, көзілдіріктерден, аяқ киімдерден және т.б. кеңірек өріске, мысалы, электронды теріге және т.б.

③ Авиация және әскери: аэроғарыштық технологиялар, әскери инженерия, ғарышты зерттеу және т.б.

Авиация саласында орнатылған компоненттердің қауіпсіздігі мен сенімділігі өте жоғары. Бұл әсіресе әртүрлі жерлерде қолданылатын сенсорларға қатысты.

Мысалы, зымыран ұшып кеткен кезде ауа өте жоғары ұшу жылдамдығына (4 м/с немесе 3000 мильден астам) байланысты зымыранның бетінде және денесінде орасан зор қысым мен күштер тудырады, бұл өте қатал ортаны тудырады. Сондықтан қысым датчиктері бұл күштердің дененің жобалық шегінде сақталуын қамтамасыз ету үшін бақылау үшін қажет. Ұшу кезінде қысым датчиктері зымыранның бетінен ағып жатқан ауаға ұшырайды, осылайша деректерді өлшейді. Бұл деректер болашақ дене конструкцияларын сенімдірек, тығыз және қауіпсіз ету үшін бағыттау үшін де пайдаланылады. Сонымен қатар, егер бірдеңе дұрыс болмаса, қысым сенсорларының деректері өте маңызды талдау құралына айналады.

Мысалы, ұшақты құрастыруда датчиктер тойтарма саңылауларының жанаспайтын өлшенуін қамтамасыз ете алады, сондай-ақ қондыру шассиін, қанат құрамдас бөліктерін, фюзеляжды және ұшақ миссияларының қозғалтқыштарын өлшеу үшін пайдалануға болатын жылжу және позиция сенсорлары бар, олар сенімді және дәлдікпен қамтамасыз ете алады. өлшем мәндерін анықтау.

④ Үй өмірі: смарт үй, тұрмыстық техника және т.б.

Сымсыз сенсорлық желілердің бірте-бірте танымал болуы ақпараттық құрылғылар мен желілік технологияның қарқынды дамуына ықпал етті. Үй желілерінің негізгі жабдықтары бір машинадан бірнеше тұрмыстық техникаға дейін кеңейді. Сымсыз сенсорлық желілерге негізделген ақылды үй желісін басқару түйіні үйдегі ішкі және сыртқы желілерді қосу және ішкі желілер арасында ақпараттық құрылғылар мен жабдықтарды қосу үшін негізгі платформаны қамтамасыз етеді.

Сенсорлық түйіндерді тұрмыстық техникаға енгізу және оларды сымсыз желілер арқылы Интернетке қосу адамдарға ыңғайлы, ыңғайлы және адамгершілігі мол смарт үй ортасын қамтамасыз етеді. Қашықтан бақылау жүйесі тұрмыстық техниканы қашықтан басқару үшін пайдаланылуы мүмкін, ал отбасы қауіпсіздігін кез келген уақытта кескінді анықтау құрылғылары арқылы бақылауға болады. Сенсорлық желі смарт балабақша құру, балалардың ерте білім беру ортасын бақылау және балалардың белсенділік траекториясын бақылау үшін пайдаланылуы мүмкін.

⑤ Жол қозғалысын басқару: көлік, қалалық көлік, смарт логистика және т.б.

Жол қозғалысын басқаруда жолдың екі жағында орнатылған сымсыз сенсорлық желі жүйесі жолды қорғау мақсатына жету үшін нақты уақыт режимінде жол жағдайын, судың жиналу жағдайын және жол шуын, шаңды, газды және басқа параметрлерді бақылау үшін пайдаланылуы мүмкін, қоршаған ортаны қорғау және жаяу жүргіншілер денсаулығын қорғау.

Интеллектуалды көлік жүйесі (ITS) – дәстүрлі тасымалдау жүйесінің негізінде жасалған көлік жүйесінің жаңа түрі. Ол тасымалдау саласына ақпараттық, коммуникациялық, басқару және компьютерлік технологияларды және басқа да заманауи коммуникациялық технологияларды біріктіреді және «адам-көлік-жол-қоршаған ортаны» органикалық түрде біріктіреді. Қолданыстағы көлік құралдарына сымсыз сенсорлық желі технологиясын қосу заманауи тасымалдауды мазалап жүрген қауіпсіздік, тегістік, энергияны үнемдеу және қоршаған ортаны қорғау мәселелерін түбегейлі жеңілдетуге және сонымен бірге тасымалдау жұмысының тиімділігін арттыруға мүмкіндік береді.

⑥ Қоршаған ортаның мониторингі: қоршаған ортаны бақылау және болжау, ауа райын тексеру, гидрологиялық сынау, қоршаған ортаны энергетикалық қорғау, жер сілкінісін сынау және т.б.

Қоршаған ортаны бақылау және болжау тұрғысынан сымсыз сенсорлық желілер егін суару жағдайларын, топырақ ауасының жағдайын, мал мен құстың ортасын және көші-қон жағдайын, сымсыз топырақ экологиясын, кең аумақты бетті бақылау және т.б. бақылау үшін пайдаланылуы мүмкін. планеталарды барлау, метеорологиялық және географиялық зерттеулер, су тасқынын бақылау және т.б.. Сымсыз сенсорлық желілер негізінде жауын-шашынды, өзен суының деңгейін және топырақ ылғалдылығын бірнеше сенсорлар арқылы бақылауға болады және экологиялық әртүрлілікті сипаттау үшін су тасқынын болжауға болады, осылайша экологиялық мониторинг жүргізуге болады. жануарлардың мекендеу орындары. Популяцияның күрделілігін құстарды, ұсақ жануарларды және жәндіктерді қадағалау арқылы да зерттеуге болады.

Адамдар қоршаған ортаның сапасына көбірек көңіл бөлетіндіктен, қоршаған ортаны сынау процесінде адамдар жиі тасымалдауға оңай және бірнеше сынақ объектілерін үздіксіз динамикалық бақылауды жүзеге асыра алатын аналитикалық жабдық пен құралдарды қажет етеді. Жаңа сенсорлық технологияның көмегімен жоғарыдағы қажеттіліктерді қанағаттандыруға болады.

Мысалы, атмосфералық мониторинг процесінде адамдардың өндірісі мен өміріне елеулі әсер ететін ластаушы заттарға нитридтер, сульфидтер және т.б.

Азот оксидтерінің ішінде SO2 қышқыл жаңбыр мен қышқыл тұманның негізгі себебі болып табылады. Дәстүрлі әдістер SO2 мазмұнын өлшей алатынымен, әдіс күрделі және жеткілікті дәл емес. Жақында зерттеушілер арнайы сенсорлар сульфиттерді тотықтыруы мүмкін екенін анықтады және оттегінің бір бөлігі тотығу процесі кезінде тұтынылады, бұл электрод еріген оттегінің азаюына және ток әсерін тудыруына әкеледі. Датчиктерді пайдалану сульфит құрамының мәнін тиімді алуға болады, бұл жылдам ғана емес, сонымен қатар жоғары сенімді.

Нитридтер үшін азот оксиді сенсорларын бақылау үшін пайдалануға болады. Азот оксиді датчиктерінің принципі нитриттерді тұтынатын белгілі бір бактерияны генерациялау үшін оттегі электродтарын пайдалану және еріген оттегі концентрациясының өзгеруін есептеу арқылы азот оксидтерінің мазмұнын есептеу болып табылады. Жасалған бактериялар нитратты энергия ретінде пайдаланатындықтан және тек осы нитратты энергия ретінде пайдаланады, сондықтан ол нақты қолдану процесінде бірегей және басқа заттардың араласуынан зардап шекпейді. Кейбір шетелдік зерттеушілер мембраналар принципін қолдана отырып, тереңірек зерттеулер жүргізіп, ауадағы NO2 өте төмен концентрациясын жанама түрде өлшеген.

⑦ Медициналық денсаулық: медициналық диагностика, медициналық денсаулық, денсаулық сақтау және т.б.

Үйдегі және шетелдегі көптеген медициналық ғылыми-зерттеу институттары, соның ішінде халықаралық танымал медицина саласының алпауыттары медицина саласында сенсорлық технологияны қолдануда маңызды жетістіктерге жетті.

Мысалы, АҚШ-тағы Джорджия технологиялық институты қысым датчиктері мен сымсыз байланыс схемалары бар денеге енгізілген сенсорды жасауда. Құрылғы өткізгіш металдан және оқшаулағыш пленкадан тұрады, ол резонанстық контурдың жиілік өзгерістеріне сәйкес қысымның өзгеруін анықтай алады және өз рөлін атқарғаннан кейін дене сұйықтықтарында ериді.

Соңғы жылдары сымсыз сенсорлық желілер адам ағзасының әртүрлі физиологиялық деректерін бақылау, ауруханалардағы дәрігерлер мен науқастардың іс-әрекеттерін қадағалау және бақылау, ауруханалардағы дәрі-дәрмекпен басқару сияқты медициналық жүйелер мен денсаулық сақтау саласында кеңінен қолданылуда.

⑧ Өрт қауіпсіздігі: үлкен цехтар, қоймаларды басқару, әуежайлар, станциялар, доктар, ірі индустриялық парктердің қауіпсіздік мониторингі және т.б.

Ғимараттарды үздіксіз жөндеуге байланысты кейбір қауіпсіздікке қауіп төнуі мүмкін. Жер қыртысында анда-санда болатын ұсақ дүмпулер көзге көрінетін зақым келтірмесе де, бағандарда ықтимал жарықтар пайда болуы мүмкін, бұл келесі жер сілкінісінде ғимараттың құлауына әкелуі мүмкін. Дәстүрлі әдістерді қолданатын тексерулер көбінесе ғимараттың бірнеше айға жабылуын талап етеді, ал сенсорлық желілермен жабдықталған смарт ғимараттар басқару бөлімшелеріне олардың күйі туралы ақпаратты айта алады және басымдыққа сәйкес автоматты түрде өздігінен жөндеу жұмыстарын жүргізеді.

Қоғамның үздіксіз ілгерілеуімен қауіпсіз өндіріс ұғымы халықтың жүрегінен орын алып, халықтың қауіпсіз өндіріске деген талабы арта түсуде. Жазатайым оқиғалар жиі болатын құрылыс индустриясында құрылысшылардың жеке қауіпсіздігін қалай қамтамасыз ету және құрылыс алаңындағы құрылыс материалдарын, жабдықтарын және басқа да мүлікті сақтау құрылыс бөлімшелерінің басты міндеті болып табылады.

⑨Егін және мал шаруашылығы: ауыл шаруашылығын жаңғырту, мал шаруашылығы және т.б.

Ауыл шаруашылығы сымсыз сенсорлық желілерді пайдаланудың тағы бір маңызды саласы болып табылады.

Мысалы, «Солтүстік-батыстағы тиімді ауылшаруашылық дақылдарын өндіруді дәл басқару жүйесі» енгізілгеннен бері арнайы техникалық зерттеулер, жүйені біріктіру және типтік қолдануды көрсету негізінен батыс өңірдегі басым ауыл шаруашылығы өнімдері үшін жүргізілді, мысалы. алма, киви, сальвиа милтиорризасы, қауын, қызанақ және басқа да негізгі дақылдар, сондай-ақ батыстағы құрғақ және жаңбырлы экологиялық ортаның сипаттамалары және сымсыз сенсорлық желі технологиясы дәл ауылшаруашылық өндірісінде сәтті қолданылды. Өсімдіктердің өсу ортасын нақты уақыт режимінде жинайтын сенсорлық желінің бұл озық технологиясы ауыл шаруашылығы өндірісіне қолданылады, қазіргі заманғы ауыл шаруашылығын дамытуға жаңа техникалық қолдау көрсетеді.

⑩Басқа салалар: күрделі техника мониторингі, зертханалық бақылау және т.б.

Сымсыз сенсорлық желі - арнайы орталарда сигналдарды жинау, өңдеу және жіберу үшін пайдаланылуы мүмкін ағымдағы ақпарат өрісіндегі өзекті тақырыптардың бірі; сымсыз температура мен ылғалдылық сенсорының желісі PIC микроконтроллеріне негізделген, ал температура мен ылғалдылық сенсорының желі түйінінің аппараттық тізбегі кіріктірілген ылғалдылық сенсоры мен сандық температура сенсоры арқылы жобаланған және сымсыз қабылдағыш модулі арқылы басқару орталығымен байланысады. , осылайша жүйе сенсорының түйіні төмен қуат тұтынуға, сенімді деректер байланысына, жақсы тұрақтылыққа және қоршаған ортаны анықтауда кеңінен қолдануға болатын жоғары байланыс тиімділігіне ие болады.