در پس زمینه تحول دیجیتالی شتابان، حسگرها، به عنوان پیوندی حیاتی بین دنیای فیزیکی و سیستمهای اطلاعاتی، فراتر از جمعآوری دادههای ساده به راهحلهای جامع متناسب با نیازهای صنعت تبدیل شدهاند. راهحلهای حسگر مدرن حس، انتقال، پردازش و کاربرد را با رویکردی سیستماتیک، با هدف ارائه انرژیهای پایدار، دقیق برای تولید انرژی برای انسانها، ادغام میکنند. مدیریت، نظارت بر محیط زیست، و شهرهای هوشمند، در نتیجه از کنترل خودکار کارآمد و تصمیم گیری هوشمند پشتیبانی می کند.
هسته راه حل های حسگر در-ترکیب بر حسب تقاضا از قابلیت های سنجش چند بعدی- نهفته است. سناریوهای کاربردی مختلف دارای الزامات متفاوتی برای انواع، دقت و پوشش پارامترهای اندازه گیری هستند و یک نوع سنسور نمی تواند همه نیازها را برآورده کند. بنابراین، طراحی محلول معمولاً شامل انتخاب سنسورهای متعدد، مانند دما، فشار، سرعت جریان، رطوبت، غلظت گاز، ارتعاش، جابجایی و روشنایی برای ساخت یک آرایه حسگر مرکب بر اساس اهداف کار، دستیابی به یک توصیف جامع از وضعیت جسم هدف است. به عنوان مثال، در سناریوهای مکان یابی خطای شبکه هوشمند، لازم است به طور همزمان جریان، ولتاژ، فرکانس و دمای محیط محلی جمع آوری شود تا ویژگی های خطا به طور جامع تجزیه و تحلیل شود. در کنترل فرآیند صنعتی، لازم است دادههای سنسور فشار، جریان و ترکیب را یکپارچه کنیم تا اطمینان حاصل شود که پارامترهای فرآیند همیشه در محدوده بهینه قرار دارند.
سازگاری محیطی و طراحی قابلیت اطمینان تضمین های کلیدی برای اجرای راه حل هستند. در مواجهه با شرایط عملیاتی پیچیده مانند دمای بالا، رطوبت بالا، تداخل الکترومغناطیسی قوی، رسانه های خورنده یا فضای محدود، راه حل های حسگر باید به طور خاص از نظر انتخاب اجزا، روش های نصب و سازه های محافظ بهینه شوند. استفاده از اجزای درجه صنعتی-یا نظامی-می تواند سازگاری دامنه دما و مقاومت در برابر لرزش را بهبود بخشد. از طریق آب بندی، گلدان، پوشش های ضد خوردگی، و طرح اضافی، قابلیت عملکرد پایدار دراز مدت تجهیزات در محیط های خشن را می توان افزایش داد. در عین حال، برای کاهش هزینههای تعمیر و نگهداری، راهحلها اغلب از عملکردهای تشخیصی و نظارت بر وضعیت خود استفاده میکنند و حسگرها را قادر میسازند تا به طور فعال ناهنجاریها را گزارش کنند و هشدارهای اولیه را ایجاد کنند، در نتیجه به تعمیر و نگهداری پیشبینیشده دست مییابند.
قابلیتهای انتقال داده و پردازش ترکیبی، عملکرد{0}زمان واقعی و سطح هوشمندی راهحل را تعیین میکنند. راهحلهای حسگر مدرن معمولاً ماژولهای ارتباطی سیمی یا بیسیم را تعبیه میکنند و از پروتکلهای جریان اصلی مانند اترنت صنعتی، مش بیسیم، LoRa و NB{2}}IoT برای دستیابی به تجمیع-تأخیر{3} و قابلیت اطمینان بالا-دادههای سنجش شده پشتیبانی میکنند. معرفی گرههای محاسباتی لبه، فیلتر کردن دادههای محلی، استخراج ویژگیها و تجزیه و تحلیل اولیه، کاهش بار محاسباتی بر روی سیستمهای ابری یا مرکزی و حفظ تداوم حیاتی کسبوکار در طول قطع شبکه را ممکن میسازد. از طریق الگوریتمهای همجوشی دادهها، اطلاعات از چندین حسگر از نظر مکانی-زمانی همتراز و همبسته میشوند، نقاط کور و خطاها را از حسگرهای فردی حذف میکنند و قابلیت اطمینان کلی سنجش را بهبود میبخشند.
مقیاسپذیری و معماری استاندارد شده، سازگاری{0}در آینده را فراهم میکند. بر اساس طراحی سختافزار مدولار و رابطهای نرمافزاری باز، راهحلهای حسگر میتوانند بهطور انعطافپذیر گرههای حسگر را اضافه یا حذف کنند، پروتکلهای ارتباطی را ارتقا دهند، یا مدلهای تحلیلی جدید را برای رفع نیازهای گسترش کسبوکار و تکرار عملکردی ادغام کنند. پیروی از استانداردهای صنعتی (مانند IEC 61850، OPC UA، MQTT، و غیره) برای رابطهای یکپارچه و قالبهای داده، به طور قابل توجهی دشواری یکپارچهسازی سیستم را کاهش میدهد و همکاری بین پلتفرمها و اشتراکگذاری دادهها را ارتقا میدهد.
به طور کلی، راهحلهای حسگر، مهندسی سیستمهای کاربردی-تقاضا-میباشند که فناوریهای سنجش پیشرفته، طراحی مهندسی قابل اعتماد و روشهای پردازش هوشمند داده را ادغام میکنند. این نه تنها مشکل ادراک دقیق را در محیطهای پیچیده حل میکند، بلکه پشتیبانی محکمی برای بهبود کیفیت و کارایی و ارتقای هوش در صنایع مختلف از طریق بینشهای مبتنی بر داده{3}} فراهم میکند و به سنگ بنای مهمی برای ساخت دوقلوهای دیجیتال و اکوسیستمهای هوشمند تبدیل میشود.
