دليل شامل: كيفية الاختيار من بين أنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار وبروتوكولات التواصل؟

أنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار وبروتوكولات التواصل

لقد وسعت التكنولوجيا أنواعًا كثيرة من القدرات البشرية، كما وسع المستشعر نطاق الإدراك البشري. مع التطور السريع للتكنولوجيا الحديثة. هناك طلب كبير على إنترنت الأشياء والبيانات الضخمة وتكنولوجيا الحوسبة السحابية وما إلى ذلك. يتم تطبيقه على نطاق واسع في الاقتصاد وعلوم وتكنولوجيا الدفاع الوطني ومعيشة الناس وأي مجالات أخرى.

فهم أجهزة الاستشعار والغرض منها

إنها غابة بها عدد لا يحصى من أنواع أجهزة الاستشعار. من أجهزة استشعار درجة الحرارة المتواضعة إلى أنظمة LiDAR المتطورة، تتمتع جميعها بأدوار فريدة في عالمنا القائم على التكنولوجيا. لذا، فإن الخطوة الأولى لاختيار المستشعر المناسب هي فهم ما يفعلونه.

أجهزة الاستشعار هي عيون وآذان أجهزتنا، وتوفر بيانات قيمة من العالم المادي. يقومون بمراقبة العوامل البيئية، والكشف عن التغييرات، ونقل هذه المعلومات إلى أجزاء أخرى من النظام. يعتمد المستشعر الذي تختاره إلى حد كبير على ما تريد قياسه.

أنواع أجهزة الاستشعار

مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار يمكن أن تجعل رأسك يدور! فيما يلي لقطة لبعض أكثرها شيوعًا:

1. أجهزة استشعار درجة الحرارة: كما يوحي الاسم، تقوم هذه الأجهزة بتتبع التغيرات في درجات الحرارة. إنها أساس أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) والعديد من العمليات الصناعية.

2. أجهزة استشعار القرب: مفيدة للروبوتات وأنظمة الأمن، حيث تكتشف هذه المستشعرات وجود أو عدم وجود كائن ضمن نطاق معين.

3. أجهزة استشعار الضغط: مراقبة ضغط الهواء أو السوائل هي موطن قوتها. ستجدها في المركبات والأجهزة الطبية وأنظمة مراقبة الطقس.

4. أجهزة استشعار الضوء: تكتشف مستويات الضوء وتستخدم بشكل شائع في أنظمة الإضاءة الأوتوماتيكية والكاميرات.

لذلك بالنسبة للعادة، وتنقسم المستشعرات إلى مستشعر لاسلكي ومستشعر سلكي تقليدي.

تقوم أجهزة الاستشعار السلكية التقليدية بتوصيل الجهاز الذي يستقبل الإدخال، وتتميز بميزة الدقة العالية والمتانة ويمكن استخدامها عدة مرات دون استبدال.

المستشعر اللاسلكي عبارة عن مجمع اتصالات بيانات لاسلكي يدمج وظائف الحصول على البيانات وإدارة البيانات واتصالات البيانات، ويتميز بميزة التشغيل المنخفض الطاقة ونقل البيانات لاسلكيًا وعدم وجود أسلاك والتركيب المرن وتصحيح الأخطاء وما إلى ذلك.

تنقسم بروتوكولات الاتصال إلى بروتوكولات اتصال لاسلكية وبروتوكولات اتصال سلكية. ويحدد بروتوكول الاتصال التنسيق الذي تستخدمه وحدة البيانات، والمعلومات والمعنى الذي يجب أن تحتويه وحدة المعلومات، وطريقة الاتصال، وتوقيت إرسال واستقبال المعلومات، لضمان نقل البيانات بسلاسة إلى المكان المحدد.

أنواع بروتوكولات الاتصال لديهاRFID والأشعة تحت الحمراء وZigBee وBluetooth وGPRS و4G وWifi وNB-IoT.بروتوكولات الاتصال لديهاMBus، USB، RS232، RS485 والإيثرنت.

بعض تفاصيل كل بروتوكولات على النحو التالي:

ج: البروتوكولات اللاسلكية

أصبح الاتصال اللاسلكي جزءًا مهمًا من التكنولوجيا الحديثة. من ألعاب التحكم عن بعد إلى الآلات الصناعية المتقدمة، تلعب البروتوكولات اللاسلكية دورًا حاسمًا. وهنا بعض منها الشائعة:

1. تتفاعل(تحديد الترددات الراديوية): يُستخدم RFID لتبادل البيانات بدون تلامس، وهو الأكثر شيوعًا في أنظمة التحكم في الوصول وتتبع الأصول.

2. الأشعة تحت الحمراء:يتم استخدام الاتصال بالأشعة تحت الحمراء في التطبيقات قصيرة المدى، مثل أجهزة التحكم عن بعد في التلفزيون ونقل البيانات قصيرة المدى بين الأجهزة.

3. زيجبي:ZigBee هي شبكة لاسلكية منخفضة الطاقة ومعدل بيانات منخفض تستخدم بشكل رئيسي في البيئات الصناعية والمنازل الذكية وأنظمة التحكم عن بعد.

4. البلوتوث:ربما تعرف هذا! يتم استخدام تقنية Bluetooth للاتصالات قصيرة المدى ومن نقطة إلى نقطة ومن نقطة إلى عدة نقاط. إنه مثالي لتوصيل الأجهزة الطرفية مثل لوحات المفاتيح والفئران وسماعات الرأس.

5. جي بي آر إس(خدمة حزم الراديو العامة): يتم استخدام خدمة GPRS في الاتصالات المتنقلة للوصول إلى الإنترنت ورسائل الوسائط المتعددة والخدمات المعتمدة على الموقع.

6. 4G:الجيل الرابع من التكنولوجيا الخلوية، يوفر 4G إمكانية الوصول إلى الإنترنت عبر النطاق العريض للغاية للهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وغيرها من الأجهزة المحمولة.

7. واي فاي:Wifi هو بروتوكول شبكة لاسلكية يسمح للأجهزة بالاتصال دون اتصالات كبلية مباشرة. يتم استخدامه على نطاق واسع في الشبكات المنزلية وشبكات المكاتب ونقاط الاتصال العامة.

8. إنترنت الأشياء (NB-IoT).(إنترنت الأشياء ضيق النطاق): NB-IoT هو بروتوكول شبكة واسعة النطاق منخفض الطاقة مصمم لتوصيل الأجهزة عبر مسافات طويلة في المناطق التي يصعب الوصول إليها. إنه مثالي لتطبيقات إنترنت الأشياء.

ب: البروتوكولات السلكية

حتى في عالمنا اللاسلكي، لا تزال البروتوكولات السلكية تلعب دورًا حاسمًا، خاصة في التطبيقات الصناعية ذات معدلات البيانات العالية.

1. MBus (متر-حافلة):MBus هو معيار أوروبي للقراءة عن بعد لعدادات الحرارة وعدادات الاستهلاك الأخرى.

2. USB (الحافلة التسلسلية العالمية):يتم استخدام USB للاتصال والاتصال وإمدادات الطاقة بين أجهزة الكمبيوتر والأجهزة الطرفية الخاصة بها.

3. RS232:هذا هو المعيار لنقل البيانات بالاتصال التسلسلي. يتم استخدامه تقليديًا في المنافذ التسلسلية للكمبيوتر.

4. RS485:على غرار RS232، يدعم RS485 عددًا أكبر من العقد لكل شبكة وأطوال كابلات أطول. يتم استخدامه في أنظمة التحكم الصناعية وأتمتة البناء.

5. إيثرنت:تُستخدم شبكة Ethernet على نطاق واسع في شبكات المناطق المحلية (LAN). يوفر اتصالاً عالي السرعة وموثوقًا بين الأجهزة.

يعتمد اختيار البروتوكول المناسب إلى حد كبير على التطبيق والبيئة. ضع في اعتبارك دائمًا عوامل مثل النطاق واستهلاك الطاقة ومعدل البيانات ونوع الأجهزة المتصلة عند تحديد اختيارك.

في عام 1983، استنادًا إلى معيار الحافلات الصناعية RS-422، قامت جمعية الصناعة الإلكترونية بصياغة وإصدار معيار الحافلات الصناعية RS-485. يحدد معيار الناقل RS-485 معايير الخواص الكهربائية لواجهات الناقل التي تم تحديدها للحالتين المنطقيتين: المستوى الإيجابي يتراوح بين +2V ~ +6V، مما يشير إلى الحالة المنطقية؛ ويشير المستوى السلبي بين -2V و-6V إلى حالة منطقية أخرى. تعتمد الإشارة الرقمية وضع النقل التفاضلي، والذي يمكن أن يقلل بشكل فعال من تداخل إشارة الضوضاء.

يمكنه دعم العقد الفرعية المتعددة ومسافة الاتصال والحساسية العالية لتلقي المعلومات بشكل فعال. في شبكة الاتصالات الصناعية، يتم استخدام حافلة RS - 485 بشكل أساسي في نقل المعلومات العامة والخارجية وتبادل البيانات، وجميع أنواع المعدات الصناعية ذات القدرة الفعالة على قمع الضوضاء ومعدل نقل البيانات الفعال والموثوقية الجيدة لنقل البيانات وطول كابل الاتصالات القابل للتطوير. لا مثيل له من قبل العديد من معايير الاتصالات الصناعية الأخرى. لذلك، تم استخدام RS-485 على نطاق واسع في العديد من المجالات.

بروتوكول الاتصالات من HENGKOمستشعر درجة الحرارة والرطوبةومستشعر الغازهو RS-485. في كاشف درجة الحرارة والرطوبة والغاز، يمكن لحافلة RS-485 نقل المعلومات وتبادل البيانات مباشرة مع المستشعر لضمان استجابة ودقة البيانات بشكل فوري.

الى جانب ذلك،مسبار استشعار الغازكعنصر قياس له تأثير كبير على دقة قياس المستشعر. وفقًا لبيئة القياس المختلفة للمستشعر، من المهم جدًا اختيار غلاف المسبار. مثل مبيت المسبار المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ يتميز بمقاومة درجات الحرارة العالية،المضادة للتآكل، مقاوم للماء، مزيل الغبار، متاح لدرجة الحرارة والرطوبة العالية، والغبار الكبير والبيئات القاسية الأخرى.