الوضع الحالي واتجاهات التطوير المستقبلية لتكنولوجيا الاستشعار

الوضع الحالي واتجاهات التطوير المستقبلية لتكنولوجيا الاستشعار

مع ازدياد وعي المجتمع بأهمية حماية البيئة، أصبحت أجهزة الاستشعار مكونات أساسية لا غنى عنها في عملية حماية البيئة، وقد شهدت صناعاتها المرتبطة بها في بلدي نموًا متزايدًا عامًا بعد عام. واليوم، مع تعميق الحوكمة البيئية وتنامي الاهتمام بحماية البيئة، دخلت شركات أجهزة الاستشعار المحلية والأجنبية مجال حماية البيئة، وبات سوق أجهزة استشعار مراقبة البيئة على وشك الاكتمال.

1. مواد الاستشعار وتقنية الأجهزة وخصائصها

من الناحية التقنية، تشير أجهزة الاستشعار إلى الأجهزة الوظيفية الأساسية ذات وظائف جمع المعلومات، بما في ذلك أجهزة الاستشعار الكهروضوئية، والأشعة تحت الحمراء، والحساسة للقوة، والبيولوجية، وغيرها. أما مواد أجهزة الاستشعار فتشير إلى المواد الوظيفية التي تُظهر استجابة فائقة الحساسية للتغيرات الطفيفة في الإشارات مثل الصوت والضوء والكهرباء والمغناطيسية والحرارة، بالإضافة إلى المواد الهيكلية اللازمة لتصنيع أجهزة الاستشعار، بما في ذلك أشباه الموصلات والمعادن والمواد المركبة، وغيرها.

تتميز تكنولوجيا أجهزة الاستشعار وصناعتها بخصائص مثل كثافة التكنولوجيا، والتعاون متعدد التقنيات، والاختراق الصناعي القوي، والتكامل العالي عبر الحدود، والتركيز الصناعي المنخفض، وما إلى ذلك؛ وتتميز منتجات أجهزة الاستشعار بتنوعها الكبير، وإنتاجها بكميات صغيرة، وهياكلها المعقدة، ومؤشراتها التقنية المتناثرة، وخصائصها مثل نطاق المعلمات الواسع، ومتطلبات الدقة العالية، ومجالات التطبيق الواسعة، وما إلى ذلك؛ وتتميز مواد وأجهزة الاستشعار بالاتساق والاستقرار، فضلاً عن متطلبات الأساس التقني العالي والتآزر.

في مجال تكنولوجيا الاستشعار، وبسبب عوامل مثل مستوى التنمية العام، والقوة التقنية، وتراكم المواهب، تشكلت فجوة زمنية بين بلدي ودول مثل أوروبا والولايات المتحدة. لذا، فإن تكنولوجيا الاستشعار في بلدي بحاجة ماسة إلى اللحاق بالركب.

ثانيًا، اتجاه التطوير المستقبلي لتكنولوجيا الاستشعار

مع تطور جيل جديد من تكنولوجيا المعلومات، يفرض مجال الرصد البيئي متطلبات وتحديات جديدة على أجهزة الاستشعار. وعلى وجه التحديد، يحتاج الجيل الجديد من أجهزة الرصد البيئي إلى التطور في الاتجاهات التالية:

1. استهلاك صفري للطاقة

في عقدة استشعار إنترنت الأشياء الضخمة، من غير العملي استبدال البطارية كل بضعة أشهر. يستطيع مستشعر "استهلاك الطاقة الصفري" إيقاف تشغيل دائرة المطابقة والاتصالات والأنظمة الأخرى تمامًا في الأوقات العادية، ولا يحتاج إلى استهلاك طاقة للحفاظ على حساسيته للمؤثرات الخارجية. عند استقبال "أحداث" تغيير خارجية (مثل مرور مركبة، أو تسرب غاز ضار، أو طيف معين، إلخ)، يتم توصيل دوائر الواجهة الخلفية لتحقيق مراقبة بيئية حقيقية "بدون استهلاك للطاقة".

2. اتصال لاسلكي عند الطلب

يُعدّ الاتصال اللاسلكي أحد أهم مصادر استهلاك الطاقة في عقد الاستشعار اللاسلكية ضمن إنترنت الأشياء. لذا، يُشكّل استخدام مواد وأجهزة جديدة لتحقيق اتصال لاسلكي عند الطلب، حيث يتم إيقاف نظام الاتصال بالكامل عادةً، ثم إعادة تشغيله بنجاح عند الحاجة، اتجاهًا هامًا لتطوير أجهزة الاستشعار اللاسلكية في المستقبل.

3. تكامل المعلومات متعددة الأبعاد

أي أن هذا التطوير قادر على قياس معايير متعددة لسيناريو تطبيق واحد في آن واحد، ومعالجة البيانات متعددة الأبعاد المُجمّعة عبر الحوسبة الطرفية وغيرها من الأساليب، بحيث يكون الناتج متوافقًا تمامًا مع سيناريو التطبيق. ونتيجةً لذلك، يُمكن لنوع جديد من أجهزة الاستشعار، يتميز بدمج بيانات أجهزة استشعار متعددة وتكامل النظام، أن يُحقق إدراك المعلومات متعددة الأبعاد بواسطة جهاز استشعار واحد، وأن يُحقق تكامل الحساب والتخزين والإرسال على حافة طرف الاستشعار، مما يُحسّن من قدرته على التكيف مع سيناريوهات التطبيق والبيئات المختلفة، ويُعزز موثوقيته.

4. بروتوكول الشبكة والتكامل

في المستقبل، سيتطلب الأمر بناء أجهزة الاستشعار على منصة تقنية مواد موحدة لتشكيل تصميم تعاوني لها، حيث تتم معالجتها دفعة واحدة عبر هذه المنصة. كما يمكن أن تكون هذه المنصة متوافقة مع عملية CMOS الحالية لتشكيل شريحة متكاملة تضم أجهزة استشعار متعددة ودوائر قراءة إشارات متعددة مع بروتوكول شبكي، مما يُحسّن بشكل كبير من تكامل أجهزة الاستشعار.

5. أجهزة استشعار للتطبيقات الخاصة

وتشمل أجهزة استشعار اكتساب الإشارات الفسيولوجية للبيئات الخاصة، وأجهزة استشعار شفافة ومرنة وقابلة للتمدد والانحناء وقابلة للارتداء لتطبيقات خاصة.

6. مستشعر متعدد الوظائف

تم تطوير المستشعر ليشمل وظائف استشعار جديدة، منها الغازات والسوائل والأشعة تحت الحمراء وغيرها، وذلك بدلاً من الاقتصار على إدراك الكميات الفيزيائية أحادية البعد كالقوة والحرارة والصوت والكهرباء والمغناطيسية. توجد أيضاً مستشعرات قادرة على استشعار حرارة الجلد البشري وألمه ورطوبته ولمسه، وغيرها.

7. الذكاء

يدمج هذا النظام وظائف استشعار متنوعة مع معالجة البيانات وتخزينها والاتصال ثنائي الاتجاه وغيرها من الوظائف، ويحقق التحكم التلقائي والكشف التلقائي والتحليل التلقائي والتشخيص التلقائي وغيرها من وظائف الاستشعار كليًا أو جزئيًا. ومن الاتجاهات الذكية الأخرى تقنية الاستشعار البرمجي، أي دمج أجهزة الاستشعار الذكية مع الذكاء الاصطناعي.

في الوقت الحاضر، أصبح من الشائع جداً استخدام هذه التقنية في أنظمة مراقبة البيئة. وتُعد جودة هذه التقنية عاملاً حاسماً في كفاءة الإنتاج.

تضمن لكم شركة هونان ريكا للتقنية الإلكترونية المحدودة رضاكم التام عن نتائجها، ونرجو منكم بكل تواضع تجربة هذا المنتج. نتطلع إلى إقامة علاقة تجارية مثمرة معكم.

لفهم ما يريده العملاء بشكل صحيح، ومتى، ولماذا، وكيف يريدونه، تحتاج شركة هونان ريكا للتكنولوجيا الإلكترونية المحدودة إلى التحول نحو تحليل المشاعر، وهي تقنية مزدهرة تستفيد من طلب المستهلك بناءً على معالجة اللغة الطبيعية.