ملاحظات کلیدی طراحی، آینده حسگرهای اینترنت اشیا

هدف این وبلاگ بحث در مورد چگونگی تأثیر این تغییرات بر محدودیت‌های طراحی حسگر و اینکه مصرف‌کنندگان ماژول حسگر با پیشرفت این روندها به دنبال چه چیزی هستند، هرچند در سطح بالا است.

حسگرها در IOT

اکنون تقریباً هر سنسوری را می توان به عنوان یک حسگر اینترنت اشیا در نظر گرفت. منبع: onsemi

ملاحظات کلیدی طراحی حسگر برای IOT

عوامل نوظهور در بازار اینترنت اشیا، طراحی حسگرها را به سمت یکپارچه‌سازی سوق می‌دهند، با چندین حسگر و فناوری پردازش که در یک تراشه واحد ترکیب می‌شوند. این رویکرد استفاده از فضا را کاهش می‌دهد و قابلیت‌های همجوشی حسگر را افزایش می‌دهد.

با این حال، در حالی که حسگرهای اینرسی مانند شتاب‌سنج‌ها و ژیروسکوپ‌ها می‌توانند از تولید MEMS بهره ببرند و با فرآیندهای نیمه‌رسانا یکپارچه شوند، حسگرهای فرکانس بالا و مغناطیسی به مواد خاص و توسعه پیچیده SiP نیاز دارند که نیاز به سرمایه‌گذاری قابل‌توجهی دارد.

علاوه بر این، طراحی سنسور مدرن با خطاهای ذاتی و مسائل تداخل مواجه است. به عنوان مثال، سنسورهای پیزوالکتریک مستعد ضربه، ارتعاش و تداخل الکترومغناطیسی هستند. اگرچه تکنیک‌های پردازش داده‌ها مانند میانگین‌گیری و پنجره‌سازی می‌توانند خطاها را کاهش دهند، فناوری‌های پردازش سیگنال پیشرفته‌تری برای بهبود دقت و وفاداری داده‌ها در نرخ‌های بالاتر انتقال داده مورد نیاز است.

سه مرحله برای دستیابی به اتصال سنسور هوشمند

    ۱. انتخاب استانداردهای اتصال بی‌سیم

    ۲. انتخاب ماژول‌های اتصال/آنتن اینترنت اشیا

    3. گواهینامه و تست انطباق

آینده IOT طراحی سنسور

الکترونیک و سنسورهای فرکانس بالا در کنار الکترونیک پردازش سیگنال دیجیتال پرسرعت ادغام می شوند و زمان پاسخگویی و وفاداری سنسورهای ساخته شده با این فناوری را تا حد زیادی افزایش می دهند. این شامل رادارهای خودرو، حسگرهای مجاورت مبتنی بر رادار و سیستم های تصویربرداری امواج مایکروویو/میلی متری است.

همچنین تعداد فزاینده‌ای از تحقیقات و تلاش‌های تحقیقاتی بر روی تحقق فرامواد پیچیده‌تر (فرا ساختارها) روی تراشه برای مبدل‌های حسگر پیشرفته و قابلیت پردازش سیگنال متمرکز شده‌اند. به عنوان مثال می توان از پلاریزه کننده های متامتریال استفاده کرد که برای جایگزینی پلاریزه کننده های موجبر برای بهینه سازی توپولوژیکی حسگرهای نوری روی تراشه استفاده می شود. فراساختارهای یکپارچه در کنار حسگرها می‌توانند با ارائه شرطی‌سازی سیگنال غیرفعال که تأخیر قابل‌توجهی در سیگنال داده‌های حسگر ایجاد نمی‌کند، عاملی کلیدی در کاهش خطا و نویز در داده‌های حسگر باشند.

مانند بسیاری از فناوری‌های دیگر، کوچک‌سازی، افزایش بهره‌وری و دقت بیشتر، نیازهای آینده فناوری‌های حسگر اینترنت اشیا هستند. این یک چالش رو به رشد است، به خصوص که بسیاری از فن‌آوری‌های حسگر در پتانسیل کوچک‌سازی یا ادغام با فناوری‌های پردازش یا ارتباطات محدود هستند. از این رو، احتمالاً فضایی برای فناوری‌های حسگر جدید و یکپارچه‌تر برای جایگزینی فناوری‌های حسگر قدیمی وجود دارد که به آسانی برای تناسب با عوامل فرم فشرده و بسیار بهینه‌شده سیستم‌های اینترنت اشیا ساخته نشده‌اند.