در این مقاله، به بررسی حسگرهای مهم و کاربردی که می‌توانند در پیاده‌سازی اینترنت اشیاء (Internet of Things) استفاده شوند، می‌پردازیم. حسگرها ستون فقرات هر پروژه IoT هستند. آن‌ها اطلاعات را جمع‌آوری می‌کنند و داده‌های حسی مورد نیاز نرم‌افزار را فراهم می‌کنند تا به حداکثر پتانسیل خود برسد.
علاوه بر این، در این پست به نکات و تصمیم‌گیری‌هایی که باید هنگام انتخاب حسگرها برای یک پروژه IoT در نظر بگیرید، پرداخته می‌شود. اغلب اوقات، استفاده از یک حسگر به‌تنهایی بهترین گزینه نیست؛ بلکه مجموعه‌ای از حسگرها می‌توانند داده‌های بیشتری جمع‌آوری کنند و حتی بر رفتار حسگرهای دیگر تأثیر بگذارند. در بسیاری از موارد، برای انجام وظایف یک پروژه IoT به بیش از یک حسگر نیاز است.
حسگرها پایه و اساس هر پروژه IoT هستند، اما چگونه بفهمیم کدام حسگر برای کاربرد ما مناسب است؟
مروری بر حسگرها (Sensor Overview)
حسگرها به اندازه اینترنت برای هر برنامه IoT حیاتی هستند. تصور کنید الکسا (Alexa) یا گوگل هوم (Google Home) بدون میکروفون باشند؛ عملاً کار نمی‌کنند! بدون میکروفون، افراد نمی‌توانند با دستگاه تعامل کنند یا باید از حسگر دیگری مثل کیبورد برای دریافت ورودی کاربر استفاده شود. در عین حال، نوع کاربرد تعیین می‌کند که چه حسگری مورد نیاز است. یک دستگاه هوشمند خانگی بدون میکروفون کارایی چندانی ندارد. تعامل صوتی با دستگاه به کاربر اجازه می‌دهد در مکان‌های مختلف یا حین انجام فعالیت‌هایی مثل آشپزی، همچنان از آن استفاده کند.
حسگرها در یک برنامه IoT مثل چشم، گوش و بینی نرم‌افزار عمل می‌کنند. همان‌طور که اندام‌های بدن به ما کمک می‌کنند با جهان تعامل کنیم، حسگرها هم راهی هستند که نرم‌افزار دنیای فیزیکی را تشخیص می‌دهد و با آن ارتباط برقرار می‌کند.
چه نوع حسگری باید استفاده کنم؟ (What Kind of Sensor Should I Use?)
همان‌طور که در مقدمه اشاره شد، نوع کاربرد (Application) تعیین‌کننده حسگر مناسب است. می‌خواهید دستگاه هوشمندی برای کنترل دما بسازید؟ از دماسنج (Thermometer) استفاده کنید. می‌خواهید ورود افراد به خانه‌تان را تشخیص دهید؟ حسگر حرکتی (Motion Sensor) گزینه خوبی است، اما اگر گربه‌ای در محله مدام آن را فعال کند یا دزدی بسته‌ای را از ایوان ببرد چه؟ حسگر حرکتی اطلاعات عملی زیادی ارائه نمی‌دهد. اما با یک دوربین (Camera)، دزد ضبط می‌شود و الگوریتم پشت دوربین می‌تواند گربه‌ها را نادیده بگیرد. از طرف دیگر، استفاده از دوربین برای درب اتوماتیک بیش از حد است و یک حسگر حرکتی کافی خواهد بود.
انتخاب حسگر مهم است چون تصمیمات دیگری در ساختار IoT را تحت تأثیر قرار می‌دهد. دوربین‌ها و میکروفون‌ها به قدرت و پهنای باند (Bandwidth) زیادی نیاز دارند، باید از وای‌فای (Wi-Fi) استفاده کنند و باتری بزرگ یا اتصال به برق داشته باشند. در مقابل، حسگرهای حرکتی به پهنای باند کمی نیاز دارند و فقط در حالت آماده‌به‌کار (Standby Power) کار می‌کنند. ماژول‌های GPS معمولاً باید با باتری کار کنند وگرنه عملکردشان محدود می‌شود.
حسگرها همچنین در تعامل با یکدیگر نقش مهمی دارند. یک GPS که با باتری کار می‌کند، همیشه در موقعیتی مناسب برای شارژ یا تعویض باتری نیست. در این حالت، می‌توان آن را با یک شتاب‌سنج (Accelerometer) تقویت کرد. به این ترتیب، GPS فقط وقتی شتاب‌سنج تشخیص دهد که دستگاه در حال حرکت است، روشن می‌شود. علاوه بر این، اطلاعات بدون حضور چند حسگر ممکن است ناقص باشد. برای مثال، وضعیت آب‌وهوا ترکیبی از دما، رطوبت، فشار هوا و حسگرهای آب است. افزودن اطلاعاتی مثل سرعت باد (Wind Speed) می‌تواند تحلیل‌های پیش‌بینانه (Predictive Analytics) را دقیق‌تر کند. گاهی حسگرها با هم کار می‌کنند؛ مثلاً فشارسنج‌ها (Barometers) که فشار هوا را اندازه می‌گیرند، برای محاسبه ارتفاع استفاده می‌شوند. اما چون فشار هوا تحت تأثیر آب‌وهوا قرار دارد، به حسگر دیگری برای دریافت فشار مرجع در ارتفاع مشخص نیاز است.
نتیجه‌گیری (Conclusion)
حسگرها برای پروژه‌های IoT حیاتی هستند و معادل چشم و گوش نرم‌افزار محسوب می‌شوند. در برخی موارد، یک پروژه IoT کاملاً به حسگرهای استفاده‌شده محدود می‌شود. نوع پروژه IoT تعیین می‌کند کدام حسگر بهترین انتخاب است و سپس حسگر انتخاب‌شده، تصمیمات سخت‌افزاری و نرم‌افزاری بعدی را شکل می‌دهد.
اگر می‌خواهید پروژه IoT خود را به سطح بالاتری ببرید، انتخاب حسگر مناسب اولین و مهم‌ترین قدم است! برای اطلاعات بیشتر، کافی است جستجو کنید و گزینه‌های شگفت‌انگیز این فناوری را کشف کنید.
منبع: iotforall