فوق العاده! خلاصه ای جامع از دانش حسگر

سنسور که در زبان انگلیسی به عنوان سنسور یا مبدل نیز شناخته می شود، در فرهنگ لغت وبستر اینگونه تعریف شده است: «دستگاهی که برق را از یک سیستم دریافت می کند و معمولاً برق را به شکل دیگری به سیستم دوم می فرستد». بر اساس این تعریف، وظیفه حسگر تبدیل یک نوع انرژی به شکل دیگری از انرژی است، بنابراین بسیاری از محققان برای اشاره به "حسگر" از "مبدل" نیز استفاده می کنند.

سنسور یک دستگاه تشخیص است که معمولاً از عناصر حساس و عناصر تبدیل تشکیل شده است که می تواند اطلاعات را اندازه گیری کند و به کاربران امکان درک اطلاعات را بدهد. از طریق تبدیل، داده ها یا اطلاعات ارزش در حسگر به سیگنال الکتریکی یا سایر فرم های خروجی مورد نیاز برای برآوردن نیازهای انتقال اطلاعات، پردازش، ذخیره سازی، نمایش، ضبط و کنترل تبدیل می شود.

01. تاریخچه توسعه حسگر

در سال 1883، اولین ترموستات جهان به طور رسمی راه اندازی شد و توسط مخترعی به نام وارن اس. جانسون ساخته شد. این ترموستات می تواند دما را تا حد مشخصی از دقت حفظ کند که استفاده از سنسورها و فناوری سنجش است. در آن زمان، این یک فناوری بسیار قدرتمند بود.

در اواخر دهه 1940، اولین حسگر مادون قرمز ظاهر شد. پس از آن، بسیاری از حسگرها به طور مداوم توسعه یافتند. تاکنون بیش از 35000 نوع حسگر در دنیا وجود دارد که از نظر تعداد و کاربرد بسیار پیچیده هستند. می توان گفت که اکنون داغ ترین دوره برای سنسورها و فناوری سنسور است.

در سال 1987، ADI (دستگاه های آنالوگ) شروع به سرمایه گذاری در تحقیق و توسعه یک حسگر جدید کرد. این سنسور با سایر سنسورها متفاوت است. سنسور MEMS نامیده می شود که نوع جدیدی از سنسورها است که با استفاده از میکروالکترونیک و فناوری ریزماشینکاری تولید می شود. در مقایسه با سنسورهای سنتی، دارای ویژگی های اندازه کوچک، وزن سبک، هزینه کم، مصرف برق کم، قابلیت اطمینان بالا، مناسب برای تولید انبوه، ادغام آسان و هوشمندسازی است. ADI اولین شرکت در این صنعت است که تحقیق و توسعه MEMS را انجام می دهد.

در سال 1991، ADI اولین دستگاه MEMS High-g را در صنعت عرضه کرد که عمدتاً برای نظارت بر برخورد کیسه هوای خودرو استفاده می‌شود. پس از آن، بسیاری از حسگرهای MEMS به طور گسترده توسعه یافتند و در ابزارهای دقیق مانند تلفن های همراه، چراغ های الکتریکی و تشخیص دمای آب مورد استفاده قرار گرفتند. تا سال 2010، حدود 600 واحد در جهان مشغول تحقیق و توسعه و تولید MEMS بودند.

02. سه مرحله توسعه فناوری حسگر

فاز 1: قبل از سال 1969

عمدتا به عنوان حسگرهای ساختاری آشکار می شود. حسگرهای ساختاری از تغییرات در پارامترهای ساختاری برای حس کردن و تبدیل سیگنال ها استفاده می کنند. به عنوان مثال: سنسورهای کرنش مقاومتی، که از تغییرات مقاومت در هنگام تغییر شکل الاستیک مواد فلزی برای تبدیل سیگنال های الکتریکی استفاده می کنند.

فاز 2: حدود 20 سال پس از 1969

حسگرهای حالت جامد که در دهه 1970 شروع به توسعه کردند، از اجزای جامد مانند نیمه هادی ها، دی الکتریک ها و مواد مغناطیسی تشکیل شده اند و با استفاده از خواص خاصی از مواد ساخته می شوند. به عنوان مثال: استفاده از اثر ترموالکتریک، اثر هال و اثر حساسیت به نور به ترتیب برای ساخت حسگرهای ترموکوپل، سنسور هال و حسگرهای نوری.

در اواخر دهه 1970، با توسعه فناوری ادغام، فناوری سنتز مولکولی، فناوری میکروالکترونیک و فناوری رایانه، حسگرهای یکپارچه ظهور کردند.

سنسورهای مجتمع شامل 2 نوع هستند: یکپارچه سازی خود سنسور و یکپارچه سازی سنسور و مدارهای بعدی. این نوع سنسور عمدتا دارای ویژگی های کم هزینه، قابلیت اطمینان بالا، عملکرد خوب و رابط انعطاف پذیر است.

سنسورهای یکپارچه به سرعت در حال توسعه هستند و در حال حاضر حدود 2/3 از بازار حسگرها را تشکیل می دهند. آنها در جهت قیمت پایین، چند منظوره و سریال سازی در حال توسعه هستند.

مرحله سوم: به طور کلی به پایان قرن بیستم تا امروز اشاره دارد

سنسور به اصطلاح هوشمند به توانایی آن در تشخیص، خود تشخیصی، پردازش داده ها و انطباق با اطلاعات خارجی اشاره دارد. این محصول ترکیبی از فناوری میکرو کامپیوتر و فناوری تشخیص است.

در دهه 1980، حسگرهای هوشمند تازه شروع به توسعه کردند. در این زمان، اندازه گیری هوشمند عمدتاً بر اساس ریزپردازنده ها بود. مدار تهویه سیگنال سنسور، ریز کامپیوتر، حافظه و رابط در یک تراشه ادغام شدند و به حسگر درجه خاصی از هوش مصنوعی را دادند.

در دهه 1990، فن‌آوری اندازه‌گیری هوشمند بیشتر بهبود یافت و هوش در سطح اول حسگر محقق شد و باعث شد که عملکرد خود تشخیصی، عملکرد حافظه، عملکرد اندازه‌گیری چند پارامتری و عملکرد ارتباط شبکه‌ای داشته باشد.

03. انواع سنسور

در حال حاضر در دنیا کمبود استانداردها و هنجارهای بین المللی وجود دارد و هیچ گونه سنسور استاندارد معتبری تدوین نشده است. آنها را فقط می توان به حسگرهای فیزیکی ساده، حسگرهای شیمیایی و حسگرهای زیستی تقسیم کرد.

به عنوان مثال، حسگرهای فیزیکی عبارتند از: صدا، نیرو، نور، مغناطیس، دما، رطوبت، الکتریسیته، تابش و غیره. حسگرهای شیمیایی عبارتند از: سنسورهای مختلف گاز، مقدار pH اسید و باز، یونیزاسیون، پلاریزاسیون، جذب شیمیایی، واکنش الکتروشیمیایی و غیره. حسگرهای بیولوژیکی عبارتند از: الکترودهای آنزیمی و بیوالکتریکی واسطه و غیره.

بر اساس طبقه بندی و نامگذاری سنسورها، عمدتاً انواع زیر وجود دارد:

(1) با توجه به اصل تبدیل، آنها را می توان به حسگرهای فیزیکی، حسگرهای شیمیایی و حسگرهای بیولوژیکی تقسیم کرد.

(2) با توجه به اطلاعات تشخیص سنسور، آنها را می توان به سنسورهای صوتی، سنسورهای نور، سنسورهای حرارتی، سنسورهای نیرو، سنسورهای مغناطیسی، سنسورهای گاز، سنسورهای رطوبت، سنسورهای فشار، سنسورهای یونی و سنسورهای تشعشع تقسیم کرد.

(3) با توجه به روش منبع تغذیه، آنها را می توان به حسگرهای فعال یا غیرفعال تقسیم کرد.

(4) با توجه به سیگنال های خروجی آنها، آنها را می توان به سنسورهای خروجی آنالوگ، خروجی دیجیتال و سوئیچ تقسیم کرد.

(5) با توجه به مواد مورد استفاده در حسگرها، آنها را می توان به موارد زیر تقسیم کرد: مواد نیمه هادی. مواد کریستالی؛ مواد سرامیکی؛ مواد کامپوزیت آلی؛ مواد فلزی؛ مواد پلیمری؛ مواد ابررسانا؛ مواد فیبر نوری؛ نانومواد و سایر حسگرها

(6) با توجه به تبدیل انرژی، آنها را می توان به حسگرهای تبدیل انرژی و سنسورهای کنترل انرژی تقسیم کرد.

(7) با توجه به فرآیند تولید آنها، آنها را می توان به فناوری پردازش مکانیکی تقسیم کرد. فناوری کامپوزیت و یکپارچه؛ تکنولوژی فیلم نازک و فیلم ضخیم؛ تکنولوژی پخت سرامیک؛ فناوری MEMS؛ فناوری الکتروشیمیایی و سنسورهای دیگر.

حدود 26000 نوع حسگر وجود دارد که در سراسر جهان تجاری شده اند. کشور من در حال حاضر حدود 14000 نوع دارد که اکثر آنها انواع و گونه های معمولی هستند. بیش از 7000 نوع را می توان تجاری کرد، اما هنوز کمبودها و شکاف هایی در انواع خاص مانند پزشکی، تحقیقات علمی، میکروبیولوژی و تجزیه و تحلیل شیمیایی وجود دارد و فضای زیادی برای نوآوری های تکنولوژیکی وجود دارد.

04. عملکرد سنسورها

عملکرد حسگرها معمولاً با پنج اندام حسی اصلی انسان مقایسه می شود:

حسگرهای حساس به نور - بینایی

سنسورهای آکوستیک - شنوایی

سنسورهای گاز - بو

حسگرهای شیمیایی - طعم

حسگرهای حساس به فشار، حساس به دما، سیال - لمسی

① حسگرهای فیزیکی: بر اساس اثرات فیزیکی مانند نیرو، گرما، نور، الکتریسیته، مغناطیس و صدا.

②سنسورهای شیمیایی: بر اساس اصول واکنش های شیمیایی.

③ حسگرهای بیولوژیکی: بر اساس عملکردهای شناسایی مولکولی مانند آنزیم ها، آنتی بادی ها و هورمون ها.

در عصر کامپیوتر، انسان ها مشکل شبیه سازی مغز را حل کردند که معادل استفاده از 0 و 1 برای دیجیتالی کردن اطلاعات و استفاده از منطق بولی برای حل مسائل است. اکنون عصر پس از کامپیوتر است و ما شروع به شبیه سازی حواس پنج گانه می کنیم.

اما شبیه سازی حواس پنج گانه یک فرد فقط یک اصطلاح واضح تر برای حسگرها است. فناوری حسگر نسبتا بالغ هنوز هم کمیت های فیزیکی مانند نیرو، شتاب، فشار، دما و غیره است که اغلب در اندازه گیری های صنعتی استفاده می شود. برای حواس واقعی انسان، از جمله بینایی، شنوایی، لامسه، بویایی و چشایی، اکثر آنها از دیدگاه حسگرها چندان بالغ نیستند.

بینایی و شنوایی را می توان به عنوان کمیت های فیزیکی در نظر گرفت که نسبتاً خوب هستند، در حالی که لمس نسبتاً ضعیف است. در مورد بو و طعم، از آنجایی که آنها شامل اندازه گیری مقادیر بیوشیمیایی هستند، مکانیسم کار نسبتاً پیچیده است و از مرحله بلوغ فنی فاصله دارد.

بازار حسگرها در واقع توسط برنامه های کاربردی هدایت می شود. به عنوان مثال، در صنایع شیمیایی، بازار سنسورهای فشار و جریان بسیار بزرگ است. در صنعت خودرو، بازار سنسورهایی مانند سرعت چرخش و شتاب بسیار بزرگ است. سنسورهای شتاب مبتنی بر سیستم‌های میکرو الکترومکانیکی (MEMS) در حال حاضر از نظر فناوری نسبتاً بالغ هستند و به تقاضا برای صنعت خودرو کمک زیادی کرده‌اند.

قبل از ظهور مفهوم حسگرها، در واقع حسگرهایی در ابزارهای اندازه گیری اولیه وجود داشت، اما آنها به عنوان یک جزء در کل مجموعه ابزار ظاهر می شدند. بنابراین، قبل از سال 1980، کتاب درسی معرفی حسگرها در چین "اندازه گیری الکتریکی کمیت های غیر الکتریکی" نامیده می شد.

پیدایش مفهوم حسگرها در واقع نتیجه مدولار شدن تدریجی ابزارهای اندازه گیری است. از آن زمان، سنسورها از کل سیستم ابزار جدا شده و به عنوان یک دستگاه کاربردی مورد مطالعه، تولید و فروش قرار گرفته اند.

05. اصطلاحات حرفه ای رایج برای سنسورها

همانطور که حسگرها به رشد و توسعه ادامه می دهند، ما درک عمیق تری از آنها داریم. 30 اصطلاح رایج زیر خلاصه شده است:

1. محدوده: تفاوت جبری بین حد بالا و پایین محدوده اندازه گیری.

2. دقت: درجه سازگاری بین نتیجه اندازه گیری شده و مقدار واقعی.

3. معمولا از عناصر حساس و عناصر تبدیل تشکیل شده است:

عناصر حساس به بخشی از حسگر اشاره دارد که می تواند به طور مستقیم (یا به آن پاسخ دهد) مقدار اندازه گیری شده.

عناصر تبدیل به بخشی از حسگر اطلاق می شود که می تواند مقدار اندازه گیری شده حس شده (یا پاسخ داده شده) توسط عنصر حساس را به سیگنال الکتریکی برای انتقال و (یا) اندازه گیری تبدیل کند.

هنگامی که خروجی یک سیگنال استاندارد مشخص باشد، فرستنده نامیده می شود.

4. محدوده اندازه گیری: محدوده مقادیر اندازه گیری شده در محدوده خطای مجاز.

5. تکرارپذیری: درجه سازگاری بین نتایج چندین اندازه گیری متوالی از یک کمیت اندازه گیری شده در تمام شرایط زیر:

همان طرف اندازه گیری، مشاهده گر یکسان، ابزار اندازه گیری یکسان، مکان یکسان، شرایط استفاده یکسان، و تکرار در مدت زمان کوتاهی.

6. وضوح: حداقل تغییر در کمیت اندازه گیری شده که حسگر می تواند در محدوده اندازه گیری مشخص شده تشخیص دهد.

7. آستانه: حداقل تغییر در کمیت اندازه گیری شده که می تواند باعث شود خروجی سنسور تغییر قابل اندازه گیری ایجاد کند.

8. موقعیت صفر: حالتی که قدر مطلق خروجی را حداقل می کند، مانند حالت تعادل.

9. خطی بودن: درجه ای که منحنی کالیبراسیون با حد معینی مطابقت دارد.

10. غیر خطی بودن: درجه انحراف منحنی کالیبراسیون از یک خط مستقیم مشخص شده است.

11. پایداری طولانی مدت: توانایی سنسور برای حفظ تلورانس در مدت زمان مشخص.

12. فرکانس طبیعی: فرکانس نوسان آزاد (بدون نیروی خارجی) سنسور زمانی که مقاومتی وجود ندارد.

13. پاسخ: مشخصه کمیت اندازه گیری شده در طول خروجی تغییر می کند.

14. محدوده دمای جبران شده: محدوده دمایی جبران شده برای سنسور برای حفظ تعادل صفر در محدوده و محدودیت های مشخص شده.

15. خزش: تغییر در خروجی در یک زمان مشخص که شرایط محیطی ماشین اندازه گیری شده ثابت می ماند.

16. مقاومت عایق: اگر غیر از این مشخص نشده باشد، به مقدار مقاومت اندازه گیری شده بین قسمت های عایق مشخص شده سنسور زمانی که ولتاژ DC مشخص شده در دمای اتاق اعمال می شود، اشاره دارد.

17. تحریک: انرژی خارجی (ولتاژ یا جریان) اعمال شده برای عملکرد صحیح سنسور.

18. حداکثر تحریک: حداکثر مقدار ولتاژ یا جریان تحریک که می تواند در شرایط داخلی به سنسور اعمال شود.

19. امپدانس ورودی: امپدانس اندازه گیری شده در انتهای ورودی سنسور زمانی که انتهای خروجی اتصال کوتاه دارد.

20. خروجی: مقدار الکتریسیته تولید شده توسط سنسور که تابعی از کمیت اندازه گیری شده خارجی است.

21. امپدانس خروجی: امپدانس اندازه گیری شده در انتهای خروجی سنسور زمانی که انتهای ورودی اتصال کوتاه دارد.

22. خروجی صفر: خروجی سنسور زمانی که کمیت اندازه گیری شده اعمال شده در شرایط شهری صفر باشد.

23. Hysteresis: حداکثر اختلاف در خروجی زمانی که مقدار اندازه گیری شده در محدوده مشخص شده افزایش و کاهش می یابد.

24. تاخیر: تاخیر زمانی تغییر سیگنال خروجی نسبت به تغییر سیگنال ورودی.

25. Drift: مقدار تغییر در خروجی سنسور که به اندازه گیری در یک بازه زمانی معین مربوط نمی شود.

26. دریفت صفر: تغییر در خروجی صفر در یک بازه زمانی مشخص و در شرایط داخلی.

27. حساسیت: نسبت افزایش خروجی سنسور به افزایش متناظر ورودی.

28. رانش حساسیت: تغییر در شیب منحنی کالیبراسیون ناشی از تغییر حساسیت.

29. رانش حساسیت حرارتی: رانش حساسیت ناشی از تغییر حساسیت.

30. رانش صفر حرارتی: رانش صفر ناشی از تغییر دمای محیط.

06. زمینه های کاربردی سنسورها

سنسورها یک دستگاه تشخیص پرکاربرد هستند که در نظارت بر محیط زیست، مدیریت ترافیک، بهداشت پزشکی، کشاورزی و دامپروری، ایمنی آتش سوزی، تولید، هوافضا، محصولات الکترونیکی و سایر زمینه ها استفاده می شود. می‌تواند اطلاعات در حال اندازه‌گیری را حس کند و می‌تواند اطلاعات حس‌شده را به سیگنال‌های الکتریکی یا سایر اشکال مورد نیاز خروجی اطلاعات بر اساس قوانین خاصی برای برآورده کردن الزامات انتقال اطلاعات، پردازش، ذخیره‌سازی، نمایش، ضبط و کنترل تبدیل کند.

①کنترل صنعتی: اتوماسیون صنعتی، رباتیک، ابزار تست، صنعت خودرو، کشتی سازی و غیره.

کاربردهای کنترل صنعتی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند، مانند سنسورهای مختلف مورد استفاده در خودروسازی، کنترل فرآیند محصول، ماشین آلات صنعتی، تجهیزات ویژه و تجهیزات تولید خودکار و غیره که متغیرهای فرآیند (مانند دما، سطح مایع، فشار، جریان، و غیره)، ویژگی های الکترونیکی (جریان، ولتاژ، و غیره) و کمیت های فیزیکی (حرکت، سرعت، بار و شدت) را اندازه گیری کنید، و حسگرهای سنتی مجاورت/موقعیت یابی به سرعت در حال توسعه هستند.

در عین حال، حسگرهای هوشمند می توانند با اتصال انسان و ماشین و ترکیب نرم افزار و تجزیه و تحلیل داده های بزرگ، محدودیت های علم فیزیک و مواد را از بین ببرند و نحوه کار جهان را تغییر دهند. در چشم انداز Industry 4.0، راه حل ها و خدمات حسگر پایان به انتها در سایت تولید احیا می شوند. این تصمیم گیری هوشمندانه تر را ترویج می کند، کارایی عملیاتی را بهبود می بخشد، تولید را افزایش می دهد، کارایی مهندسی را بهبود می بخشد و عملکرد تجاری را تا حد زیادی بهبود می بخشد.

②محصولات الکترونیکی: پوشیدنی های هوشمند، الکترونیک ارتباطی، لوازم الکترونیکی مصرفی و غیره.

سنسورها بیشتر در پوشیدنی‌های هوشمند و لوازم الکترونیکی 3C در محصولات الکترونیکی استفاده می‌شوند و تلفن‌های همراه بیشترین سهم را در زمینه کاربرد دارند. رشد قابل توجه تولید تلفن همراه و افزایش مداوم عملکردهای جدید تلفن همراه فرصت ها و چالش هایی را برای بازار حسگرها به ارمغان آورده است. افزایش سهم بازار تلفن های همراه با صفحه نمایش رنگی و تلفن های دوربین دار باعث افزایش نسبت کاربردهای حسگر در این زمینه شده است.

علاوه بر این، سنسورهای اولتراسونیک مورد استفاده در تلفن های گروهی و تلفن های بی سیم، سنسورهای میدان مغناطیسی مورد استفاده در رسانه های ذخیره سازی مغناطیسی و غیره شاهد رشد قوی خواهند بود.

از نظر کاربردهای پوشیدنی، سنسورها اجزای ضروری هستند.

به عنوان مثال، ردیاب‌های تناسب اندام و ساعت‌های هوشمند به تدریج در حال تبدیل شدن به یک دستگاه سبک زندگی روزمره هستند که به ما کمک می‌کند سطح فعالیت و پارامترهای اولیه سلامت خود را ردیابی کنیم. در واقع، فناوری زیادی در دستگاه‌های کوچکی که روی مچ دست بسته می‌شوند وجود دارد تا به افراد کمک کند سطح فعالیت و سلامت قلب را اندازه‌گیری کنند.

هر دستبند تناسب اندام یا ساعت هوشمند معمولی دارای حدود 16 حسگر داخلی است. بسته به قیمت، برخی از محصولات ممکن است بیشتر داشته باشند. این حسگرها به همراه سایر اجزای سخت افزاری (مانند باتری، میکروفون، نمایشگر، بلندگوها و غیره) و نرم افزارهای پیشرفته قدرتمند، یک ردیاب تناسب اندام یا ساعت هوشمند را تشکیل می دهند.

امروزه حوزه کاربرد دستگاه های پوشیدنی از ساعت های خارجی، عینک، کفش و غیره به حوزه وسیع تری مانند پوست الکترونیک و غیره در حال گسترش است.

③ هوانوردی و نظامی: فناوری هوافضا، مهندسی نظامی، اکتشاف فضا و غیره.

در زمینه هوانوردی، ایمنی و قابلیت اطمینان قطعات نصب شده بسیار بالا است. این امر به ویژه برای سنسورهایی که در مکان های مختلف استفاده می شوند صادق است.

به عنوان مثال، هنگام برخاستن یک موشک، هوا به دلیل سرعت بسیار بالای برخاستن (بیش از 4 ماخ یا 3000 مایل در ساعت) فشار و نیروهای فوق‌العاده‌ای بر روی سطح و بدنه موشک ایجاد می‌کند و محیطی بسیار خشن را ایجاد می‌کند. بنابراین، سنسورهای فشار برای نظارت بر این نیروها برای اطمینان از باقی ماندن آنها در محدوده طراحی بدنه مورد نیاز است. در حین برخاستن، سنسورهای فشار در معرض هوای جریان یافته بر روی سطح موشک قرار می گیرند و در نتیجه داده ها را اندازه گیری می کنند. این داده ها همچنین برای راهنمایی طراحی های بدنه آینده استفاده می شود تا آنها را قابل اطمینان تر، محکم تر و ایمن تر کند. علاوه بر این، اگر مشکلی پیش بیاید، داده های حسگرهای فشار به یک ابزار تجزیه و تحلیل بسیار مهم تبدیل می شوند.

به عنوان مثال، در مونتاژ هواپیما، سنسورها می توانند اندازه گیری سوراخ پرچ بدون تماس را تضمین کنند، و سنسورهای جابجایی و موقعیت وجود دارد که می توان از آنها برای اندازه گیری ارابه فرود، اجزای بال، بدنه و موتورهای هواپیما استفاده کرد که می تواند مطمئن و دقیق باشد. تعیین مقادیر اندازه گیری

④ زندگی خانگی: خانه هوشمند، لوازم خانگی و غیره.

رواج تدریجی شبکه های حسگر بی سیم باعث توسعه سریع وسایل اطلاعاتی و فناوری شبکه شده است. تجهیزات اصلی شبکه های خانگی از یک دستگاه به چندین لوازم خانگی گسترش یافته است. گره کنترل شبکه خانه هوشمند مبتنی بر شبکه های حسگر بی سیم بستری اساسی برای اتصال شبکه های داخلی و خارجی در خانه و اتصال وسایل و تجهیزات اطلاعاتی بین شبکه های داخلی فراهم می کند.

تعبیه گره‌های حسگر در لوازم خانگی و اتصال آنها به اینترنت از طریق شبکه‌های بی‌سیم، محیط خانه هوشمند راحت‌تر، راحت‌تر و انسانی‌تر را برای مردم فراهم می‌کند. سیستم مانیتورینگ از راه دور را می توان برای کنترل از راه دور لوازم خانگی استفاده کرد و ایمنی خانواده را می توان در هر زمان از طریق دستگاه های سنجش تصویر کنترل کرد. از شبکه حسگر می توان برای ایجاد یک مهدکودک هوشمند، نظارت بر محیط آموزش اولیه کودکان و ردیابی مسیر فعالیت کودکان استفاده کرد.

⑤ مدیریت ترافیک: حمل و نقل، حمل و نقل شهری، تدارکات هوشمند و غیره.

در مدیریت ترافیک، سیستم شبکه حسگر بی سیم نصب شده در دو طرف جاده می تواند برای نظارت بر شرایط جاده، شرایط تجمع آب و سر و صدای جاده، گرد و غبار، گاز و سایر پارامترها در زمان واقعی برای دستیابی به هدف حفاظت از جاده استفاده شود. حفاظت از محیط زیست و حفاظت از سلامت عابران پیاده.

سیستم حمل و نقل هوشمند (ITS) نوع جدیدی از سیستم حمل و نقل است که بر اساس سیستم حمل و نقل سنتی توسعه یافته است. این فناوری اطلاعات، ارتباطات، کنترل و کامپیوتر و سایر فن آوری های ارتباطی مدرن را در حوزه حمل و نقل ادغام می کند و به طور ارگانیک "مردم-خودرو-جاده-محیط" را ترکیب می کند. افزودن یک فناوری شبکه حسگر بی سیم به امکانات حمل و نقل موجود می تواند به طور اساسی مشکلات ایمنی، صاف بودن، صرفه جویی در انرژی و حفاظت از محیط زیست را که حمل و نقل مدرن را آزار می دهد، کاهش دهد و در عین حال کارایی کار حمل و نقل را بهبود بخشد.

⑥ نظارت بر محیط زیست: نظارت و پیش بینی محیطی، آزمایش آب و هوا، آزمایش هیدرولوژیکی، حفاظت از محیط زیست انرژی، آزمایش زلزله و غیره.

از نظر پایش و پیش بینی محیطی، از شبکه های حسگر بی سیم می توان برای نظارت بر شرایط آبیاری محصولات، شرایط هوای خاک، محیط زیست دام و طیور و شرایط مهاجرت، اکولوژی بی سیم خاک، پایش سطح وسیع و غیره استفاده کرد و برای اکتشافات سیاره‌ای، تحقیقات هواشناسی و جغرافیایی، پایش سیل و غیره. بر اساس شبکه‌های حسگر بی‌سیم، بارندگی، سطح آب رودخانه و رطوبت خاک را می‌توان از طریق چندین سنسور پایش کرد و سیل‌های ناگهانی را می‌توان برای توصیف تنوع اکولوژیکی پیش‌بینی کرد و در نتیجه پایش اکولوژیکی را انجام داد. زیستگاه های حیوانات پیچیدگی جمعیت را می توان با ردیابی پرندگان، حیوانات کوچک و حشرات نیز بررسی کرد.

از آنجایی که انسان ها به کیفیت محیطی توجه بیشتری می کنند، در فرآیند واقعی آزمایش محیطی، مردم اغلب به تجهیزات و ابزارهای تحلیلی نیاز دارند که حمل آن آسان باشد و بتواند نظارت دینامیکی مداوم را بر روی اشیاء آزمایشی متعدد انجام دهد. با کمک فناوری جدید حسگر می توان نیازهای فوق را برطرف کرد.

به عنوان مثال در فرآیند پایش جو، نیتریدها، سولفیدها و ... آلاینده هایی هستند که تولید و زندگی افراد را به شدت تحت تاثیر قرار می دهند.

در بین اکسیدهای نیتروژن، SO2 عامل اصلی باران اسیدی و غبار اسیدی است. اگرچه روش های سنتی می توانند محتوای SO2 را اندازه گیری کنند، این روش پیچیده است و به اندازه کافی دقیق نیست. اخیراً محققان دریافته‌اند که حسگرهای خاصی می‌توانند سولفیت‌ها را اکسید کنند و بخشی از اکسیژن در طی فرآیند اکسیداسیون مصرف می‌شود که باعث کاهش اکسیژن محلول در الکترود و ایجاد اثر جریان می‌شود. استفاده از حسگرها می تواند به طور موثر مقدار محتوای سولفیت را بدست آورد که نه تنها سریع بلکه بسیار قابل اعتماد است.

برای نیتریدها می توان از سنسورهای اکسید نیتروژن برای نظارت استفاده کرد. اصل حسگرهای اکسید نیتروژن استفاده از الکترودهای اکسیژن برای تولید باکتری خاصی است که نیتریت ها را مصرف می کند و با محاسبه تغییر غلظت اکسیژن محلول، محتوای اکسیدهای نیتروژن را محاسبه می کند. از آنجایی که باکتری های تولید شده از نیترات به عنوان انرژی استفاده می کنند و فقط از این نیترات به عنوان انرژی استفاده می کنند، بنابراین در فرآیند کاربرد واقعی منحصر به فرد است و تحت تأثیر تداخل مواد دیگر قرار نمی گیرد. برخی از محققان خارجی با استفاده از اصل غشاها تحقیقات عمیق تری انجام داده اند و به طور غیرمستقیم غلظت بسیار کم NO2 در هوا را اندازه گیری کرده اند.

⑦ بهداشت پزشکی: تشخیص پزشکی، بهداشت پزشکی، مراقبت های بهداشتی و غیره.

بسیاری از موسسات تحقیقاتی پزشکی در داخل و خارج از کشور، از جمله غول های صنعت پزشکی مشهور بین المللی، پیشرفت های مهمی در کاربرد فناوری حسگر در زمینه پزشکی داشته اند.

به عنوان مثال، موسسه فناوری جورجیا در ایالات متحده در حال توسعه یک حسگر تعبیه شده در بدن با سنسورهای فشار و مدارهای ارتباطی بی سیم است. این دستگاه از فلز رسانا و فیلم عایق تشکیل شده است که می تواند تغییرات فشار را با توجه به تغییرات فرکانس مدار تشدید تشخیص دهد و پس از ایفای نقش خود در مایعات بدن حل می شود.

در سال‌های اخیر، شبکه‌های حسگر بی‌سیم به طور گسترده در سیستم‌های پزشکی و مراقبت‌های بهداشتی مانند نظارت بر داده‌های مختلف فیزیولوژیکی بدن انسان، ردیابی و نظارت بر اقدامات پزشکان و بیماران در بیمارستان‌ها و مدیریت دارو در بیمارستان‌ها مورد استفاده قرار گرفته‌اند.

⑧ ایمنی آتش نشانی: کارگاه های بزرگ، مدیریت انبار، فرودگاه ها، ایستگاه ها، اسکله ها، نظارت بر ایمنی پارک های صنعتی بزرگ و غیره.

با توجه به تعمیر مداوم ساختمان ها، ممکن است برخی از خطرات ایمنی وجود داشته باشد. اگرچه لرزش های کوچک گاه و بیگاه در پوسته زمین ممکن است آسیب قابل مشاهده ای ایجاد نکند، ممکن است ترک های احتمالی در ستون ها ایجاد شود که ممکن است باعث فروریختن ساختمان در زلزله بعدی شود. بازرسی با استفاده از روش‌های سنتی اغلب مستلزم بسته شدن ساختمان برای چندین ماه است، در حالی که ساختمان‌های هوشمند مجهز به شبکه‌های حسگر می‌توانند اطلاعات وضعیت خود را به بخش‌های مدیریت اعلام کنند و به طور خودکار یک سری کار خود تعمیری را بر اساس اولویت انجام دهند.

با پیشرفت مستمر جامعه، مفهوم تولید ایمن عمیقاً در دل مردم ریشه دوانده است و نیازهای مردم برای تولید ایمن روز به روز بالاتر می رود. در صنعت ساخت و ساز که تصادفات مکرر است، چگونگی تضمین ایمنی شخصی کارگران ساختمانی و حفظ مصالح ساختمانی، تجهیزات و سایر اموال در محل ساخت و ساز اولویت اصلی واحدهای ساختمانی است.

⑨کشاورزی و دامپروری: نوسازی کشاورزی، دامپروری و غیره.

کشاورزی یکی دیگر از زمینه های مهم برای استفاده از شبکه های حسگر بی سیم است.

به عنوان مثال، از زمان اجرای "سیستم مدیریت دقیق برای تولید محصولات مفید در شمال غرب"، تحقیقات فنی ویژه، یکپارچه سازی سیستم و نمایش کاربردهای معمولی عمدتاً برای محصولات کشاورزی غالب در منطقه غرب، مانند سیب، کیوی، مریم گلی، خربزه، گوجه فرنگی و سایر محصولات عمده، و همچنین ویژگی های محیط زیست محیطی خشک و بارانی در غرب، و فناوری شبکه حسگر بی سیم با موفقیت در تولیدات کشاورزی دقیق اعمال شده است. این فناوری پیشرفته شبکه حسگر که محیط رشد محصول را در زمان واقعی جمع‌آوری می‌کند در تولیدات کشاورزی اعمال می‌شود و پشتیبانی فنی جدیدی را برای توسعه کشاورزی مدرن ارائه می‌دهد.

⑩ زمینه های دیگر: نظارت بر ماشین آلات پیچیده، نظارت آزمایشگاهی و غیره.

شبکه حسگر بی سیم یکی از موضوعات داغ در زمینه اطلاعات فعلی است که می توان از آن برای جمع آوری، پردازش و ارسال سیگنال در محیط های خاص استفاده کرد. شبکه حسگر بی سیم دما و رطوبت بر اساس میکروکنترلر PIC است و مدار سخت افزاری گره شبکه حسگر دما و رطوبت با استفاده از سنسور رطوبت یکپارچه و سنسور دما دیجیتال طراحی شده است و از طریق ماژول فرستنده گیرنده بی سیم با مرکز کنترل ارتباط برقرار می کند. ، به طوری که گره حسگر سیستم دارای مصرف انرژی کم، ارتباطات داده قابل اعتماد، پایداری خوب و راندمان ارتباطی بالا است که می تواند به طور گسترده در تشخیص محیطی استفاده شود.