صنایع و سازمان‌ها مدت‌ها است که از انواع مختلف سنسورها استفاده می‌کنند اما اختراع اینترنت اشیا تکامل سنسورها را به سطحی کاملا متفاوت سوق داده است.

کارکرد زیرساخت های اینترنت اشیا تحویل انواع مختلفی از داده و اطلاعات با استفاده از سنسورهای مختلف است. وظیفه آنها جمع‌آوری داده، قراردادن آن برروی پشته و اشتراک‌گذاری آن با یک شبکه کامل از دستگاه‌های متصل است. تمام داده‌های جمع‌آوری‌شده این امکان را برای دستگاه‌ها فراهم می‌سازند تا به‌طورمستقل عمل‌کنند، و کل سامانه محیطی هر روز «هوشمندتر» می‌شود.

با ترکیب یک مجموعه از سنسورها و یک شبکه ارتباطاتی، دستگاه‌ها اطلاعات را با یکدیگر به اشتراک می‌گذارند و کارآیی و عملکرد خود را بهبود می‌بخشند، وسایل نقلیه تسلا یک نمونه از این کاربرد هستند. همه سنسورهای موجود در یک ماشین درک خود را از محیط اطراف ثبت می‌کنند، و اطلاعات را در یک پایگاه داده عظیم بارگذاری می‌کنند. سپس داده پردازش می‌شود و تمام بخش‌های مهم و جدید اطلاعات به دیگر وسایل نقلیه ارسال می‌شوند. این روندی مداوم است، که از طریق آن یک دسته کامل از وسایل نقلیه تسلا هر روز هوشمندتر می‌شوند، بیایید نگاهی به برخی از سنسورهای کلیدی بندازیم که به‌طور گسترده در دنیای IOT بکاربرده می‌شوند.

8-1-1) سنسورهای دما

بطورکلی دستگاهی که برای اندازه‌گیری مقدار انرژی حرارتی استفاده می‌شود و می‌تواند تغییر فیزیکی در دما از منبعی مشخص را تشخیص داده و داده‌ها را به مقادیر قابل درک برای یک دستگاه یا کاربر تبدیل ‌کند، به عنوان سنسور دما شناخته می‌شود. این سنسورها مدت‌ها است که در انواع دستگاه‌ها بکارگرفته می‌شوند. بااین‌حال، با ظهور IOT، امکان حضور آنها در دستگاه‌های بیش‌تری فراهم شده است. تا چندسال پیش، کاربرد آنها عمدتا شامل کنترل تهویه کننده هوا، یخچال‌ها و دستگاه‌های مشابه بود که برای کنترل محیطی بکاربرده می‌شدند. با این‌ حال، با پیدایش دنیای IOT، آنها نقش خود را در فرآیندهای تولیدی، کشاورزی و صنعت سلامت پیداکرده‌اند، در فرآیند تولید، بسیاری از دستگاه‌ها به دمای محیط خاص و همچنین دمای دستگاه خاص نیاز دارند. با این نوع از اندازه‌گیری، فرآیند تولید همیشه می‌تواند بهینه باقی بماند، از سوی دیگر، در کشاورزی، دمای خاک برای رشد محصول بسیار مهم است. این امر به تولید گیاهان، و حداکثر کردن خروجی کمک می‌کند. در زیر برخی از زیرمجموعه های سنسورهای دما آورده شده اند:

• ترموکوپل: این دستگاه اندازه‌گیری دما را با تغییر در ولتاژ نشان می‌دهد. با افزایش دما، ولتاژ خروجی ترموکوپل بالا می‌رود.
• آشکارساز دمای مقاومتی: مقاومت این دستگاه بطور مستقیم متناسب با دما است، با افزایش دما در جهت مثبت، مقاومت بالا می‌رود. -مقاومت گرمایی (ترمیستور): یک مقاومت حساس به دما است که مقاومت فیزیکی آن با تغییر دما تغییر می‌کند
• IC ( نیمه‌ هادی ): دستگاه‌هایی خطی هستند که در آنها رسانایی نیمه‌هادی به‌طورخطی افزایش می‌یابد و از مزایای ویژگی‌ مقاومت متغیر مواد نیمه‌هادی بهره می‌برند. این موضوع می‌تواند امکان یک خوانش دمای مستقیم را به‌صورت دیجیتال، به‌ویژه در دماهای پایین فراهم آورد.
• سنسورهای مادون قرمز: دما را با رهگیری بخشی از انرژی مادون قرمز منتشرشده از شی یا ماده، و سنجش شدت آن شناسایی می‌کنند، و فقط برای اندازه‌گیری دمای جامدات و مایعات بکاربرده می‌شود، اما کاربرد آن برای گازها به دلیل ماهیت شفاف آنها امکان‌پذیر نیست.

8-1-2) سنسورهای مجاورتی

دستگاهی است که می‌تواند حضور یا عدم حضور یک شی مجاور، یا ویژگی‌های آن شی را شناسایی کند، و آن را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل ‌کند که می‌تواند به آسانی توسط کاربر یا یک دستگاه الکترونیکی ساده بدون تماس با آنها خوانده شود. از سنسورهای مجاورتی بطور گسترده در صنعت فروشگاه‌داری استفاده می‌شود، زیرا آنها می‌توانند جابجایی و ارتباط میان مشتری و محصول مورد علاقه او را تشخیص دهند. یک کاربر فورا از تخفیف‌ها یا پیشنهادهای ویژه محصولات محیط اطراف خود مطلع می‌شود. دیگر مورد کاربردی معروف و نسبتا قدیمی وسایل نقلیه است.

کار سنسور مجاورتی این است که وجود یک مانع را هنگام عقب عقب رفتن ماشین هشدار می‌دهد. همچنین از آنها برای پارک کردن در مکان‌هایی مانند مراکز خرید، ورزشگاه‌ها یا فرودگاه‌ها و غیره استفاده می‌شود. در زیر تعدادی از سنسورهای مجاورتی طبقه بندی شده اند:

• سنسورهای القایی: سنسورهای مجاورتی القایی برای تشخیص غیرتماسی به منظور شناسایی حضور اجسام فلزی با استفاده از میدان الکترومغناطیس یا یک باریکه اشعه الکترومغناطیسی بکاربرده می‌شوند. این سنسور می‌تواند سریع تر از کلیدهای مکانیکی کار کند و همچنین به‌دلیل استحکام آن قابل اطمینان‌تر به‌نظر می‌رسد.
• سنسورهای خازنی: سنسورهای مجاورتی خازنی می‌توانند هر دو هدف فلزی و غیرفلزی را تشخیص دهند. تمام دیگر مواد دی الکتریک تقریبا با هوا متفاوت هستند. این می‌تواند برای سنجش اشیا بسیار کوچک از میان بخش بزرگی از هدف بکار برده شود. بنابراین، بطورکلی در کاربردهای سخت و پیچیده بکاربرده می‌شود.
• سنسورهای نوری: حسگر نوری از بخش‌های حساس به نور ساخته می‌شود و از یک باریکه نور برای تشخیص حضور یا عدم حضور یک شی استفاده می‌کند. این یک جایگزین ایده‌آل برای سنسورهای القایی است. و برای سنجش فاصله‌های طولانی یا شی غیرفلزی بکار برده می‌شود.
• سنسورهای آلتراسونیک: از سنسورهای آلتراسونیک همچنین برای تشخیص حضور یا اندازه‌گیری فاصله اهداف مشابه رادار یا ردیاب صوتی استفاده می‌شود. این راه حلی قابل اطمینان برای شرایط سخت و دشوار است.

8-1-3) سنسورهای فشار

یک سنسور فشار دستگاهی است که فشار را سنجش می‌کند و آن را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند. مقدار این سیگنال به سطح فشار اعمال‌شده بستگی دارد، دستگاه‌های زیادی وجود دارند که به فشار مایع یا اشکال دیگر متکی هستند. این سنسورها امکان ایجاد سامانه‌های IOT را دارند که بر سامانه‌ها و دستگاه‌هایی که تحت فشار قرار دارند نظارت می‌کنند، با هرگونه انحراف از محدوده فشار استاندارد، دستگاه در مورد هر مشکلی که باید برطرف شود، به مدیر سیستم اطلاع می‌دهد، بکارگیری این سنسورها نه تنها در ساخت، بلکه در نگهداری کل سیستم‌های آبیاری و سیستم‌های گرمایشی بسیار مفید است، زیرا تشخیص هرگونه نوسان یا افت فشار را آسان می‌سازد.

8-1-4) سنسورهای کیفیت آب

سنسورهای کیفیت آب عمدتا برای تشخیص کیفیت آب و پایش یونی در سیستم‌های توزیع آب بکاربرده می‌شوند. آب عملا در همه جا کاربرد دارد. این سنسورها نقش مهمی را ایفا می‌کنند زیرا کیفیت آب را برای اهداف مختلف پایش می‌کنند. از آنها در صنایع مختلفی استفاده می‌شود. در زیر فهرستی از متداول‌ترین نوع حسگرهای آب مورد استفاده، آورده شده است:

• سنسور کلر باقی‌مانده: این سنسور کلر باقی‌مانده در آب (یعنی کلر آزاد، مونوکلرامین و مجموع کلر) که عمدتا بخاطر کارآیی آن به‌عنوان ماده گندزدا استفاده می‌شود را اندازه‌گیری می‌کند.
• سنسور کل کربن آلی : سنسور کل کربن آلی برای اندازه‌گیری عنصر آلی بکاربرده می‌شود.
• سنسور میزان کدری: سنسور میزان کدری جامدات معلق در آب را اندازه‌گیری می‌کند، معمولا در اندازه‌گیری رودخانه و آبراهه، اندازه‌گیری فاضلاب و پسماند بکاربرده می‌شود.
• سنسور رسانایی: اندازه‌گیری‌های رسانایی در فرآیندهای صنعتی در درجه اول برای بدست آوردن اطلاعات در مورد غلظت‌های یونی کل (یعنی ترکیبات محلول) در محلول‌های آبی انجام می‌شوند.
• سنسور pH: برای اندازه‌گیری سطح pH در آب محلول استفاده می‌شود، که نشان می‌دهد چقد اسیدی یا بازی (قلیایی) است.
• سنسور پتانسیل اکسایش: اندازه‌گیری ORP دیدکلی نسبت به سطح واکنش‌های اکسیداسیون یا کاهش رخ داده در محلول را ارایه می‌دهد.

8-1-5) سنسورهای شیمیایی

در تعدادی از صنایع مختلف از سنسورهای شیمیایی استفاده می‌شود. هدف آنها نشان دادن تغییرات در مایع یا یافتن تغییرات شیمیایی هوا است. آنها نقش مهمی را در شهرهای بزرگ‌تر که لازم است تغییرات را ردیابی کرده و از جمعیت محافظت کنیم، ایفا می کنند. موارد اصلی استفاده از سنسورهای شیمیایی را می‌توان در پایش محیط صنعتی و کنترل فرآیند، کشف مواد شیمیایی مضر آزادشده بطور عمدی یا بطور تصادفی، کشف مواد منفجره و رادیواکتیو، فرآیندهای بازیافت در ایستگاه فضایی، صنایع داروسازی و آزمایشگاه وغیره مشاهده کرد. در زیر رایج ترین نوع حسگرهای شیمایی بیان شده است:

• ترانزیستور اثر میدان شیمیایی
• مقاومت شیمیایی
• سنسور گازی الکتروشیمیایی
• سنسور کلرید فلورسنت
• سنسور سولفید هیدروژن
• سنسور مادون قرمز ناپاشنده
• الکترود شیشه ای Ph
• سنسور پتانسیومتری
• سنسور نانومیله اکسید روی

8-1-6) سنسورهای گاز

سنسورهای گاز مشابه سنسورهای شیمایی هستند، اما بطور خاص برای پایش تغییرات کیفیت هوا و تشخیص حضور گازهای مختلف بکاربرده می‌شوند. مثل سنسورهای شیمیایی، آنها در صنایع بی شماری مثل تولید، کشاورزی و بهداشت بکاربرده می‌شوند و از آنها برای پایش کیفیت هوا، تشخیص گاز سمی یا قابل احتراق، نظارت بر گاز خطرناک در معادن زغال سنگ، صنایع نفت و گاز، تحقیقات آزمایشگاهی شیمیایی، تولید رنگ‌ها، پلاستیک، دارو، پتروشیمی و غیره استفاده می‌شود. برخی سنسورهای گازی متداول عبارتند از:

• سنسور دی اکسید کربن
• دم‌سنج
• آشکارساز مونواکسیدکربن
• سنسور دانه کاتالیز
• سنسور هیدروژن
• سنسور آلودگی هوا
• سنسور اکسید نیتروژن
• سنسور اکسیژن
• نمایشگر اوزون
• سنسور گازی الکترومکانیکی
• آشکارساز گازی
• رطوبت‌سنج

8-1-7) سنسورهای دود

یک سنسور دود، ابزاری است که دود (ذرات موجود در هوا و گازها) و سطح آن را سنجش می‌کند. مدتی طولانی است که از آنها استفاده می‌شود. بااین‌حال با توسعه IOT، آنها اکنون حتی موثرتر هستند، زیرا به یک سیستم متصل می‌شوند تا فورا کاربر را از هر مشکلی که در صنایع مختلف رخ می‌دهد، مطلع ‌کنند. سنسورهای دود بطور گسترده توسط صنایع تولیدی، HVAC، ساختمان‌ها و تسهیلات زیربنایی برای شناسایی تلاقی‌های آتش و گاز بکاربرده می‌شوند. این سنسور برای حفاظت از افرادی که در محیط‌های خطرناک کار می‌کنند، عمل می‌کند بطوری‌که کل سیستم در مقایسه با موارد قدیمی‌تر بسیار کارآمدتر است.
نوع متداول سنسورهای دود : سنسورهای دود حضور دود، گازها و شعله آتش را در ناحیه اطراف خود تشخیص می دهند. حضور این عوامل را می توان بصورت نوری یا با فرآیند فیزیکی یا با استفاده از هر دو روش شناسایی کرد.

• سنسور دود نوری (فتوالکتریک): سنسور دود نوری، از پراکندگی نور به‌عنوان محرک اصلی استفاده می‌کند.
• سنسور دود یونیزاسیون: سنسور دود یونیزاسیون براساس اصل یونیزاسیون کار می‌کند، که در آن ترکیب ذرات حریق با مولکول‌های یونیزه‌شده هوای موجود موجب زنگ هشدار می‌شود.

8-1-8) سنسورهای IR

یک سنسور مادون قرمز سنسوری است که برای سنجش ویژگی‌های خاص پیرامونش با انتشار یا تشخیص اشعه مادون قرمز بکار می‌رود. این سنسور همچنین توانایی اندازه‌گیری حرارت منتشرشده از اشیا را دارد و همچنین به علت داشتن گستره وسیعی از کاربردها نقش مهمی در صنعت خانه هوشمند ایفا می نمایند

این سنسورها در انواع گوناگونی از پروژه‌های IOT به‌ویژه در خدمات درمانی بکار می‌روند، زیرا آنها پایش جریان خون و فشار خون را آسان می‌سازند. از آنها در یک مجموعه گسترده‌ از دستگاه‌های هوشمند مرسوم مانند ساعت‌های هوشمند و تلفن‌های هوشمند نیز استفاده می‌شود. سایر کاربردهای رایج آنها شامل لوازم خانگی و کنترل از راه دور، تجزیه و تحلیل تنفس، دید مادون قرمز (یعنی تجسم نشت گرما در الکترونیک، پایش جریان خون، برای مشاهده لایه‌های زیرین نقاشی توسط تاریخ نگاران هنر)، الکترونیک‌های پوشیدنی، ارتباط نوری، اندازه‌گیری‌های دمای بدون تماس، تشخیص زوایه کور خودرو است. کاربرد آنها به همین‌جا ختم نمی‌شود، آنها همچنین ابزاری عالی برای تضمین سطح امنیت بالا در خانه شما هستند. علاوه‌براین، کاربرد آنها شامل بررسی‌های محیطی است، زیرا می‌توانند انواع مواد شیمیایی و نشت‌های حرارتی را تشخیص دهند. به علت داشتن گستره وسیعی از کاربردها نقش مهمی در صنعت خانه هوشمند ایفا می‌کنند

8-1-9) سنسورهای سطح

سنسوری که برای تعیین سطح یا مقدار سیالات، مایعات یا مواد دیگری که در یک سامانه باز یا بسته جریان می‌یابند، استفاده می‌شود سنسور سطح نامیده می‌شود. همانند سنسورهای IR، سنسورهای سطح نیز در گستره وسیعی از صنایع حضور دارند. آنها در درجه اول برای اندازه‌گیری سطح سوخت شناخته می‌شوند، اما در کسب و کارهایی که با مواد مایع کار می‌کنند نیز استفاده می‌شوند. برای مثال، صنعت بازیافت، و نیز صنعت آب میوه و الکل برای اندازه‌گیری مقدار مایع موجود در آنها بر این سنسورها متکی هستند. بهترین موارد استفاده از سنسور سطح، سنجش سوخت و سطوح مایع در مخازن باز یا بسته، پایش سطح دریا و هشدار سونامی، مخازن آب، تجهیزات پزشکی، دستگاه فشردن هوا، مخازن هیدرولیکی، ابزارهای ماشینی، نوشیندنی و فرآوری دارویی، آشکارسازی سطح بالا یا پایین و غیره است. این امر به کارآیی بهتر هر کدام از این کسب و کارها کمک می‌کند، زیرا سنسورها تمامی داده‌های مهم را در همه زمان‌ها جمع می‌کنند. با استفاده از این سنسورها، هر مدیر محصول به دقت مشاهده می‌کند که چه مقدار مایع برای توزیع آماده است و آیا باید از این حد فراتر رفت.
دو نوع اندازه گیری سطحی پایه وجود دارد:

• سنسورهای سطح نقطه ای‌: سنسورهای سطح نقطه ای‌ معمولا سطح خاص دقیقی را تشخیص می‌دهند و اگر شیی را بالا یا پایین این سطح شناسایی کنند به کاربر پاسخ می‌دهند. با یک دستگاه مجزا برای دریافت هشدار ادغام می‌شود.
• سنسور سطح پیوسته: سنسورهای سطح پیوسته سطوح ماده مایع یا خشک را درون یک محدوده مشخص اندازه‌گیری می‌کنند و خروجی‌هایی را ارایه می‌دهند که بطور پیوسته سطح را نشان می‌دهند. بهترین نمونه آن نمایش سطح سوخت در وسیله نقلیه است.

8-1-10) سنسورهای تصویر

سنسورهای تصویر ابزاری هستند که برای تبدیل تصاویر نوری به سیگنال الکتریکی و نمایش یا ذخیره پرونده‌ها بصورت الکترونیکی بکار می‌روند. کاربرد عمده سنسور تصویر در دوربین و قطعه دیجیتال، تصویربرداری پزشکی و تجهیزات دید در شب، دستگاه‌های تصویربرداری حرارتی، رادار، ردیاب صوتی، خانه چند رسانه‌ای، دستگاه‌های زیست‌سنجی و IRIS یافت می‌شود.
دو نوع اصلی سنسور تصویر در موارد زیر استفاده می شوند:

• وسیله تزویج-باری (CCD)
• تصویرگرهای نیمه‌هادی اکسید فلزی تکمیلی ( CMOS) اگرچه هر نوع سنسور از فن‌آوری متفاوتی برای ثبت تصویر استفاده می‌کند، هر دو تصویرگر CCD و CMOS از نیمه‌هادی‌های اکسید فلزی، که دارای درجه حساسیت به نور مشابه هستند و تفاوت کیفیت ذاتی ندارند، استفاده می‌کنند، یک مصرف‌کننده عادی فکر می‌کند که یک دوربینی معمولی است، اما اگرچه این از حقیقت دور نیست، سنسورهای تصویر به گستره وسیعی از دستگاه‌های مختلف متصل می‌شوند، و عملکرد آنها را بسیار بهتر می‌کنند،

یکی از شناخته‌شده‌ترین کاربردها صنعت خودرو است، که در شبیه‌سازی نقش بسیار مهمی ایفا می‌کنند. با استفاده از این سنسورها، سیستم می‌تواند علایم، موانع و بسیاری از موارد دیگر که راننده معمولا در جاده می‌بیند را تشخیص دهد. این سنسورها نقش مهمی در صنعت IOT دارند، زیرا آنها بطور مستقیم بر پیشرفت خودروهای بدون راننده تاثیر می‌گذارند، این سنسورها در سیستم های امنیتی بهبود‌یافته پیاده‌سازی می‌شوند، که در آنها تصاویر به ثبت جزییات در مورد مجرم کمک می‌کنند

در صنعت فروشگاه‌داری، این سنسورها برای جمع‌آوری اطلاعات در مورد مشتری‌ها، کمک به کسب و کارها برای داشتن دید بهتر نسبت به افرادی که واقعا از فروشگاه آنها بازدید می‌کنند عمل می‌کنند، نژاد، جنسیت، سن تنها بخشی از شاخص‌های مفید هستند که صاحبان فروشگاه با استفاده از این سنسورهای IOT بدست می‌آورند.

8-1-11) سنسورهای تشخیص حرکت یک آشکارساز حرکت یک دستگاه الکترونیکی است که برای تشخیص حرکت فیزیکی (جنبش) در یک منطقه معین بکار می‌رود و حرکت هر شی یا حرکت انسان را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند. تشخیص حرکت نقش مهمی در صنعت امنیت دارد. کارهای ویژه از این سنسورها در نواحی که نباید هیچ حرکتی وجود داشته باشد استفاده می‌کنند، و تشخیص حضور افراد با نصب این سنسورها آسان است. این سنسورها عمدتا برای سامانه‌های تشخیص نفوذ، کنترل در خودکار، مانع بازویی، دوربین هوشمند (یعنی فیلم‌برداری یا ضبط فیلم برپایه حرکت)، محل اخذ عوارض، سامانه‌های پارکینگ خودکار، لگن دستشویی یا سیفون توالت خودکار، خشک‌کننده‌های دست، سامانه‌های مدیریت انرژی (نورپردازی خودکار، تهویه‌کننده هوا، پنکه، کنترل لوازم خانگی) و غیره. از سوی دیگر، این سنسورها همچنین می‌توانند انواع مختلفی از حرکت‌ها را رمزگشایی کنند، و در صنایعی که مشتری می‌تواند از طریق تکان دادن یک دست یا انجام دادن عملی مشابه با سامانه ارتباط برقرار کند از آنها استفاده کنند. برای مثال، یک نفر می‌تواند در یک فروشگاه در برابر یک سنسور دست خود را تکان دهد و برای خریدی صحیح درخواست کمک کند. اگرچه کاربرد اصلی آنها در ارتباط با صنعت امنیت است، با پیشرفت فن‌آوری، کاربردهای این سنسورها رو به افزایش است. در زیر انواع سنسورهای تشخیص حرکت مهم و پرکاربرد بیان شده است:

• سنسور مادون قرمز غیر فعال: گرمای بدن (انرژی مادون قرمز) را تشخیص می‌دهد و پرکاربردترین سنسور حرکتی در سامانه‌های امنیت خانگی است.
• فراصوت: پالس‌های امواج فراصوت را ارسال می‌کند و با ردیابی سرعت امواج صوتی بازتاب یک جسم متحرک را اندازه‌گیری می‌کند.
• مایکروویو: پالس‌های موج رادیویی را ارسال می‌کند و بازتاب از یک جسم متحرک را اندازه‌گیری می‌کند. آنها ناحیه بزرگ‌تری از سنسورهای مادون قرمز و فراصوت را پوشش می‌دهند، اما نسبت به تداخل الکتریکی آسیب‌پذیر و گران‌قیمت‌تر هستند.

8-1-12) سنسورهای شتاب‌سنج

شتاب‌سنج مبدلی است که برای اندازه‌گیری شتاب‌های فیزیکی یا قابل اندازه‌گیری ایجادشده توسط یک شی به‌دلیل نیروهای داخلی بکاربرده می‌شود و حرکت مکانیکی را به یک خروجی الکتریکی تبدیل می‌کند. و به صورت نرخ تغییرات سرعت نسبت به زمان تعریف می‌شود. این سنسورها هم اکنون در میلیون‌ها دستگاه، مانند تلفن‌های هوشمند حضور دارند. کاربردهای آنها بطورکلی شامل تشخیص لرزش‌ها، کج شدن و شتاب است. این سنسور برای سنجش شتاب رانندگی شما، یا استفاده از گام‌شمار هوشمند فوق‌العاده است. در برخی نمونه‌ها، این سنسور به عنوان محافظت در برابر دزدی استفاده می‌شود، زیرا در صورت جابجایی جسمی که باید ساکن بماند سنسور هشداری را از طریق سیستم ارسال می‌کند. از آنها بطور گسترده در دستگاه‌های سیار و واسط، اندازه‌گیری لرزش، کنترل و تشخیص خودکار، تشخیص سقوط آزاد، فضاپیما و صنایع هوانوردی، تشخیص حرکت، آکادمی ورزشی یا نظارت بر رفتار ورزشکاران، الکترونیک مصرفی، مکان‌های صنعتی و ساختمان‌سازی استفاده می‌شود. انواع مختلفی از شتاب سنج ها وجود دارند و در زیر تعداد کمی از شتاب سنج های مورد استفاده در پروژه های IOT بیان می شوند:

• شتاب‌سنج‌های اثر هال: شتاب‌سنج‌های اثر هال از اصل هال برای اندازه‌گیری شتاب استفاده می‌کنند، و این اصل تغییرات ولتاژ ناشی از تغییر در یک میدان مغناطیسی اطراف آنها را نشان می‌دهد.
• شتاب‌سنج‌های خازنی: شتاب‌سنج‌های خازنی ولتاژ خروجی را که به فاصله بین دو صفحه بستگی دارد اندازه‌گیری می‌کنند. همچنین نویز و تغییرات دما بر شتاب‌سنج‌های خازنی کم‌تر اثر می‌گذارند.
• شتاب‌سنج‌های پیزوالکتریک: اصل سنجش پیزوالکتریک براساس اثر پیزوالکتریک کار می‌کند. شتاب‌سنج‌های مبتنی بر لایه نازک ماده پیزوالکتریک برای اندازه‌گیری لرزش، شوک و فشار بهترین انتخاب هستند. هر فن‌آوری سنجش شتاب مزایا و معایب خود را دارد. پیش از انتخاب، مهم است که تفاوت‌های اساسی انواع مختلف و الزامات پروژه را بدانیم.

8-1-13) سنسورهای ژیروسکوپ

سنسور یا دستگاهی که برای اندازه‌گیری سرعت زاویه‌ای یا شتاب زاویه‌ای بکاربرده می‌شود به‌عنوان سنسور ژیروسکوپ شناخته می‌شود. شتاب زاویه‌ای به‌صورت اندازه سرعت چرخش حول یک محور تعریف می‌شود. این سنسور در درجه اول برای ناوبری و اندازه‌گیری سرعت زاویه‌ای و چرخشی در راستای ۳ محور بکاربرده می‌شود. مهم‌ترین کاربرد سنجش جهت‌گیری یک شی است. کاربردهای اصلی آنها در سامانه‌های ناوبری خودرو، کنترل‌کننده‌های بازی، دستگاه‌های سیار و دوربین، الکترونیک مصرفی، کنترل رباتیک، هواپیمای بدون سرنشین و کنترل RC هلی‌کوپتر یا کنترل UAV، کنترل وسیله نقلیه یا ADAS و بسیاری موارد دیگر است.
چندین نوع مختلف از سنسورهای ژیروسکوپ وجود دارد که از طریق ساز وکار کارکرد، نوع خروجی، توان، گستره سنجش و شرایط محیطی آنها انتخاب می‌شوند.

• ژیروسکوپ‌های چرخشی (کلاسیک)
• ژیروسکوپ ساختار ارتعاشی
• ژیروسکوپ‌های نوری
• ژیروسکوپ‌های سیستم‌های میکروالکترومکانیکی این سنسورها همیشه با شتاب‌سنج‌ها ترکیب می‌شوند. کاربرد این دو سنسور به سادگی بازخورد بیش‌تری برای سامانه ایجاد می‌کند. سنسورهای ژیروسکوپ نصب‌شده در بسیاری از دستگاه‌ها با دسترسی به ورزشکاران در حین فعالیت‌های ورزشی به بهبود بازده حرکت‌های آنها کمک می‌کنند. این تنها یک نمونه از کاربردهای این سنسور است، با این‌حال، با توجه به نقش این برای تشخیص چرخش یا پیچش، کاربرد آن برای خودکارسازی برخی فرآیندهای تولیدی حیاتی است.

8-1-14) سنسورهای رطوبت

رطوبت مقدار بخارآب در جو هوا یا دیگر گازها است. رایج‌ترین اصطلاح «رطوبت نسبی» است. این سنسورها معمولا همانند سنسورهای دما کار می‌کنند، زیرا بسیاری از فرآیندهای تولید به شرایط کاری ایده‌آل نیاز دارند. از طریق اندازه‌گیری رطوبت، می‌توانید اطمینان حاصل کنید که کل فرآیند بدون نقص انجام می‌شود، و در صورت ایجاد تغییر ناگهانی می‌توانید بلافاصله اقدام کنید، زیرا سنسورها تقریبا بطور لحظه‌ای تغییر را تشخیص می‌دهند. این سنسورها در حوزه صنعتی و مسکونی برای گرمایش، تهویه، و کنترل سامانه‌های تهویه مطبوع کاربرد دارند. همچنین از آنها در خودرو، موزه‌ها، فضاهای صنعتی و گلخانه‌ها، ایستگاه‌های هواشناسی و صنایع پوششی، بیمارستان‌ها و صنایع دارویی برای حفاظت از داروها استفاده می‌شود.

8-1-15) سنسورهای پزشکی

اینترنت اشیاء می تواند در کاربردهای مراقبت بهداشتی بسیار مفید باشد. ما می توانیم از سنسورهای که می‌توانند پارامترهای مختلف پزشکی را در بدن انسان اندازه گیری و نظارت کنند، استفاده کنیم. این کاربردها می ‌‍توانند در نظارت بر سلامت بیمار، زمانی که در بیمارستان نیستند یا زمانی که تنها هستند، هدف قراربگیرند. درنتیجه، آنها می‌توانند بازخورد بلادرنگ را به دکتر، بستگان یا بیمار ارائه دهند.

شكل 8-1-3) سنسورهای پزشکی

گجت‌های پوشیدنی زیادی در بازار وجود دارد که با سنسورهای پزشکی که قادر به اندازه گیری پارامترهای مختلفی نظیر ضربان قلب، ضربان قلب، فشار خون، درجه حرارت بدن، میزان تنفس و میزان قند خون هستند مجهز شده اند. این پوشیدنی‌های شامل ساعت های هوشمند، مچبند، گجت‌های نظارت‌کننده و بافت‌های هوشمند می‌باشد، علاوه بر این، ساعت‌های هوشمند و ردیاب‌های تناسب اندام در بازار بسیار محبوب هستند، زیرا از شرکت‌هایی مانند اپل، سامسونگ و سونی با ویژگی‌های بسیار نوآورانه ای هستند. به عنوان مثال، یک ساعت هوشمند شامل ویژگی‌های مانند اتصال به یک گوشی هوشمند، سنسورهایی مانند شتاب سنج و نظارت ضربان قلب است.

شكل 8-1-4) ساعت‌های هوشمند و ردیاب‌های تناسب اندام

یک دستگاه نوآورانه دیگر IoT، که وعده زیادی دارد، گجت های نظارتی بر روی پوست است. گجت ‌های نظارتی مانند خالکوبی ها هستند. آن ها قابل کشش و یکبار مصرف و بسیار ارزان هستند فرض می‌شود که این گجت‌ ها توسط بیمار برای چند روز جهت نظارت بر یک پارامتر حیاتی سلامتی پوشیده می‌‍شود. همه‌ اجزاء الکترونیکی در این سازه‌های لاستیکی تعبیه شده‌‍ اند. آنها حتی می‌توانند داه‌های احساس شده را بصورت بی‌سیم انتقال دهند، این گجت‌ها را می‌توان درست مثل یک خالکوبی بر روی پوست اعمال کرد. یکی از رایج‌ترین کاربرد این گجت ها، نظارت بر فشار خون است، داده‌های جمع‌ آوری شده توسط سنسورهای پزشکی باید با اطلاعات مربوط به شرایط فرد مانند فعالیت فیزیکی ترکیب شوند. به عنوان مثال، ضربان قلب به شرایط بستگی دارد. زمانی که ورزش می‌ کنیم، ضربان قلب افزایش پیدا میکند در آن حالت، ما نمی‌ توانیم ضربان قلب غیر طبیعی را استنباط کنیم. بنابراین، ما برای استنباط صحیح نیاز به ترکیب داده دریافتی از سنسورهای مختلف داریم.

شكل 8-1-5) گجت پوستی تعبیه شده

8-1-16) سنسورهای عصبی

امروزه، درک سیگنال‌ های عصبی در مغز، استنباط وضعیت مغز، و آموزش دادن آن برای توجه و تمرکز بهتر، ممکن شده است. این به عنوان بازخورد عصب شناخته می شود. فناوری استفاده شده برای خواندن سیگنال ‌های مغزی EEG ( الکتروانسفالوگرافی) و یا یک رابط کامپیوتری مغز هستند. نورون ‌های درون مغز به صورت الکترونیکی ارتباط برقرار کرده و یک میدان الکتریکی ایجاد می ‌کنند، که می ‌تواند از لحاظ فرکانسی از بیرون اندازه‌گیری شود. امواج مغزی را می‌توان با توجه به فرکانس در امواج آلفا، بتا، گاما، تتا و دلتا دسته‌بندی کرد. براساس نوع موج، می توان استنباط کرد که مغز آرام است یا در افکار سرگردان می‌ باشد. این نوع از بازخورد عصبی می‌ تواند در زمان واقعی بدست آید و می ‌تواند برای یادگیری تمرکز، توجه بیشتر به اشیاء، مدیریت استرس، رفاه روانی بهتر به مغز، استفاده شود.

شكل 8-1-6) پیشانی ‌بند سنسور مغزی با تعبیه سنسورهای عصبی

8-1-17) سنسورهای مبتنی بر تلفن همراه

اول از همه، اجازه بدهید نگاهی به تلفن‌های همراه بیندازیم، که همه جا در دسترس هستند و دارای سنسورهای تعبیه شده‌ی مختلفی هستند. به طور خاص، گوشی‌ هوشمند یک دستگاه بسیار مفید و کاربر‌پسند است که دارای ویژگی‌های متعددی در ارتباطات و پردازش داده‌های ساخته‌شده است، با افزایش محبوبیت گوشی ‌های هوشمند در میان مردم، محققان به ساخت راه‌حل های هوشمند IoT با استفاده از گوشی ‌های هوشمند باتوجه به سنسورهای تعبیه شده، علاقه مند شدند.

برخی از سنسورهای اضافی نیز می‌توانند بسته به نیاز استفاده شوند. برنامه‌های کاربردی را می‌ توان بر روی گوشی هوشمند که از داده‌های سنسور برای تولید نتایج معنی‌ دار استفاده می‌کنند، ایجاد کرد. بعضی از سنسورهایی که در تلفن‌های همراه استفاده می‌شوند :

• شتاب سنج: حرکت و شتاب تلفن همراه را حس می‌کند. به طور معمول تغییرات در سرعت گوشی هوشمند را از سه بعد اندازه می گیرد. انواع مختلفی از شتاب سنج ها وجود دارد. در یک شتاب سنج مکانیکی، یک جرم لرزه‌ای در یک محفظه وجود دارد که به یک محفظه با یک مفصل وابسته است. یک بازه زمانی طول می‌کشد تا جرم حرکت کند و به عنوان محفظه حرکت می‌کند، بنابراین نیروی مفصل می تواند با شتاب مرتبط باشد. در یک شتاب سنج خازنی، صفحات خازنی با همان تنظیمات استفاده می‌شود. با یک تغییر در سرعت و جرم، صفحات خازنی را به هم متصل می کند، بنابراین ظرفیت خازنی را تغییر می دهد. سرعت تغییر خازن سپس به شتاب تبدیل می‌شود. در یک شتاب سنج پیزوالکتریک، از کریستال‌های پیزوالکتریک استفاده می‌شود که وقتی فشار داده می‌شود ولتاژ الکتریکی تولید می‌کنند. تغییرات ولتاژ را می توان به شتاب تبدیل کرد. الگوهای داده شده توسط شتاب سنج می‌توانند برای تشخیص فعالیت‌های فیزیکی کاربر مانند راه رفتن، دویدن و دوچرخه سواری استفاده شوند.

• ژیروسکوپ، جهت‌ گیری تلفن را به طور دقیق تشخیص می‌ ‌دهد. جهت‌گیری با استفاده از تغییرات خازنی را در زمانی که یک توده لرزه‌ای حرکت می‌کند در جهت خاص اندازه‌گیری می‌شود.

• دوربین و میکروفون سنسورهای بسیار قدرتمندی هستند زیرا اطلاعات بصری و صوتی را ضبط می‌کنند، که پس از آن می توانند، برای شناسایی انواع مختلف اطلاعات متنی، تجزیه و تحلیل و پردازش شوند. به عنوان مثال، ما می‌توانیم محیط کنونی کاربر و تعاملاتی را که او دارد، به دست آوریم. برای حس کردن اطلاعات صوتی، می‌توان از فناوری‌هایی مانند تشخیص صدا و ویژگی‌های صوتی استفاده کنیم.

• مغناطیس‌سنج، میدان‌های مغناطیسی را شناسایی می‌ کند. این می ‌تواند به عنوان یک قطب‌نمای دیجیتال و در برنامه‌های کاربردی برای تشخیص وجود فلزات استفاده شود.

• GPS (سیستم موقعیت یابی جهانی) مکان تلفن را تشخیص می‌دهد، که یکی از مهم ترین بخش‌ های اطلاعات ساختاری برای برنامه ‌های هوشمند است. مکان با استفاده از اصل سه گانه شناسایی می‌شود. فاصله از سه یا چند ماهواره (یا برج‌های تلفن همراه در مورد (A-GPS) اندازه‌گیری می‌شود و مختصات محاسبه می‌شوند.

• سنسور نور میزان شدت نور محیط را تشخیص می‌دهد. این را می‌توان برای تنظیم روشنایی صفحه نمایش و دیگر برنامه های کاربردی که در آن برخی از حرکت ‌ها به شدت نوری که از محیط گرفته می‌شود، وابسته است. به عنوان مثال، ما می‌توانیم نور را در یک اتاق کنترل کنیم. سنسور مجاورت از یک چراغ مادون قرمز (IR) استفاده می کند، که پرتوهای اشعه ایکس را منتشر می‌کند. این اشعه ‌ها هنگامی که به برخی از اشیاء برخورد می ‌کنند، به عقب بر می ‌گردند. بر اساس اختلاف زمان، می‌توانیم فاصله را محاسبه کنیم. به این ترتیب، فاصله تلفن از اشیاء مختلف را می‌ توان اندازه گیری کرد. به عنوان مثال، ما می‌توانیم از آن برای تعیین فاصله تلفن به صورت در زمان صحبت با تلفن استفاده کنیم. همچنین می ‌توان در برنامه‌ های کاربردی که در آن وقتی یک شیء به گوشی نزدیک می ‌شود، باید رویدادی را دنبال کنیم، استفاده کرد. برخی از گوشی ‌های هوشمند سنسور دماسنج، فشار سنج و رطوبت ‌سنج را به ترتیب، برای اندازه ‌گیری درجه حرارت، فشار جو و رطوبت دارند. بسیاری از اپلیکیشن‌‌های بهداشتی و تناسب اندام برای حفظ سلامت فرد به طور مداوم از تلفن‌های هوشمند استفاده می‌کنند. آنها فعالیت‌های جسمانی، رژیم غذایی، تمرینات و شیوه زندگی را برای تعیین سطح آمادگی جسمانی و مطابق با آن به کاربران توصیه می‌کنند. برای ارزیابی سلامت روانی و عملکرد یک دانش‌ آموزان یک اپلیکیشن هوشمند طراحی شده است که برای ردیابی مکان و فعالیت هایی که دانش آموز درگیر آن است، برای تشخیص فعالیت (شتاب سنج) و داده ‌های GPS استفاده میشود. برای بررسی اینکه دانش آموز چقدر می‌ خوابد از سنسور شتاب سنج و نور استفاده می‌ شود. برای زندگی اجتماعی و مکالمات، داده‌های صوتی از یک میکروفون استفاده می‌ شود. این کاربرد، همچنین پرسشنامه‌های سریعی را با دانش‌آموزان برای شناخت خلق و خویشان، اجرا می‌ کنند. همه این داده‌ها می‌توانند برای ارزیابی سطوح زندگی اجتماعی، رفتار و الگوهای ورزش دانش آموز استفاده شوند. اپلیکیشن دیگری که در این زمینه وجود دارد، زمانی که کاربر می خواهد سیگار بکشد را با استفاده از اطلاعات زمینه ای مانند حضور دیگر اشخاص سیگاری، مکان و فعالیت های مرتبط، تشخیص می دهد. سنسورها اطلاعات مربوط به حرکت، مکان، تصاویر بصری و صداهای اطراف را ارائه می‌دهند. سنسورهای گوشی های هوشمند، برای مطالعه انواع رفتارهای انسانی استفاده می شوند و کیفیت زندگی انسان را بهبود می‌بخشند.

8-1-18) سنسورهای نور

سنسوری که مقدار دقیق اشعه‌های نور را اندازه گیری می‌کند و آنها را به سیگنال الکتریکی قابل خواندن توسط کاربر یا یک دستگاه الکتریکی تبدیل می‌کند سنسور نور نامیده می‌شود. متخصصان IOT به سنسورهای نور علاقه دارند، زیرا برای اندازه‌گیری همزمان موارد مختلف قابل استفاده هستند.

فن‌آوری موجود در پشت این سنسور به آن اجازه می‌دهد انرژی الکترومغناطیسی، که شامل برق، نور و … است را کنترل کند. با توجه به این حقیقت، این سنسورها در مراقبت بهداشتی، پایش محیط‌زیست، انرژی، هوافضا و بسیاری صنایع دیگر کاربرد دارند. با حضور آنها شرکت‌های نفتی، شرکت‌های دارویی و شرکت‌های معدن موقعیت بهتری برای پیگیری تغییرات محیطی ضمن حفظ امنیت کارمندان خود دارند.
***کاربرد اصلی آنها در تشخیص نور محیط، کلیدهای نوری دیجیتالی، ارتباطات فیبر نوری، به واسطه عایق‌سازی الکتریکی بهترین انتخاب برای کاربردهای نفتی و گازی، حوزه‌های عمرانی و حمل و نقل عمومی، سامانه‌های شبکه با سرعت بالا، کنترل درب آسانسور، شمارنده بخش خط مونتاژ و سامانه‌های امنیتی است. ***

سنسورهای زیر نوع کلیدی سنسورهای نور هستند: .

• آشکارساز نوری: این سنسور از مواد نیمه‌هادی حساس به نور مانند سلول‌های نوری، دیودهای نوری یا مقاومت‌های نوری برای کار به‌عنوان آشکارساز نوری استفاده می‌کند.
• فیبر نوری: فیبرهای نوری حامل جریان نیستد، بنابراین در برابر تداخل الکتریکی و الکترومغناطیسی و حتی در شرایط آسیب‌دیده ایمن هستند و هیچ جرقه یا خطر شوک اتفاق نمی‌افتد.
• آذر سنج: دمای یک شی را با سنجش رنگ نور تشخیص می‌دهد و اشیا نور را براساس دمای خود تابش می‌کنند و در دماهای یکسان رنگ‌های مشابه تولید می‌کنند.
• مجاورتی و مادون قرمز: از نور برای سنجش اشیا نزدیک استفاده می‌کند و از مادون قرمز در جایی‌که نور مریی نامناسب است استفاده می‌شود.

8-1-19) شناسایی فرکانس رادیویی (RFID)

RFID ﻭ ﻃﺮﺯ ﻋﻤﻠﻜﺮﺩ ﺁﻥ

RFID ﺑﻪ ﻣﻔﻬﻮﻡ ﺍﺳـﺘﻔﺎﺩﻩ ﺍﺯ ﺳـﻴﮕﻨﺎﻝ ﻫﺎﻱ ﺭﺍﺩﻳﻮﻳﻲ ﺑﺮﺍﻱ ﺷـﻨﺎﺳـﺎﻳﻲ ﺧﻮﺩﻛﺎﺭ ﻳﻚ ﺷـﻲء ﺑﺮ ﺍﺳـﺎﺱ ﺫﺧﻴﺮﻩ ﺳـﺎﺯﻱ ﻭ ﺑﺎﺯﻳﺎﺑﻲ ﺩﺍﺩﻩ ﺍﺯ ﺭﺍﻩ ﺩﻭﺭ ﻣﻲ ﺑﺎﺷـﺪ ، ﺑﻄﻮﺭ ﻛﻠﻲ ﺳـﻴﺴـﺘﻢ ﺷﻨﺎﺳﺎﻳﻲ ﺑﺎ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺍﺯ ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ ﺭﺍﺩﻳﻮﻳﻲ ﺳﻴﺴﺘﻢ ﺷﻨﺎﺳﺎﻳﻲ ﺑﻲ ﺳﻴﻤﻲ ﺍﺳﺖ ﻛﻪ ﻗﺎﺩﺭ ﺑﻪ ﺗﺒﺎﺩﻝ ﺩﺍﺩﻩ ﻫﺎ ﺑﻪ ﻭﺳﻴﻠﻪ ﺑﺮﻗﺮﺍﺭﻱ ﺍﻃﻠﺎﻋﺎﺕ ﺑﻴﻦ ﻳﻚ ﺑﺮﭼﺴﺐ ﺭﺩﻳﺎﺑﻲ ﻛﻪ ﺑﻪ ﻳﻚ ﻛﺎﻟﺎ ، ﺷﺊ ﻣﺘﺼﻞ ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ ﻭ ﻳﻚ ﻗﺮﺍﺋﺘﮕﺮ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ.

ﺍﺻـﻮﻟﺎً ﺳـﺎﻣﺎﻧﻪ ﻫﺎﻱ ﺭﺍﺩﻳﻮ ﺷـﻨﺎﺳـﻪ ﺍﺯ ﺍﻣﻮﺍﺝ ﺍﻟﻜﺘﺮﻭﻧﻴﻜﻲ ﻭ ﺍﻟﻜﺘﺮﻭ ﻣﻐﺎﻃﻴﺴـﻲ ﺑﺮﺍﻱ ﺧﻮﺍﻧﺪﻥ ﻭ ﻧﻮﺷـﺘﻦ ﺩﺍﺩﻩ ﻫﺎ ﺑﺪﻭﻥ ﺗﻤﺎﺱ ﺑﻬﺮﻩ ﮔﻴﺮﻱ ﻣﻲ ﻛﻨﻨﺪ . ﺑﺮﭼﺴـﺐ ﻫﺎﻱ ﺭﺩﻳﺎﺑﻲ ﻭﺳﻴﻠﻪ ﺷﻨﺎﺳﺎﻳﻲ ﻣﺘﺼﻞ ﺷﺪﻩ ﺑﻪ ﻛﺎﻟﺎﻳﻲ ﺍﺳﺖ ﻛﻪ ﺗﻤﺎﻳﻞ ﺑﻪ ﺭﺩﻳﺎﺑﻲ ﺁﻥ ﻭﺟﻮﺩ ﺩﺍﺭﺩ ﻭ ﻗﺮﺍﺋﺘﮕﺮ ﻫﺎ ﻭﺳﺎﻳﻠﻲ ﻫﺴﺘﻨﺪ ﻛﻪ ﺣﻀﻮﺭ ﺑﺮﭼﺴﺐ ﻫﺎ ﺭﺍ ﺩﺭ ﻣﺤﻴﻂ ﺗﺸﺨﻴﺺ ﺩﺍﺩﻩ ﻭ ﺍﻃﻠﺎﻋﺎﺕ ﺫﺧﻴﺮﻩ ﺷﺪﻩ ﺩﺭ ﺁﻥ ﻫﺎ ﺭﺍ ﺑﺎﺯﻳﺎﺑﻲ ﻣﻲ ﻛﻨﻨﺪ. ﺗﺼـﻮﺭ ﺑﺴـﻴﺎﺭﻱ ﺍﺯ ﺍﻓﺮﺍﺩ ﺍﻳﻦ ﺍﺳـﺖ ﻛﻪ RFID ﻳﻚ ﻓﻨﺎﻭﺭﻱ ﻧﻮﻇﻬﻮﺭ ﻭ ﻧﻮﭘﺎ ﺍﺳـﺖ. ﻋﻠﺖ ﺍﻳﻦ ﺗﺼـﻮﺭ ﻧﺎﺩﺭﺳﺖ ﺍﻳﻦ ﺍﺳﺖ ﻛﻪ ﻓﻨﺎﻭﺭﻱ RFID ﺑﻪ ﺗﺎﺯﮔﻲ ﺗﻮﺳـﻌﻪ ﺩﺍﺩﻩ ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ. RFID ﺍﺯ ﺩﻫﻪ ۷۰ ﻣﻴﻠﺎﺩﻱ ﻭﺟﻮﺩ ﺗﺠﺎﺭﻱ ﺩﺍﺷﺘﻪ ﺍﺳﺖ ﺍﻣﺎ ﺑﻪ ﺩﻟﻴﻞ ﭘﺮ ﻫﺰﻳﻨﻪ ﺑﻮﺩﻥ ﺩﺭ ﭘﻴﺎﺩﻩﺳﺎﺯﻱ ﺗﺎﻛﻨﻮﻥ ﮔﺴﺘﺮﺵ ﭼﻨﺪﺍﻧﻲ ﭘﻴﺪﺍ ﻧﻜﺮﺩﻩ ﺍﺳـﺖ. ﺍﻛﻨﻮﻥ ﺑﺎ ﭘﻴﺸـﺮﻓﺖ ﻓﻨﺎﻭﺭﻱ ﺩﺭ ﺯﻣﻴﻨﻪ ﺳﻴﺴﺘﻢﻫﺎﻱ ﺍﻃﻠﺎﻋﺎﺗﻲ ، ﻇﻬﻮﺭ ﺭﻳﺰﭘﺮﺩﺍﺯﻧﺪﻩﻫﺎﻱ ﻗﺪﺭﺗﻤﻨﺪ ﻭ ﻧﺴﺒﺘﺎً ﺍﺭﺯﺍﻥ ﻣﻲﺗﻮﺍﻥ ﺑﺎ ﻫﺰﻳﻨﻪﻫﺎﻱ ﻛﻢﺗﺮﻱ RFID ﺭﺍ ﭘﻴﺎﺩﻩﺳـﺎﺯﻱ ﻛﺮﺩ ﻭ ﭼﻮﻥ ﺩﻧﻴﺎﻱ ﺗﺠﺎﺭﻱ ﺍﻣﺮﻭﺯﻱ ﻧﻴﺎﺯ ﺣﻴﺎﺗﻲﺗﺮﻱ ﺑﻪ ﺍﻳﻦﮔﻮﻧﻪ ﺳﻴﺴﺘﻢﻫﺎ ﺩﺍﺭﺩ، ﻣﻲﺗﻮﺍﻥ ﺁﻥ ﺭﺍ ﺭﺍﺣﺖﺗﺮ ﺩﺭ ﺣﻮﺯﻩ ﺗﺠﺎﺭﺕ ﻭ ﺻﻨﻌﺖ ﮔﺴﺘﺮﺵ ﺩﺍد. ﺍﺳـﺎﺱ ﺷﻜﻞﮔﻴﺮﻱ RFID ﺑﻪ ﻛﺸﻒ ﺍﻧﺮﮊﻱ ﺍﻟﻜﺘﺮﻭﻣﻐﻨﺎﻃﻴﺲ ﺗﻮﺳﻂ ﻓﺎﺭﺍﺩﻱ ﺩﺭ ﺳﺎﻝ ۱۸۴۶ ﺑﺮﻣﻲﮔﺮﺩﺩ. ﺭﺍﺩﺍﺭﻱ ﻛﻪ ﺩﺭ ﺳﺎﻝ ۱۹۳۵ ﺳﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪ ﻧﻴﺰ ﻣﻲﺗﻮﺍﻧﺪ ﻳﻚ RFID ﻣﻘﺪﻣﺎﺗﻲ ﺑﺎﺷـﺪ. ﺍﮔﺮ ﺑﻪ ﻣﻔﻬﻮﻡ RFID ﺩﻗﺖ ﺷﻮﺩ، ﻣﻲﺗﻮﺍﻥ ﺍﺩﻋﺎ ﻛﺮﺩ ﻛﻪ ﺍﺯ ﺯﻣﺎﻥ ﺟﻨﮓ ﺟﻬﺎﻧﻲ ﺩﻭﻡ ﺍﻳﻦ ﻓﻨﺎﻭﺭﻱ ﺣﻀﻮﺭ ﺩﺍﺷﺘﻪ ﺍﺳﺖ. ﺳـﻴﺴـﺘﻢ ﻣﺸـﺎﺑﻬﻲ ﺩﺭ ﺁﻥ ﺯﻣﺎﻥ ﺑﺮﺍﻱ ﺷـﻨﺎﺳﺎﻳﻲ ﻫﻮﺍﭘﻴﻤﺎﻫﺎﻱ ﺧﻮﺩﻱ ﻭ ﺗﻔﻜﻴﻚ ﺁﻧﻬﺎ ﺍﺯ ﻫﻮﺍﭘﻴﻤﺎﻫﺎﻱ ﺩﺷﻤﻦ ﺗﻮﺳﻂ ﺍﻧﮕﻠﻴﺴﻲﻫﺎ ﺳﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪﻩ ﺑﻮﺩ ﻛﻪ IFF (Identify Friend or Foe) ﻧﺎﻡ ﺩﺍﺷـﺖ. ﻭ ﺑﻪ ﻣﻔﻬﻮﻡ ﺗﺸـﺨﻴﺺ ﺩﻭﺳـﺖ ﺍﺯ ﺩﺷـﻤﻦ ﺍﺳﺖ ﻭ ﻣﻜﺎﻧﻴﺰﻡ ﺁﻥ ﻧﻴﺰ ﺷﺒﻴﻪ RFID ﺍﺳﺖ. ﺩﺭ ﺳﺎﻝ ۱۹۴۵ ﻣﻴﻠﺎﺩﻱ ﻧﻴﺰ ﻓﺮﺩﻱ ﺑﻪ ﻧﺎﻡ ﻟﺌﻮﻥ ﺗﺮﻣﻴﻦ ﺩﺳﺘﮕﺎﻫﻲ ﺟﺎﺳﻮﺳﻲ ﺍﺧﺘﺮﺍﻉ ﻛﺮﺩ ﻛﻪ ﻓﻨﺎﻭﺭﻱ ﺁﻥ ﻣﺸﺎﺑﻪ RFID ﺍﺳﺖ ﻭ ﺩﺭﻧﻬﺎﻳﺖ ﺍﻳﻨﻜﻪ RFID ﺷﻜﻞ ﺍﻣﺮﻭﺯﻱ ﺗﻮﺳﻂ ﻣﺨﺘﺮﻋﻲ ﺑﻪ ﻧﺎﻡ ﻣﺎﺭﻳﻮ ﻛﺎﺭﺩﻟﻮ ﺳﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪ ﻛﻪ ﺑﻪ ﻋﻠﺖ ﭘﺮ ﻫﺰﻳﻨﻪ ﺑﻮﺩﻥ ﺗﺎ ﺳﺎﻝ ۱۹۷۰ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩﺍﻱ ﺍﺯ ﺁﻥ ﺩﺭ ﺩﻧﻴﺎﻱ ﺻﻨﻌﺘﻲ ﻭ ﺗﺠﺎﺭﺕ ﻧﺸﺪ.

ﻛﺎﺭﺑﺮﺩ RFID ﺑﺮﺍﻱ ﺷـﻨﺎﺳـﺎﻳﻲ ﺣﻴﻮﺍﻧﺎﺕ ﺩﺭ ﺳـﺎﻝ ۱۹۷۹ ﺁﻏﺎﺯ ﺷـﺪ. ﺩﺭ ﺣﺪﻭﺩ ﺳـﺎﻝ ۱۹۸۷ ﻧﻴﺰ ﻛﺎﺭ ﺟﻤﻊﺁﻭﺭﻱ ﻋﻮﺍﺭﺽ ﺧﻮﺩﺭﻭﻫﺎﻱ ﺍﻳﺎﻟﺎﺕ ﻣﺘﺤﺪﻩ ﺗﻮﺳـﻂ ﺍﻳﻦ ﻓﻨﺎﻭﺭﻱ ﺁﻏﺎﺯ ﺷـﺪ ﻭ ﺍﺯ ﺳﺎﻝ ۱۹۹۴ ﺑﻪ ﺑﻌﺪ ﻧﻴﺰ ﻛﻞ ﺧﻮﺩﺭﻭﻫﺎﻱ ﺍﻳﻦ ﻛﺸﻮﺭ ﺑﺎ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺍﺯ ﻓﻨﺎﻭﺭﻱ RFID ﺷﻨﺎﺳﺎﻳﻲ ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ.

ﺑﻴﺸﺘﺮﻳﻦ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺍﺯ RFID ﺍﺯ ﺳﺎﻝ ۲۰۰۰ ﺑﻪ ﺑﻌﺪ ﺍﻧﺠﺎﻡ ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ، ﻣﺜﻠﺎ ﺩﺭ ﺳﺎﻝ ۲۰۰۳ ﺷﻨﺎﺳﺎﻳﻲ ﻛﺎﻧﺘﻴﻨﺮﻫﺎ ﺩﺭ ﺟﻨﮓ ﺁﻣﺮﻳﻜﺎ ﻭ ﻣﺘﺤﺪﺍﻥ ﻋﻠﻴﻪ ﻋﺮﺍﻕ ﺑﻪ ﻛﻤﻚ RFID ﺍﻧﺠﺎﻡ ﻣﻲ ﺷﺪ. ﺍﻛﻨﻮﻥ ﻧﻴﺰ ﺩﺭ ﺳـﻴﺴـﺘﻢ ﺯﻧﺠﻴﺮﻩ ﺗﺎﻣﻴﻦ ﻣﺤﺼـﻮﻟﺎﺕ ﺗﺠﺎﺭﻱ ﺷـﺮﻛﺖﻫﺎﻱ ﭘﻴﺸـﺮﻓﺘﻪ، ﺍﺯ ﻣﺮﺣﻠﻪ ﻗﺒﻞ ﺍﺯ ﺗﻮﻟﻴﺪ ﻛﺎﻟﺎ ﺗﺎ ﺗﺤﻮﻳﻞ ﺁﻥ ﺑﻪ ﻣﺸﺘﺮﻱ ﺍﺯ RFID ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﻣﻲﺷﻮﺩ.

ﺟﺪﻭﻝ 8-1-2) ﺧﻠﺎﺻﻪ تاريخچه RFID

تجهيزات مورد نيازRFID

بطور كلي فناورىRFID از تجهيزات زير جهت پياده سازى كمك مي گيرد:

1. انواع برچسب
2. انواع خواننده بر چسب- قرائتگر
3. انواع نويسنده اطلاعات
4. آنتن تقويت كننده سيگنال
5. نرم افزار مديريت اطلاعات
6. بانك اطلاعاتي، ساختار شبكه اطلاعاتي

برچسب (Tag): بعضي از ويژگي هاى ظاهرى برچسب ها بصورت زير مي باشد:

• (a) برچسب هايي كه داراى كفه پلاستيكي از جنس PVC مي باشند.
• (b) برچسب هايي كه شبيه كارتهاى اعتبارى هستند٤ گفت ميشود.
• (c) برچسب هايي كه بصورت لايه هاى كاغذى بر روى برچسب ساخته مي شوند گفته مي شود.
• (d) برچسب هايي كه در محيط هاى قابل فرسايش (مثلاً آب يا مايع) به خوبي كار مي كنند.
• (e) برچسب هاى كوچك كه در داخل اشياء عمومي مثل لباس، ساعت، دستبند و .... كارگذاشته مي شود. .
  انواع برچسـب ها: برچسـب ها انواع گوناگوني دارند، اما مي توان آن ها را به چهار دسـته عمده برچسب هاى غير فعال، فعال، نيمه غيرفعال و دوطرفه دسته بندى نمود.

برچسب هاى غيرفعال: باترى داخلي ندارند و انرژى لازم براى فعال س ازى پردازنده و ارس ال اطلاعات خود را از امواجي كه از آنتن قرائتگر دريافت مي دارند، تامين مي كنند بدين ترتيب كه ابتدا قرائتگر امواجي را به سـمت برچسب ارسال مي كند، سپس پردازنده برچسب با استفاده از انرژى اين امواج، بيدار شده و دستور دريافتي از سوى قرائتگر را پردازش مي كند و توسط امواجي كه انرژى آن ها هم از امواج دريافتي تامين شـده اسـت، نتيجه را به قرائتگر مخابره مي كند بدين ترتيب واضـح اسـت كه برد اين برچسب ها بسيار محدود است، چرا كه فاصله برچسب از آنتن بايد به اندازه اى باشـد كه انرژيي كه برچسـب از قرائتگر دريافت مي كند بيدار كردن پردازنده و تامين انرژى موج برگشـتي را داشـته باشد معمولاً برد برچسب هاى غير فعال از چند سانتي متر تا چند متر است.

برچسـب هاى فعال: انرژى لازم براى پردازنده و ارسـال امواج به سـمت آنتن را از منبع انرژى داخلي همراه خود تامين مي كنند. بدين ترتيب برد اين برچسـب ها در برخي موارد تا چند صـد متر هم مي رسـد يك پارامتر مهم در انتخاب برچسـب هاى فعال طول باترى آن است، چرا كه پس از اتمام باترى، مجبور به تعويض برچسب بوده و اين باعث افزايش هزينه ها مي گردد بدين ترتيب، طول عمر باترى يك عامل تعيين كننده در هزينه نهايي سيستم خواهد بود.

برچســب هاى رديابي دوطرفه: علاوه بر اســتفاده از باترى داخلي، مي توانند بدون كمك گرفتن از قرائتگر، ديگر اجســام همانند خود را شناسايي كرده و با آن ها به تبادل بپردازند.

برچسب هاى رديابي نيمه غير فعال: بسيار شبيه برچسب هاى غيرفعال است، با اين تفاوت كه باترى كوچكي در آن ها وجود دارد انرژى لازم براى فعال ش دن مدار داخل آن ها را فراهم مي س ازد در عين حال مي توانند علاوه بر اس تفاده از باترى داخلي، از انرژى منتقل ش ده توس ط قرائتگر نيز بهره بگيرند. برچسـب هاى رديابي هر كدام داراى يك كد منحصر به فرد مي باشند، به طورى كه هيچ دو برچسبي در دنيا كه كديكساني داشته باشند توليد نخواهد شد و كليه توليد كنندگان برچسب تحت نظر انجمن بين المللي مبادرت به ثبت آن ها مي نمايند.

جدول 8-1-3) مقايسه بين برچسب ها

شـناسه شيء بر روى برچسب ذخيره شده به هنگام نياز قرائتگر، با ارسال امواجي كه از طريق آنتن ساطع مي شوند؛ شناسايي شده و اطلاعات مربوطه به نرم افزار كاربردى انتقال مي يابد و در آنجا با توجه به نياز، گزارشات لازم از سيستم استخراج مي گردد.

1. با قرائتگر با ارسال سيگنال، برچسب را فعال مي كند.
2. آنتن موجود در برچسب، سيگنال را دريافت مي كند.
3. برچسب اطلاعات موجود در چيپ را به قرائتگر منتقل مي كند.
4. قرائتگر اطلاعات دريافتي رو به نرم افزار ارسال مي كند.

برچسـب و يا دسـتگاه فرسـتنده خودكار، شـامل يك مدار الكترونيكي است كه به شيء مورد نظر كه لازم است داراى يك كد شناسايي باشد، متصـل مي گردد. زماني كه برچسب نزديك و يا در محدوده كدخوان قرار مي گيرد، ميدان مغناطيسي توليد شده توسط كد خوان باعث فعال شدن برچس ب مي گردد. در ادامه ، برچس ب بطور پيوس ته اقدام به ارس ال داده از طريق پالس هاى راديويي مي نمايد و در نهايت داده توس ط كدخوان دريافت و توسط نرم افزارهاى مربوطه پردازش مي گردد.

شكل 8-1-7) طرز خواندن اطلاعات توسط RFID

واسطه نرم افزارىSavant Savant در RFID به عنوان بافر نرم افزارى است كه بصورت غيرقابل مشاهده بين قرائتگر و سرويس دهنده اى كه اطلاعات محصول را ذخيره مي كند، قرار مي گيرد و به سـازمان ها امكان پردازش داده هاى غير ساختاريافته و مرتبط برچسبها را كه از تعدادى قرائتگر خوانده شده، مي دهد و آن را به ســمت ســيســتم اطلاعاتي مناســب هدايت مي كند Savant ها قادرند، عمليات مختلفي مانند مانيتور كردن دســتگاه هاى قرائتگر،مديريت قرائت گر هاى داراى مشكل، نگهدارى داده ها و در نهايت پرس وجو از (Object Naming Service ) ONS را انجام دهند.

شكل 8-1-8) واسط نرم افزارى, Savant

شكل 8-1-9) كاربردهاى RFID