Language
Country/Area
No result found
من أجهزة الاستشعار إلى الإشارات الرقمية: كيف يمكن تحويل التغييرات المادية إلى بيانات بطريقة سحرية؟
في العصر الرقمي الحالي، أصبحت البيانات موردًا مهمًا يقود جميع مناحي الحياة. لا شك أن الحصول على البيانات، باعتباره عملية أساسية في تحويل التغيرات المادية في العالم المادي إلى إشارات رقمية، يلعب دورًا مهمًا في هذه العملية.
يقوم نظام الحصول على البيانات (المشار إليه باسم DAS أو DAQ أو DAU) عادةً بتحويل أشكال الموجات التناظرية إلى قيم رقمية للمعالجة.
تشمل المكونات الرئيسية لنظام الحصول على البيانات أجهزة الاستشعار ودوائر تكييف الإشارة والمحولات التناظرية إلى الرقمية. تتمثل وظيفة المستشعر في تحويل المعلمات الفيزيائية إلى إشارات كهربائية، بينما تضمن دائرة تكييف الإشارة إمكانية تحويل إشارة المستشعر إلى قيمة رقمية في شكل مناسب. تعد هذه السلسلة من التحولات خطوة مهمة في تمكين أجهزة الكمبيوتر من فهم ومعالجة البيانات من العالم الحقيقي.
مصادر وأنظمة الحصول على البيانات
تبدأ عملية الحصول على البيانات بالظاهرة الفيزيائية أو الخاصية الفيزيائية التي يجب قياسها. قد تشمل هذه الخصائص درجة الحرارة، والاهتزاز، وشدة الضوء، وضغط الغاز، وتدفق السوائل والقوة، وما إلى ذلك. ومهما كانت الخاصية الفيزيائية المراد قياسها، فإنها تحتاج إلى تحويلها إلى شكل موحد يمكن أخذ عينات منه بواسطة نظام الحصول على البيانات، ويتم إنجاز هذه المهمة عن طريق أجهزة تسمى أجهزة الاستشعار.
يتضمن نظام الحصول على البيانات الكامل أجهزة DAQ، وأجهزة الاستشعار والمحركات، وأجهزة تكييف الإشارة، وجهاز كمبيوتر يشغل برنامج DAQ. مع تقدم التكنولوجيا، يمكن الآن لبعض أجهزة الاستشعار وأنظمة الحصول على البيانات الحالية بث الإشارات عبر تقنية البلوتوث، مما يحسن بلا شك من سهولة جمع البيانات.
أجهزة داق
عادةً ما تكون أجهزة DAQ هي الوسيط بين الإشارة والكمبيوتر. يمكن أن تكون وحدة متصلة بمنفذ كمبيوتر (مثل المنفذ المتوازي أو التسلسلي أو USB وما إلى ذلك) أو بطاقة متصلة بفتحة اللوحة الأم للكمبيوتر الشخصي (مثل ناقل S-100 وISA وPCI وما إلى ذلك). تحتوي بطاقات DAQ عادةً على مكونات مختلفة مثل أجهزة الإرسال المتعددة، وADCs (المحولات التناظرية إلى الرقمية)، وDACs (المحولات الرقمية إلى التناظرية)، وما إلى ذلك، والتي يمكن الوصول إليها بواسطة وحدة التحكم الدقيقة.
يعد برنامج تشغيل جهاز DAQ شرطًا ضروريًا لكي تعمل أجهزة DAQ مع جهاز الكمبيوتر. يقوم برنامج التشغيل بقراءة وكتابة السجلات ذات المستوى المنخفض ويوفر واجهة برمجة التطبيقات (API) لتطوير تطبيقات المستخدم.
برنامج داق
عادةً ما يتم توفير برامج DAQ الاحترافية مع أجهزة DAQ. تتضمن الأدوات البرمجية المستخدمة لبناء أنظمة الحصول على البيانات واسعة النطاق EPICS وما إلى ذلك. بالإضافة إلى ذلك، تُستخدم أيضًا بيئات البرمجة مثل Visual C++ وVisual Basic وLabVIEW وMATLAB على نطاق واسع لإنشاء تطبيقات DAQ.
في سياق التطور السريع لعلوم البيانات وتكنولوجيا الاستشعار، يتم تقدير المرونة والقدرة على التكيف لأنظمة DAQ بشكل متزايد.
تاريخ الحصول على البيانات
بالنظر إلى تاريخ الحصول على البيانات، في عام 1963، أطلقت شركة IBM جهاز كمبيوتر متخصصًا للحصول على البيانات، مما يمثل بداية هذه التكنولوجيا. مع تقدم التكنولوجيا، أطلقت شركة IBM الكمبيوتر الشخصي في عام 1981 وقدمت أول منتج للحصول على بيانات الكمبيوتر الشخصي، مما أدى إلى خفض حاجز الدخول بشكل كبير وسمح لمزيد من الأشخاص باستخدام تكنولوجيا الحصول على البيانات لإجراء الأبحاث والتجارب.
النظرة المستقبلية
مع ظهور تكنولوجيا إنترنت الأشياء، سيصبح دور أنظمة الحصول على البيانات ذا أهمية متزايدة. وفي المستقبل، قد لا تقتصر هذه الأنظمة على القياسات الفيزيائية التقليدية، ولكنها ستدمج تقنيات أكثر ذكاءً لتحقيق معالجة وتطبيقات أكثر كفاءة للبيانات.
عندما ننظر إلى هذه العملية، قد نتمكن من التفكير في كيف ستغير تكنولوجيا الحصول على البيانات وجه حياتنا اليومية؟
