Akıllı Toz – Nano Teknoloji ve Enerji Yönetimi Teknolojisinin Karışımı

Giriş:

Önceki bloglarımızdan birinde, biyolojik sistemlerdeki iletişimden ilham alan ve Nano Teknoloji kavramını kullanarak Moleküler İletişim'den bahsetmiştik. tasarım.

Bugün Nano Teknoloji tasarımlarının uygulamalarından biri olan bir teknolojiden daha bahsedeceğiz: Akıllı Toz. Nano teknolojide akıllı toz, kablosuz mikro elektromekanik sensörlerle (MEMS) donatılmış küçük cihazlardan oluşan özel bir ağdır. Akıllı Toz, Akıllı Madde olarak da anılır.

Tanım:

Sensörlerden oluşan büyük miktarda milimetre ölçeğinde müstakil mikro-elektromekanik cihazlar , hesaplama yeteneği, çift yönlü kablosuz iletişim teknolojisi ve güç kaynağı Smart Dust'ı oluşturur.

Bu tekil cihazlar ayrı ayrı Motes olarak anılır. Bu zerrelerin binlercesi topluca Akıllı Toz olarak biliniyor. Hava kalitesi, sıcaklık ve daha pek çok şeye ilişkin verileri izlemek ve toplamak için bir yerin atmosferine toz parçacıkları kadar küçük parçacıklar yayılabilir. Akıllı Toz cihazları, askeri alanlardan meteorolojiye ve tıbbi alanlara kadar neredeyse her alanda uygulama alanı bulmuştur.

Anahtar Bileşenler:

Akıllı toz cihazı aşağıdaki bileşenleri içerir:

Sensörler

Fotoğraf dedektörü alıcısı

Köşe Küp Retro reflektörlü Pasif Verici

Lazer Diyotlu ve Işın Yönlendirmeli Aktif Verici

Analog Giriş / Çıkış, Sinyal İşleme (DSP veya mikro denetleyici) ve kontrol devresi

Güneş Pillerinden ve kalın film pillerden Güç Kaynağı.

Resim Kaynağı: Researchgate.net

mart toz zerreleri, toz parçacıkları kadar küçüktür. Dolayısıyla bu zerreler, minyatürleştirme, entegrasyon ve enerji yönetimi teknolojisindeki hem evrimsel hem de devrim niteliğindeki gelişmeleri kullanan cihazların mükemmel bir örneğidir. Küçük sensörlerin, optik iletişim bileşenlerinin ve güç kaynaklarının tasarımında mikro elektromekanik sistemler kullanılmıştır. Mikroelektronik, düşük güç tüketimiyle mükemmel işlevsellik sağlamak için kullanılır.

Akıllı Toz Moteları, aktif ve pasif olmak üzere iki tür iletimden oluşur. Aktif iletim, cihazdan cihaza iletişim için lazer diyot ve yönlendirilebilir aynalar kullanır. Pasif iletimde ise baz istasyonlarına iletim için köşe küp reflektör kullanılmaktadır.

Çalışma Prensibi Akıllı Toz ipi:

Her bir Akıllı Toz Parçacığı, kendisi tarafından gerçekleştirilecek görevi belirleyen ve enerji tasarrufu sağlamak için sistemin çeşitli bileşenlerine giden güç kaynağını izleyen bir mikro denetleyiciden oluşur. Mikrodenetleyici, sıcaklık, ortam ışığı, titreşim, hızlanma veya hava basıncı gibi farklı fiziksel veya kimyasal uyaranları ölçen sensörlerden birinden gelen sinyalleri okur. Sinyali aldığında verileri işler ve hafızada saklar.

Mikrodenetleyici ayrıca herhangi bir kişi tarafından herhangi bir iletişim sinyali olup olmadığını kontrol etmek için optik alıcıyı da kontrol eder. Bu iletişim sinyalleri yeni programlardan veya diğer parçacıklardan gelen mesajlardan oluşur. Bu mesajlara yanıt olarak veya kendi inisiyatifiyle mikrodenetleyici, köşe küp retro reflektörü veya lazeri kullanarak sensör verilerini veya mesajı bir baz istasyonuna veya başka bir noktaya iletir.

Ayrıca Bakınız: Biyoteknoloji: Yolculuk Kökeninden Bugüne Kadar – İnfografik

Akıllı Tozun Avantajları:

Akıllı Toz teknolojisinin, ekolojik araştırmalardan, bir kuruluş içindeki envanter kontrolüne, bir kuruluş içindeki çeşitli işlevlere kadar geniş bir endüstri yelpazesinde devrim yaratabilecek birçok potansiyel ve fiili faydası vardır. kentsel alan ve askeri alanda.

Altyapı ve sistem maliyetlerini azaltır.

Çalışanların fabrika verimliliğini artırmasına yardımcı olur.

Güvenliği, verimliliği ve uyumluluğu artırır. işyerinde.

Çiftçilerin zamanı daha iyi yönetmesini sağlar.

Mahsulün ihtiyaçlarını göz önünde bulundurarak gübreleme yönetiminin iyileştirilmesine yardımcı olur.

Bu montajdan çıkan kusurlu ürün miktarını en aza indirir.

Ekipman izleme durumu, varlık izleme, makine kontrolü ve süreç izleme ve kontrolü diğer avantajlardır.

Smart Dust'ın Dezavantajları:

The Karşılaşılan en büyük zorluk, doğru şekilde ele alınması gereken gizliliktir.

Bazı uygulamalarda olumsuz çevre sorunlarına neden olmuştur.

Akıllı toz tasarımındaki sensörler çok maliyetlidir ve dolayısıyla sistemlerin maliyeti yükseliyor.

Şirketlerin radyoaktif kaynaklardan enerji çeken akıllı toz kullanması durumunda olası bir dezavantaj ortaya çıkabilir. Araştırmacılar bunun herhangi bir zararlı etkisi olmayacağını doğrulasa da çalışanlar çalışmayı reddedebilir.

Akıllı Toz Uygulamaları:

Fabrika Otomasyonu ve Kimyasal Tesis – Akıllı Toz Parçacıkları kimya tesislerinin borularına yerleştirilebilir. Olası korozyonu tespit etmek için içlerinde meydana gelen sızıntıyı kontrol etmek veya kimyasalların kazara salınıp salınmadığını kontrol etmek için.

Akıllı Toz Mote'ları sunucu odasının sıcaklığının izlenmesinde de kullanılabilir, dolayısıyla klimaların çalışmasını kontrol eder.

Çevre ve Habitat İzleme - Akıllı Toz zerreleri, atmosferdeki kirlilik seviyelerini tanımlayabilecek sensörlerle de oluşturulabilir. Akıllı toz zerreleri ormana düşebilir ve sensörler bizi olası yangınlara karşı uyarabilir.

Endüstriyel Algılama – Akıllı toz, dönen makineler ve rüzgar tünelleri gibi kablolu sensörlerin kurulamadığı endüstrilerde kullanılır.

Ulaşım Alanı – Akıllı toz, kötü hava koşullarında trafik gözetimi ve yol işaretlerinin tanınmasında büyük fayda sağlayabilir. Akıllı toz zerreleri, yayıncı olarak işlev görebilir ve kötü hava koşullarında ve görüş mesafesinin zayıf olduğu durumlarda sürücünün ilerideki yol işaretlerini fark etmesi için aracın sistemine sinyaller iletebilir.

Askeri Algılama – Akıllı toz, trafik durumunu korumada yardımcı olabilir. Erişilemeyen bölgelerdeki düşman hareketlerine göz atın. Ayrıca havada zehirli ve tehlikeli maddelerin salınıp salınmadığını da kontrol ediyorlar.

Tarım Sektörü – Akıllı Toz, tarım sektöründe bağ alanındaki hava sıcaklığının izlenmesi için kullanılabilir. Donmayı tespit ettiklerinde kendilerini herhangi bir hasardan korumak için uyarı sinyalleri gönderebilirler. Parçacıklar aynı zamanda toprağın pH'ını ve tuzluluğunu izleyip yakalayabilen sensörlerle de oluşturulabilir.

Sonuç:

Akıllı toz teknolojisinin uygulamaları ve faydaları şunlardır: sınırsız. İnsan aklının düşünebildiği hemen hemen tüm yaşam alanlarında büyük avantaj sağlayabilir. Temel olarak uygulamaların pratikliğini test etmek ve mümkün olduğunca küçük hale getirmek için birçok araştırma devam ediyor.

_{Okunma: 0}