نظام نقل بيانات المستشعر باستخدام بروتوكولات الاتصالات المزدوجة

تتوفر أجهزة استشعار مراقبة بما في ذلك مجموعة أجهزة الاستشعار التي يمكن التخلص منها وجهاز الاقتران القابل لإعادة الاستخدام، وقد تجمع مجموعة المستشعرات التي يمكن التخلص منها البيانات الفسيولوجية وقد توفر الطاقة لجهاز الاقتران القابل لإعادة الاستخدام، كما قد ينشئ جهاز الاقتران القابل لإعادة الاستخدام اتصالاً لاسلكياً بجهاز المراقبة.

أساسيات نظام نقل بيانات المستشعر باستخدام بروتوكولات الاتصالات المزدوجة

بمجرد أن يتلقى جهاز الاقتران القابل لإعادة الاستخدام البيانات الفسيولوجية من مجموعة أجهزة الاستشعار التي يمكن التخلص منها، يمكن لجهاز الاقتران القابل لإعادة الاستخدام إرسال البيانات لاسلكياً إلى جهاز الحوسبة عبر الاتصال اللاسلكي، كما أنّ دائرة لجهاز استشعار يمكن التخلص منه لنظام إقران مستشعر بجهاز كمبيوتر.

قد تشتمل الدائرة على جسم قد يتضمن واحداً أو أكثر من جهات الاتصال الكهربائية الأولى وقد تشتمل الدائرة على أعضاء مستطيلة قد تتضمن تلامساً كهربائياً واحداً أو أكثر، وقد تكون الأعضاء الممدودة مقوسة ويمكن توصيل نقاط التلامس الكهربائية الأولى والتلامسات الكهربائية الثانية، بحيث يمكن نقل الإشارات الكهربائية بين التلامسات الكهربية الأولى والثانية، وقد يتم توصيل نقاط التلامس الكهربائية الأولى بشكل عملي ببطارية وعنصر مستشعر لجهاز الاستشعار القابل للتصرف.

يتم تقديم نظام لإقران مجموعة مستشعرات غير غازية يمكن التخلص منها بجهاز مراقبة باستخدام مجموعة إرسال قابلة لإعادة الاستخدام، حيث إنّ مجموعة المستشعرات غير الغازية التي يمكن التخلص منها قادرة على جمع البيانات الفسيولوجية، وقد يشتمل النظام على مجموعة مستشعرات غير غازية يمكن التخلص منها ومجموعة إرسال قابلة لإعادة الاستخدام.

ومجموعة المستشعرات غير الغازية التي يمكن التخلص منها قادرة على جمع البيانات الفسيولوجية وقد تكون البيانات الفسيولوجية مؤشرا على الحالة الفسيولوجية، وقد تشتمل مجموعة المستشعرات غير الغازية التي يمكن التخلص منها على عنصر مستشعر وبطارية، حيث قد يتم توصيل مجموعة المستشعر بالجسم وقد تتلقى مجموعة جهاز الإرسال القابل لإعادة الاستخدام البيانات الفسيولوجية من مجموعة المستشعرات غير الغازية التي يمكن التخلص منها.

ميزات نظام نقل بيانات المستشعر باستخدام بروتوكولات الاتصالات المزدوجة

قد تشتمل مجموعة جهاز الإرسال القابل لإعادة الاستخدام على معالج وقد تقوم وحدة الاتصال اللاسلكي بإنشاء اتصال لاسلكي مع جهاز المراقبة، وقد يشتمل نظام الفقرة السابقة على واحدة أو أكثر من الميزات التالية:

• لا تشتمل مجموعة جهاز الإرسال القابل لإعادة الاستخدام على مصدر طاقة لتوفير الطاقة للمعالج ووحدة الاتصال اللاسلكي.

• قد تشتمل وحدة الاتصال اللاسلكي على هوائي أول.

• قد تشتمل وحدة الاتصالات اللاسلكية أيضاً على هوائي ثانٍ.

• قد تتلقى مجموعة جهاز الإرسال القابل لإعادة الاستخدام الطاقة من بطارية من مجموعة أجهزة الاستشعار غير الغازية التي يمكن التخلص منها.

• قد تتلقى مجموعة المرسل القابلة لإعادة الاستخدام بيانات فسيولوجية أولية من مجموعة مستشعرات غير غازية يمكن التخلص منها، حيث يمكن جمع البيانات الفسيولوجية الأولية بواسطة عنصر المستشعر.

• قد يعالج المعالج البيانات الفسيولوجية الخام المرسلة إلى مجموعة المرسل القابلة لإعادة الاستخدام لتوليد المعلمات الفسيولوجية.

• قد تنقل مجموعة جهاز الإرسال القابل لإعادة الاستخدام المعلمات الفسيولوجية إلى جهاز المراقبة.

• قد يشتمل عنصر المستشعر على كاشف وباعث.

• قد يكون الكاشف والباعث على أساس بصري.

• قد تكون الباعثات عبارة عن صمامات ثنائية مشعة للضوء (LED).

• قد يتم إقران مجموعة المستشعرات غير الغازية التي يمكن التخلص منها بالنظام.

• يمكن أن تقترن مجموعة المرسل القابلة لإعادة الاستخدام بشكل قابل للإزالة بمجموعة المستشعرات غير الغازية التي يمكن التخلص منها.

• قد تكون مجموعة جهاز الإرسال القابل لإعادة الاستخدام أو مجموعة المستشعرات غير التدخلية التي يمكن التخلص منها مقاومة للماء أو زلزالية.

• قد تتلقى وحدة الاتصال اللاسلكي بيانات إلكترونية من البيانات الإلكترونية أو ترسلها إلى جهاز المراقبة.

• قد تستخدم وحدة الاتصالات اللاسلكية أول بروتوكول اتصال لاسلكي على الأقل لربط مجموعة أجهزة الإرسال القابلة لإعادة الاستخدام بجهاز المراقبة، حيث تشتمل وحدة الاتصال اللاسلكي على اتصال لاسلكي ثانٍ على الأقل لنقل البيانات بين وحدة الاتصال اللاسلكي والمراقب.

ملاحظة:“LED” هي اختصار لـ ” light-emitting diode”.

مبدأ عمل نظام نقل بيانات المستشعر باستخدام بروتوكولات الاتصالات المزدوجة

قد يكون بروتوكول الاتصال اللاسلكي الأول هو اتصال المجال القريب (NFC) وقد يختلف بروتوكول الاتصال اللاسلكي الثاني عن بروتوكول الاتصال اللاسلكي الأول، وقد يكون بروتوكول الاتصال اللاسلكي الثاني هو (Bluetooth)، وقد يعتمد الاتصال اللاسلكي بين مجموعة جهاز الإرسال القابل لإعادة الاستخدام والمراقب على الأقل على إشارة الاقتران المرسلة من الشاشة، إلى مجموعة جهاز الإرسال القابل لإعادة الاستخدام ومعلومات التعريف المنقولة من مجموعة جهاز الإرسال القابل؛ لإعادة الاستخدام إلى جهاز المراقبة.

قد يرسل جهاز المراقبة إشارة اقتران إلى مجموعة جهاز الإرسال القابل لإعادة الاستخدام عندما تكون مجموعة جهاز الإرسال القابل لإعادة الاستخدام ضمن مسافة محددة مسبقاً من الشاشة، كما يمكن إرسال إشارة الاقتران ومعلومات التعريف عبر بروتوكول اتصال لاسلكي أول، وقد تكون معلومات التعريف فريدة لمجموعة أجهزة إرسال قابلة لإعادة الاستخدام، وقد تكون معلومات التعريف علامة (RFID) مرتبطة بتجميع جهاز الإرسال القابل لإعادة الاستخدام.

قد يتم إرسال معلومات التعريف من مجموعة جهاز الإرسال القابل لإعادة الاستخدام إلى المراقب استجابةً لإرسال إشارة الاقتران من جهاز المراقبة إلى مجموعة جهاز الإرسال، والقابل لإعادة الاستخدام وقد يحدث نقل معلومات التعريف تلقائياً، وقد لا يتم نقل معلومات التعريف تلقائياً وقد تشتمل مجموعة أجهزة الاستشعار غير المتطفلة التي يمكن التخلص منها على رصيف تم تكوينه للتعامل مع مجموعة جهاز الإرسال القابل لإعادة الاستخدام.

قد يشتمل النهج على دوائر مرنة بما في ذلك دعامات مقوسة وأعضاء مستطيلة، ويمكن دعم الأعضاء المستطيلة بواسطة دعامات مقوسة، تدفع الأعضاء المستطيلة للدائرة المرنة بالنسبة إلى مجموعة المرسل القابلة لإعادة الاستخدام عندما تقترن مجموعة المرسل القابلة؛ لإعادة الاستخدام بنهج مجموعة المستشعرات غير المتطفلة التي يمكن التخلص منها.

تطور عمل نظام نقل بيانات المستشعر باستخدام بروتوكولات الاتصالات المزدوجة

قد تتصل الدائرة المرنة بالبطارية بحيث تنقل الدائرة المرنة الطاقة من البطارية إلى مجموعة المرسل القابل؛ لإعادة الاستخدام عندما تقترن مجموعة المرسل القابلة لإعادة الاستخدام مع مجموعة المستشعرات غير المتطفلة التي يمكن التخلص منها، كما يمكن أن تولد البطاريات الطاقة عن طريق التفاعل مع الأكسجين الموجود في الهواء، وقد تشتمل مجموعة المستشعرات غير التدخلية التي يمكن التخلص منها على مبيت يحمل البطارية.

قد يشتمل الجهاز على قنوات وفتحات، حيث قد تسهل القنوات دخول الهواء إلى الجهاز من خلال الفتحات، وقد تتشكل فتحات في الأسطح الداخلية للقنوات بحيث تتعرض الفتحات للهواء عند تغطية القنوات، ويمكن تحديد القنوات في السطح العلوي للغلاف وقد تمتد القنوات إلى الحواف الجانبية للجهاز وقد يتم توصيل مجموعة المستشعرات غير الغازية التي يمكن التخلص منها بشكل قابل للإزالة.

قد تشتمل مجموعة المستشعرات غير الغازية التي يمكن التخلص منها على أعضاء مستطيلة قادرة على إحاطة النظام، وقد يكون جهاز المراقبة جهازاً متحركاً وقد تكون مجموعة جهاز الإرسال القابل لإعادة الاستخدام قريبة من موقع محدد على الشاشة؛ لإنشاء اتصال لاسلكي بين مجموعة جهاز الإرسال القابل لإعادة الاستخدام وجهاز المراقبة، وجهاز المراقبة عبارة عن جهاز محمول وقد يكون جهاز المراقبة عبارة عن جهاز مراقبة جانبي للنظام.