Интернет, компьютеры, софт и прочий Hi-Tech

Подписаться через RSS2Email.ru

Интеллектуальные сенсорные системы

Данная статья не претендует на полноту сведений, широту обзора или раскрытие сокровенных тайн электронно-цифрового бытия. Просто настало время растолковать людям суть такого явления как интеллектуальные сенсорные системы. Хотя термин встречается во всемирной паутине всё чаще, становится всё моднее, он обвешан таким количеством научной и наукообразной информации, что неподготовленный человек наверняка запутается. Значит, попытаемся осуществить разъяснения максимально доступным языком.

Умный сенсор

Что делает обычный датчик? Получает определённые сведения о реальном мире и передаёт их куда-нибудь для дальнейшей обработки. У него даже может не быть собственного аналого-цифрового преобразователя. Прикрыли дверцу холодильника неплотно, температурный баланс нарушился, датчик это определил — и оправил импульс сигнализатору, который принялся настойчиво пищать.

Вот тут-то у конструкторов и появилась хорошая мысль: а почему бы не расширить функциональность таких изделий, ведь уже наступила компьютерная эпоха с её микропроцессорами величиной с ноготь. К прибору припаяли микросхему — и результат оправдал ожидания.

Датчики (сенсоры) условно делятся на три категории сложности:

  1. просто преобразовывающие что-то в электрический сигнал;
  2. умеющие генерировать тестовые сигналы, хранить калибровку в микросхеме постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), ну или хотя бы конвертировать всё в цифровой вид;
  3. способные осуществлять первичную обработку данных перед их передачей, поскольку оборудованы более менее серьёзным чипом.

То есть, по-настоящему толковый сенсор состоит не только из чувствительного элемента, воспринимающего что-либо из реального мира, но и процессора с программной прошивкой, способного обрабатывать полученные сведения и заниматься обслуживанием устройства. Он умеет диагностировать прибор, калибровать и подстраивать параметры «на лету» ради обеспечения точности восприятия той части объективной реальности, за регистрацию которой ответственен.

Кроме того, у сенсора должен быть канал связи, иначе прибор попросту не будет интегрирован в какую-либо систему и фактически потеряет смысл своего существования.

Суть простыми словами

Теперь представьте себе, что умных сенсоров много. И, соответственно, от них поступает много данных. Пока человек будет пристально всматриваться в дисплей, всё анализировать и принимать решение о дальнейших действиях, пройдёт слишком много времени. На предприятии случится авария, космический корабль не исправит курс. Иными словами, людям не всегда удаётся реагировать достаточно оперативно, особенно если необходимо учитывать множество факторов. Нужны компьютеры, способные выполнять расчёты гораздо быстрее.

Вот как раз электронно-вычислительные машины и являются главными в любой подобной системе. Независимо от того, сколько уровней обработки прошли данные, последний этап происходит в ЭВМ.

У компьютера, обслуживающего интеллектуальную систему, программное обеспечение делится на следующие основные блоки:

  1. База знаний, содержащая разнообразные модели ситуаций для сличения с картиной, складывающейся из данных от сенсоров.
  2. Так называемый Решатель, который сопоставляет полученную картину со сведениями из Базы знаний и выбирает оптимальный вариант реагирования.
  3. Интеллектуальный интерфейс, даже два: для взаимодействия с компонентами умной системы и, ежели в том имеется нужда, с человеком.

Как это работает

Для лучшего понимания функционирования умных систем кратко опишем пару их разновидностей.

Рефлекторная — вырабатывает ответные реакции на входные данные. Как раз когда нужно реагировать очень быстро и при этом адекватно ситуации. Она же — Decision Support System (DSS). То бишь, «система поддержки и принятия решений».

Простой пример: автопилот авиалайнера, считывающий показания приборов и управляющий воздушным судном.

Экспертная — когда спешить особо некуда, просто нужно что-нибудь проанализировать очень тщательно и предоставить готовую модель.

Поскольку входные данные поступают с сенсоров в режиме реального времени или с заданной периодичностью, то модель может интерактивно меняться. Например, наглядно показывать текущее состояние атомного реактора. Или, скажем, ситуацию с автомобильными пробками и местами для парковки.

Сведения от датчиков, обычно прошедшие первичную обработку, по каналам связи поступают в центральный компьютер. На этом пути возможны промежуточные этапы со специализированными блоками сбора и резервирования (кэширования) информации.

Так или иначе, в итоге решение принимает либо вышеупомянутая центральная ЭВМ (в рефлекторных системах), отправляя соответствующие команды, либо человек (в экспертных).

Сенсорные устройства, как правило, работают не всецело как им вздумается (если есть чип, которым можно думать), а под чутким руководством всё того же вычислительного центра. Компьютер отправляет команды, тестируя датчики, собирая сведения об их состоянии, заносит всё подряд в базу данных, записывает резервные копии добытых сведений, ну и так далее.

Коротко говоря, кроме явной для человека активности, наблюдаемой на дисплее, и решения непосредственных производственных задач, центральная ЭВМ осуществляет ещё и фоновую служебную деятельность по поддержанию системы.

Заключение

Об интеллектуальных сенсорных системах, их структурах и моделировании пишутся толстенные монографии. Явление очень масштабное, применяемое во многих сферах современной жизни. Разработчикам есть где развернуться, начиная от способов компьютерного управления микроклиматом в теплицах для огурцов и заканчивая обучением уму-разуму автоматических межпланетных станций.

Следовательно, деятельность в этой области не может не быть перспективной. Можно смело углубляться, вникать и тратить время на приобретение знаний, в будущем они непременно пригодятся.

Автор: vanilinkin, специально для xBB.uz, 21.12.2012


Предыдущие публикации:

Биржа долевых инвестиций SIMEX.

Последнее редактирование: 2012-12-21 14:57:18

Метки материала: системы, сенсорные системы, интеллектуальные, сенсорные, автоматизированные системы, электроника, ит, it, компьютерные технологии, икт, информационно-коммуникационные технологии, электротехника и электроника, цифровые технологии, электронные технологии

Оставьте, пожалуйста, свой комментарий к публикации

Представиться как     Антибот:
   

Просьба не постить мусор. Если вы хотите потестить xBB, воспользуйтесь кнопкой предварительного просмотра на панели инструментов xBBEditor-а.


© 2007-2018, Дмитрий Скоробогатов.
Разрешается воспроизводить, распространять и/или изменять материалы сайта
в соответствии с условиями GNU Free Documentation License,
версии 1.2 или любой более поздней версии, опубликованной FSF,
если только иное не указано в самих материалах.