آشنایی با داده نگار ( Datalogger)

 داده نگار، ثبت کننده داده، ثبات داده یا داده خوان (Data Logger, Data Recorder ) وسیله‌ای الکترونیکی است که داده‌هایی را که از یک حسگر فرستاده می شود را نسبت به زمان یا مکان ذخیره می‌کند. بیشتر داده نگارها به کمک یک پردازنده دیجیتالی (یا یک رایانه) کار می کنند. بیشتر آنها  کوچک، باطری خور و قابل حمل  هستند ونیز دارای یک ریزپردازنده و  حافظه درونی برای ذخیره سازی داده و چندین حسگر می‌باشند. برخی ازداده نگارها به رایانه وصل میشوند و می‌توان با نرم‌افزاری آنها را به کار انداخت و داده‌های گردآوری شده  را دید و وارسی کرد،و برخی نیز خود دارای رابط محلی (مانند صفحه کلید و صفحه نمایش) بوده و می‌توان به تنهایی با آنها کار کرد.

داده نگارها از نمونه هایی چندکاره با کاربریهای ساده  تا کاربریهای بسیار ویژه برای اندازه گیری  در جاهای ویژه  یا در قالب یک دستگاه جدا  تنوع دارند. بیشتر نمونه های چند کاره  برنامه ریزی شدنی هستند؛ از این رو، بسیاری از آنها به صورت دستگاههایی ایستا با درگاههای ورودی کم و بدون تغییر ساخته می شوند. داده نگارهای الکترونیکی در بسیاری از کاربردها جایگزین نمودار نگارها (Chart Recorders) شده‌اند.

 یکی از مزیتهای نخست داده نگارها  توانایی ذخیره سازی ۲۴-ساعته داده ها است. داده نگارها معمولا پس از روشن شدن،  تنها و خودکار رها می شوند تا در زمان پایش، کار اندازه گیری و ذخیره سازی داده ها را انجام دهند. این توانایی می گذارد تا تصویری فراگیر و موبه مو از موقعیت تحت نظر، مانند دمای هوا یا رطوبت نسبی،  بدست آید. با نگاه به فناوری ای که در ساخت برخی داده نگارهای پیشرفته بکاررفته است و یا برپایه جایی  که یک داده نگار باید کار داده برداری را در آنجا انجام بدهد،  می‌توانند بسیار پرهزینه باشند. برای یک داده نگار نرخهایی در بازه 400 دلار تا  12000 دلار  دیده می شود. هرچند نمونه های  دست بالا به طور آزگار چندین سال پایدار می‌‌مانند.

قالب داده ها

استاندارد سازی پیوند نامه ها و قالب‌های داده دردسر ساز بوده‌اند، ولی باز این استاندارهای هچنان گسترش پیدا می کنند  و قالب های XML، JSONو YAMLبطور فزاینده برای جابجایی داده ها پذیرفته می شوند.

پیوند نامه(Protocol)  های ابزارسازی

پیوندنامه های فراوانی استاندارد سازی شده‌اند که یک پروتکل هوشمند مانندSDI-12 را در برمی گیرند. این پیوند نامه  ارتباط  ابزارها را با داده نگار گوناگون شدنی می کنند. کاربرد این استاندارد اقبال زیادی در بیرون از دستگاههای پایش محیط زیست دست نیافت. همچنین برخی از شرکت‌ها سرگرم در این زمینه امروزه از استاندارد MODBUS پشتیبانی می‌کنند.این استاندارد از گذشته در  دانش مهار (علم کنترل) به کار گرفت می شده است، و ابزارهای صنعتی بسیار هستند که این استاندارد ارتباطی را پشتیبانی می‌کنند. پیوندنامه چند باره (Multi Drop) دیگری که امروزه می رود که گسترده شود  بر پایهISO1898   یا Canbus می باشد.  برخی داده نگارها با بکارگیری یک محیط  برنامه نویسی نرمش پذیر خود را با انواع ناهمسان از پیوندنامه های  نااستاندارد سازگار می‌کنند.

داده نگاری در برابر گردآوری دادها

واژه داده نگاری (Datalogging)  و گردآوری داده‌ها (Data Acquisition)، بارها به جای یکدیگر به کار رفته اند. با این حال، در یک بستر تاریخی آنها به آزگار جدا از هم اند. یک داده نگار یک سامانه گردآوری داده ها است، ولی یک سامانه گردآوری داده ناگزیر یک داده نگار نیست:

- یک داده نگار نوعا نرخ داده برداری کمتری دارد. نرخ نمونه برداری 1Hzبرای یک داده نگار خیلی تند به شمارمی رود ولی برای سامانه گردآوری داده هنوز خیلی کند است.

- داده نگارها به آزگاردستگاههای جدا و خودپا هستند، در هنگامی که یک سامانه گردآوری داده باید بسته (Tethered) به یک رایانه باشد تا داده ها را گردآوری کند. خودپا بودن داده نگارها نیازمند یک حافظه برای ذخیره سازی داده ها خواهد بود.

- با توانایی ذخیره سازی بلند مدت ، داده نگارها هماره دارای یک سازوکار برای ذخیره سازی تاریخ و ساعت هستند، برای آسودگی از اینکه کدام داده برای چه زمانی است تا داده ها پشت سرهم گذاشته شوند. به بیان بهتر، داده نگارها بیشترشان دارای یک ساعت درونی با زمان واقعی (Real-time)هستند که هنگام گزینش آنها باید روی این بخش ریز شد.

- داده نگارها از دید درگاههای دریافت داده، از یک درگاهه تا چندین درگاهه گستردگی دارند. بیشترشان، هرچه ساده تر باشند کمتر هم توانایی برنامه پذیری دارند. برخی دستگاههای پیچیده تر توانایی پردازش میان درگاهی (Cross-Channel) و هشدار برپایه شرایط از پیش تعریف شده را فراهم می کنند. تازه ترین داده نگارها می‌توانند با صفحات اینترنت کارکنند و می گذارند افراد زیادی یک سامانه را از راه دور بپایند.

- توانایی خودپا بودن و دورکار بودن بسیاری از داده نگارها، ناخواسته به کاربرد یک منبع برق غیرمستقیم مانند یک باطری می انجامد. نیروی خورشیدی شاید برای پشتیبانی این نیاز بکار رود. این توانایی به اینجا رسیده است که این دستگاهها تا اندازه خیلی زیاد دربرابر رایانه ها بهره ور تر باشند. بسیار پیش می آید که آنها  در جاخای خشن کار می کنند که رایانه ها در آنها پایدار نیستند.

-  برای خودپا بودن داده نگارهای نیاز است که تا اندازه زیادی پایدار بمانند. زیرا گاهی برای زمانهای خیلی دراز، در جاهای خشن و دوردست، یک دم و بدون کمترین پایش انسانی نیاز است کارکنند. ضروری است که تا زمانی که برق دارند بدون لغزش داده ها را ذخیره کنند. اینگونه داده نگارها به آزگار دربرابر ناگواریهایی که روی یک رایانه عادی هناگذار است ، مانند شکست (Crash) در برنامه یا ناپایداری سیستم عامل، پایدار هستند.

کاربرد داده نگارها

  • ذخیره داده ها در ایستگاه هواشناسی خودکار (مانند سرعت باد/ و جهت باد، دما، رطوبت نسبی، تشعشعات خورشیدی)

  • ذخیره در ایستگاه‌های خودکار هیدروگرافی (مانند سطح آب، عمق آب، جریان آب، pHآب، رسانایی آب)
  • ذخیره خودکار رطوبت خاک
  • ذخیره خودکار فشار گاز
  • شمارش ترافیک جاده
  • اندازه گیری دمای (رطوبت و...) مواد گندیدنی در هنگام باربری
  • پایش فرایند برای نگهداری و لغزش یابی کاربردها
  • پژوهش های  زیست جانوری
  • اندازه گیری لرزش و شرایط باربری (ارتفاع سقوط) در توزیع.[۲]
  • پایش رویه مخزن
  • پایش زیست بوم
  • آزمایش خودرو
  • پایش وضعیت رله در سیگنال دهی راه آهن
  • ذخیره سازی 'نمودار بارگذاری الکتریکی' برای مدیریت مصرف انرژی.
  • داده برداری از متغیرهای دما و فشار در بازه خط لوله
  • پایش خطوط لوله نفت و گاز

راهبردهای آینده

داده نگارها بیش از گذشته پیشرفت  کرده اند و دارای  توانمندیهایی مانند  ارتباط بی سیم با هشداردهی، گزارش خودکار داده ها و فرمانگیری از راه دور شده اند یعنی می توانند  با صفحات اینترنتی کارکنند تا هشدارهای خود را به یک پست الکترونیکی یا  یک پایگاه  داده (FTP) بفرستند.

 

خاستگاه:                                                                                                     http://en.wikipedia.org/wiki/Data_logger

 

تلفن راهنمایی و سفارشات: 7478321 - 912 (98+)

ایمیل: amadatalogger[at]amadatalogger[dot]com