Инновационные сенсорные приложения IoT прокладывают путь в будущее

Если вы скажете людям, что дезинсекторы используют температурные датчики для уничтожения клопов, это вызовет вопросы, и люди захотят узнать больше. Вы можете получить такую ​​же реакцию, когда упомянете, что свалки, энтомологические лаборатории и менеджеры по созреванию бананов используют данные датчиков для автоматизации и оптимизации своих операций.

Вот как это происходит, когда вы говорите о датчиках и о всей гамме приложений, в которых они используются — от анализа температуры хранения вакцины от COVID-19 до мониторинга температуры воды на экзотических рыбных фермах. Эти иногда странно звучащие сенсорные приложения во многом обязаны своим успехом людям, создавшим Интернет вещей (IoT).

Не пропустите быстроразвивающиеся сенсорные приложения IoT

Все, от инженеров до бизнес-менеджеров и рабочих производственных линий, могут превратить свои инновационные идеи применения датчиков в мощные решения IoT. Многие технологии IoT легко упустить из виду, потому что они развиваются, быстро выходят на рынок и часто работают за кулисами.

Сенсоры помогают создавать революционные инновации в отрасли и оптимизировать критически важные для бизнеса действия, и все это с благоприятной рентабельностью инвестиций. Есть датчик для измерения почти всего — температуры, влажности, вибрации, давления, качества воздуха, энергопотребления, движения, воды и многого другого. Вы можете увидеть датчики IoT в работе, прогнозируя техническое обслуживание машин, оптимизируя выездные услуги, повышая эффективность коммунальных услуг, обеспечивая точное орошение, сохраняя жизнеспособность вакцин, автоматизируя заводское производство и так далее.

Большинство приложений или вариантов использования датчиков IoT начинаются с того, что кто-то просто задает вопрос:«Как мы можем использовать IoT для решения этой проблемы?» Или, более творчески спрашивая:«Как мы можем заставить эту штуку говорить с нами?» Затем начинается гонка за разработкой лучших датчиков IoT для решений, основанных на данных. Это то, что датчики делают для нас — они делают важные вещи, говорят. Датчики предоставляют полезные данные, которые помогают нам решать целый ряд проблем в любой отрасли.

Датчики заставляют Интернет вещей работать на вас

Вы можете доказать, что датчики являются самым важная (и часто упускаемая из виду) переменная в уравнении IoT. Чтобы заставить Интернет вещей работать, вам нужно что-то чувствовать.

Да, вам нужен умножающий эффект подключения от датчика к шлюзу в облако для анализа данных. Но именно датчики, измерения и мониторинг делают промышленные приложения интеллектуальными и инновационными. Датчики оживляют Интернет вещей для бизнеса.

До того, как мы использовали термин «Интернет вещей» в повседневном разговоре, мы говорили о встроенных системах или межмашинных коммуникациях (M2M) и использовали их во многих отраслях. Сейчас наступила эпоха Индустрии 4.0, когда мы видим потрясающую автоматизацию с использованием современных достижений Интернета вещей для быстрой обработки данных и аналитики.

Эта многообещающая революция поддерживает множество новых сенсорных приложений IoT для предприятий, готовых воспользоваться совместными преимуществами как вездесущего IoT, так и промышленного IoT (IIoT). Растущая популярность приложений Industry 4.0 и IIoT, а также растущий спрос на автоматизацию и робототехнику способствуют экспоненциальному росту рынка датчиков.

Но подойдет не любой датчик

Датчики, оказывающие наибольшее влияние, созданы на гибких платформах и эффективны в различных средах — корпоративных, коммерческих и промышленных. Когда у вас есть универсальная сенсорная платформа, у вас есть глобальная функциональная совместимость. Благодаря многочастотному радиомодулю дальнего действия и гибкому микроконтроллеру вы можете быстро развернуть датчик практически для любого промышленного применения.

По мере того, как цифровые системы управления совершенствуются и повышают общую квалификацию, пользователи требуют повышения надежности датчиков, радиуса действия, времени отклика, мощности, живучести, простоты интеграции и коммуникационных возможностей. В конечном счете, основными характеристиками идеального датчика являются:

• Простота установки и использования

• Низкое энергопотребление

• Универсальная форма и функции

• Недорого

Датчики должны быть просты в установке и использовании в самых разных средах и ситуациях. В идеале установка датчика занимает около 15 минут и выполняется так же просто, как:

• Прикрепите его к объекту, которым вы хотите управлять или отслеживать, или рядом с ним.

• Подключите его к источнику питания и включите.

• Быстро настройте его с помощью смартфона или компьютера.

Датчик, который работает только тогда, когда он должен обмениваться данными, требует наименьшей мощности. Таким образом датчики могут работать от батареи более 10 лет. Другие способы продлить срок службы батареи — даже для самых энергоемких датчиков — использовать новейшие аккумуляторные технологии или технологии сбора энергии окружающей среды, такие как солнечная энергия и пьезоэлектричество, или даже их комбинацию.

Большой радиус действия беспроводной сети и спектр со скачкообразной перестройкой частоты (FHSS) могут значительно повысить надежность датчика. Он будет более защищен от физических препятствий, внешних беспроводных радиочастотных систем и электромагнитных помех (EMI).

Физическая надежность датчика имеет решающее значение. Достаточно ли он гибок, чтобы его можно было разместить в нескольких средах, обрабатывать множество различных промышленных приложений, управлять широким спектром сложностей и при этом собирать, хранить и отправлять вам важные данные, которые вам нужны? Кроме того, надежный датчик обеспечивает самую дешевую и лучшую страховку — профилактику. Датчики могут помочь предотвратить такие проблемы, как повреждение объекта и продукта или простой оборудования. Они позволяют определить, когда в системе или машине начинаются сбои, и решить эту проблему по-прежнему недорого.

Защитите данные датчиков, устранив риски

Ваши датчики невозможно взломать? Сенсорные системы, включающие функции шифрования с использованием алгоритма обмена ключами Диффи-Хеллмана и 128-битного расширенного стандарта шифрования (AES-128) с симметричным ключом шифрования с цепочкой блоков (CBC), могут защитить передаваемые данные от взломов. А для защиты веб-серверов и браузеров, подключенных к сенсорной сети, можно использовать шифрование Transport Layer Security (TLS).

Помимо этих стандартов шифрования данных, датчикам необходим дополнительный уровень безопасности. Для полной безопасности вы можете добавить уровень аутентификации для большей защиты во время создания данных и на всем пути к их использованию с помощью 256-битного алгоритма безопасного хэширования 3 (SHA-3).

256-битная аутентификация SHA-3 может защитить данные вашего датчика с помощью уникального глобального ключа или отпечатка пальца. Эта аутентификация данных включает проверку данных, сгенерированных источником, на программном или прикладном уровне. Таким образом, когда датчик отправляет данные, его компаньоном является автоматически сгенерированный токен аутентификации. И когда программное обеспечение получает данные, токен анализируется с помощью криптографической хэш-функции с секретным ключом специального датчика. Таким образом обеспечивается безопасность во всех точках связи, например, между датчиком, шлюзом, сетью, сетевым контроллером и облаком.

В конечном итоге эти уровни шифрования и аутентификации объединяются для создания надежной платформы безопасности датчиков. Если все ваши датчики заблокированы внутри такой комплексной платформы безопасности данных Интернета вещей, как эта, тем лучше.

Бум датчиков — благо для решений, основанных на данных

С ростом числа датчиков, превращающихся в миллиарды подключенных устройств, компании могут легко оказаться перегруженными миллиардами, если не большим количеством точек данных. Независимо от того, передают ли ваши датчики данные только периодически при изменении параметров или потоками в реальном времени для обработки в центре обработки данных, облаке или на границе вашей сети, вам нужна универсальная программная платформа, чтобы разобраться с потенциально беспрецедентным объемом данных.

Основные преимущества датчиков заключаются не только в их возможностях сбора данных, но и в активизации гибкого анализа данных. Сочетание управления датчиками, агрегирования и хранения данных, а также предупреждений в одной облачной или локальной платформе с настраиваемыми API для интеграции аналитического программного обеспечения может стать ключом к быстрому принятию решений на основе данных.

Прогнозирование будущего:светлое время для сенсоров

Датчики, которые инженеры представляют себе сегодня, будут развиваться, чтобы помочь создавать новые и усовершенствованные идеи для будущих приложений. Как мы видели, некогда футуристические технологии, такие как искусственный интеллект (ИИ) и спектр реальностей — виртуальные, дополненные и смешанные, — становятся мейнстримом во многих аспектах нашей работы и личной жизни.

Датчики играют ключевую роль в применении этих достижений. А датчики помогут обеспечить сверхбыструю обработку данных и аналитику ближайшего будущего, основанную на 5G, искусственном интеллекте, компьютерном зрении, объединении датчиков и граничных вычислениях с множественным доступом. Легко предсказать, что благодаря этим инновациям и развитию всего, начиная от умных городов и заканчивая умными заводами и умными автомобилями, датчики будут продолжать развиваться для использования в еще немыслимых приложениях.

• Гибкие датчики plug and play установят новые стандарты формы и функциональности, выходящие за рамки комбинированного датчика, который просто измеряет два параметра, например влажность и температуру почвы.

• Инновации появятся по мере того, как мы продолжаем отслеживать множество условий с помощью одной универсальной сенсорной системы для многих решений для удаленного мониторинга.

• Автоматизация промышленного управления на основе датчиков и искусственного интеллекта будет и впредь создавать инновационные возможности для совершенствования производственных процессов.

• Спутниковая связь и достижения GPS будут объединены, чтобы улучшить датчики, контролирующие активы в очень удаленных местах.

• Источники энергии датчиков улучшатся благодаря усовершенствованию аккумуляторов и вариантам автономного питания или сбора энергии.

• По мере того, как датчики будут более полно интегрироваться в беспроводные сети и заменять аппаратные конфигурации, мы увидим снижение затрат и энергопотребления.

Вы можете рассчитывать на то, что датчики будут постоянно преобразовывать эпоху Индустрии 4.0 и далее.

Эта статья была написана Брэдом Уолтерсом, основателем и генеральным директором Monnit. Для получения дополнительной информации свяжитесь с г-ном Уолтерсом по адресу Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра или посетите здесь .