Как IoT-датчики революционизируют отрасли: от борьбы с вредителями до климатического мониторинга

Если вы скажете людям, что дезинфекторы используют датчики температуры для уничтожения клопов, это вызовет вопросы, и люди захотят узнать больше. Та же реакция возникает, когда вы упоминаете, что менеджеры свалок, энтомологические лаборатории и ответственные за созревание бананов используют данные датчиков для автоматизации и оптимизации своих операций.

Так идет разговор о датчиках и всей гамме приложений, где они применяются — от анализа температуры хранения вакцин COVID-19 до мониторинга температуры воды на экзотических рыбных фермах. Эти иногда странно звучащие сенсорные приложения во многом обязаны своим успехом людям, делающим возможным Интернет вещей (IoT).

Не упустите быстро развивающиеся IoT-сенсорные приложения

Все — от инженеров до бизнес-менеджеров и рабочих производственных линий — могут превратить свои инновационные идеи сенсорных приложений в мощные IoT-решения. Легко упустить многие IoT-технологии, потому что они развиваются, быстро выходят на рынок и часто работают за кулисами.

Датчики помогают создавать отраслево-трансформирующие инновации и оптимизировать бизнес-критические активности, всё с благоприятным ROI. Существует датчик для измерения почти всего — температуры, влажности, вибрации, давления, качества воздуха, потребления энергии, движения, воды и многого другого. Вы можете увидеть IoT-датчики в работе, предсказывающие обслуживание оборудования, оптимизирующие полевые сервисы, повышающие эффективность коммунальных услуг, генерирующие точное орошение, сохраняющие жизнеспособность вакцин, автоматизирующие заводское производство и так далее.

Большинство IoT-сенсорных приложений или вариантов использования начинаются с простого вопроса: «Как мы можем использовать IoT для решения этой проблемы?» Или более творчески: «Как мы можем заставить эту вещь говорить с нами?» Затем начинается гонка за инженерство лучших IoT-датчиков для данных-ориентированных решений. Именно это делают датчики для нас — они заставляют важные вещи говорить. Датчики доставляют действенные данные, помогающие решить целый спектр проблем в любой отрасли.

Датчики заставляют IoT работать для вас

Можно утверждать, что датчики — самое существенное (и часто упускаемое) звено в уравнении IoT. Чтобы IoT работало, нужно чувствовать что-то.

Да, вам нужен мультипликативный эффект связности от датчика к шлюзу к облаку для аналитики данных. Но именно сенсирование, измерение, мониторинг делают промышленные приложения интеллектуальными и инновационными. Датчики оживляют IoT для бизнеса.

Прежде чем мы начали использовать термин IoT в повседневной беседе, мы говорили об встроенных системах или машино-машинных (M2M) коммуникациях и ставили их на службу во многих отраслях. Сейчас эра Индустрии 4.0, где мы видим удивительную автоматизацию с использованием текущих IoT-достижений для быстрой обработки данных и аналитики.

Эта многообещающая революция поддерживает многие новые IoT-сенсорные приложения для бизнеса, готового 거두ть совокупные выгоды как повсеместного IoT, так и Промышленного IoT (IIoT). Растущая популярность Индустрии 4.0 и IIoT-приложений и растущий спрос на автоматизацию и робототехнику приводят к экспоненциальному росту рынка датчиков.

Но не любой датчик подойдет

Датчики, оказывающие наиболее значительное влияние, построены на гибких платформах и эффективны в множественных средах — корпоративных, коммерческих и промышленных. Когда у вас есть универсальная сенсорная платформа, у вас есть глобальная интероперабельность. С дальнодействующим мультичастотным радио и гибким микроконтроллером вы можете быстро развернуть датчик для практически любого промышленного приложения.

По мере того как цифровые системы управления совершенствуются и повышают общую компетентность, пользователи требуют улучшений в надежности датчиков, дальности, времени отклика, питании, выживаемости, легкости интеграции и коммуникационных возможностях. В конечном счете, основные характеристики идеального датчика:

• Простота установки и использования

• Низкое потребление энергии

• Универсальная форма и функция

• Низкая стоимость

Датчики должны быть просты в установке и использовании в широкой разнообразии сред и ситуаций. Идеально, если настройка датчика занимает около 15 минут и настолько проста, насколько возможно:

• Прикрепите его к или рядом с тем, что вы хотите контролировать или мониторить.

• Подключите к источнику питания и включите.

• Быстро настройте с помощью смартфона или компьютера.

Датчик, который работает только когда должен коммуницировать, требует наименьшей энергии. Именно так датчики достигают 10+ лет автономной работы. Другие способы продления срока службы батареи — даже для самых энергозатратных датчиков — это использование новейших батарейных технологий или технологий сбора окружающей энергии, таких как солнечная и пьезоэлектрическая, или даже их комбинация.

Дальнодействующий беспроводной диапазон и частотопереключающий спектр (FHSS) могут значительно усилить надежность датчика. Он будет иметь более сильную устойчивость к физическим препятствиям, внешним беспроводным радиочастотным системам и электромагнитным помехам (EMI).

Физическая надежность датчика критична. Достаточно ли он гибок, чтобы размещаться в множественных средах, обрабатывать многие промышленные приложения, управлять широкой разнообразией сложностей и всё еще собирать, хранить и отправлять вам критические данные, которые вам нужны? Плюс надежный датчик дает самую дешевую и лучшую страховку — профилактику. Датчики могут помочь предотвратить проблемы вроде повреждений объектов и продукции или простоя активов. Они позволяют обнаружить, когда система или машина начинает выходить из строя, и проблема еще недорого устранима.

Сохраняйте данные датчиков безопасными, устраняя риск

Ваши датчики невосприимчивы к взлому? Сенсорные системы, включающие функции шифрования с использованием алгоритма обмена ключами Диффи-Хеллмана и 128-битный стандарт шифрования AES-128 в режиме CBC (Cipher Block Chaining) симметричного ключа, могут защитить передаваемые данные от утечек. А для защиты веб-серверов и браузеров, подключенных к сенсорной сети, можно использовать шифрование Transport Layer Security (TLS).

Помимо этих стандартов шифрования данных, датчикам нужен дополнительный слой безопасности. Для полной безопасности можно добавить аутентификационный слой для большей защиты при генерации данных и до их потребления с 256-битным алгоритмом Secure Hash Algorithm 3 (SHA-3).

256-битная аутентификация SHA-3 может защитить данные вашего датчика уникальным глобальным ключом или отпечатком. Эта аутентификация данных включает верификацию данных, сгенерированных источником, на программном или прикладном уровне. Так, когда датчик отправляет данные, его спутником является автоматически сгенерированный токен аутентификации. И когда программное обеспечение получает данные, токен анализируется через криптографическую хеш-функцию с пользовательским секретным ключом датчика. Таким образом, безопасность поддерживается во всех точках коммуникации, например, между датчиком, шлюзом, сетью, контроллером сети и облаком.

В конечном счете, эти слои шифрования и аутентификации объединяются, создавая надежную платформу безопасности датчиков. Если ваши датчики все заперты внутри end-to-end платформы безопасности IoT-данных как эта — тем лучше.

Бум датчиков — благо для данных-ориентированных решений

С растущим ростом датчиков, превращающимся в миллиарды подключенных устройств, компании могут легко перегрузиться миллиардами, если не больше, точек данных. Будь то ваши датчики передают данные только периодически при изменении параметров или в потоках реального времени для обработки в центре обработки данных, облаке или на краю вашей сети, вам нужна универсальная программная платформа, чтобы осмыслить потенциально беспрецедентное количество данных.

Главные выгоды датчиков приходят не только в их возможностях сбора данных, но и в активации гибкого анализа данных. Комбинация управления датчиками, агрегации и хранения данных и оповещений в одну облачную или on-premises платформу с настраиваемыми API для интеграции с аналитическим ПО может стать ключом к быстрым данным-ориентированным решениям.

Прогноз будущего: оно светло для датчиков.

Датчики, которые инженеры представляют сегодня, эволюционируют, чтобы помочь создавать новые и уточненные идеи для будущих приложений. Как мы видели, когда-то футуристические технологии вроде искусственного интеллекта (ИИ) и спектр реальностей — виртуальной, дополненной и смешанной — входят в мейнстрим во многих аспектах нашей работы и личной жизни.

Датчики играют ключевую роль в приложениях этих достижений. И датчики будут кормить ближайшее будущее ультра-быстрой обработкой данных и аналитикой, питаемой 5G, ИИ, компьютерным зрением, сенсорным фьюженом и мульти-доступным периферийным вычислением. Легко предсказать, что датчики будут продолжать эволюционировать для использования в еще не придуманных приложениях благодаря этим инновациям и росту всего — от умных городов до умных заводов до умных автомобилей.

• Гибкие plug-and-play датчики установят новые стандарты формы и функции даже за пределами комбинированного датчика, измеряющего просто два параметра, например, влажность почвы и температуру.

• Инновации придут, пока мы продолжаем чувствовать много условий с одной универсальной сенсорной системой для множества решений удаленного мониторинга.

• Промышленная автоматика управления, питанияемая датчиками и ИИ, продолжит создавать инновационные возможности для продвижения производственных процессов.

• Спутниковая связь и достижения GPS объединятся для улучшения того, как датчики мониторят активы в ультра-удалённых локациях.

• Энергоснабжение датчиков улучшится с достижениями в батареях и само-питающимися или энергособирающими опциями.

• По мере того как датчики будут полнее интегрироваться в беспроводные сети и заменять аппаратные конфигурации, мы увидим снижение затрат и потребления энергии.

Вы можете рассчитывать на датчики, которые будут продолжать трансформировать эту эру Индустрии 4.0 и далее.

Статью написал Брад Уолтерс, основатель и CEO Monnit. Для получения дополнительной информации свяжитесь с г-ном Уолтерсом по адресу This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. или посетите сайт .