Интеллектуальное зондирование:стимулирование быстрого роста инфраструктуры IoT и IIoT

При подключении к интеллектуальным сенсорным решениям важные данные могут помочь организациям принимать обоснованные решения для оптимизации производительности, предотвращения и решения проблем, прогнозирования технического обслуживания и повышения эффективности.

Независимо от того, есть ли у вас одна или несколько вещей, которые нужно отслеживать в вашем отраслевом приложении, имеет смысл развернуть универсальную платформу интеллектуальных датчиков. Платформа с различными типами датчиков, несколькими вариантами подключения и облачным или локальным мониторингом обеспечивает лучшие возможности сбора всех видов критически важных рабочих данных.

Можно объединить несколько платформ измерения и подключения Интернета вещей в одной; например, оборудование и встроенное ПО (датчики, шлюзы и аксессуары) с возможностью подключения к облаку и локально, а также программное обеспечение. После развертывания вы сможете эффективно собирать, безопасно получать и быстро обрабатывать данные датчиков Интернета вещей.

Широкий набор датчиков может контролировать практически любое распространенное или необычное промышленное применение. Рассмотрим датчики, которые отслеживают созревание бананов, температуру отходов на свалке, устранение жары от постельных клопов или скорость воздуха в системе вентиляции и кондиционирования пищевого предприятия.

Wi-Fi, Power over Ethernet и сотовые датчики могут отслеживать условия окружающей среды, мощность, движение, температуру, освещенность, влажность, воду, вибрацию, ток, давление, движение, газы, доступ и многое другое.

Рисунок 1. Некоторые распространенные и необычные приложения Интернета вещей. (Изображение:любезно предоставлено Monnit)

Как работают беспроводные датчики

Например, беспроводные датчики ALTA от Monnit работают с низким энергопотреблением, имеют многочастотный радиомодуль большого радиуса действия и гибкий микроконтроллер с помехоустойчивостью. Они отправляют данные через шлюзы сотовой связи или Ethernet в облачное программное обеспечение, поэтому вы можете удаленно настраивать, отслеживать и автоматизировать многие операции.

Почти каждый из этих датчиков контролирует температуру, а также ее первичное измерение. Некоторые из них, например усовершенствованный измеритель вибрации, собирают несколько точек данных. Он измеряет частоту вибрации, коэффициент амплитуды, скорость, смещение, ускорение, рабочий цикл и температуру.

В качестве примеров универсальности возможностей интеллектуальных датчиков:

<ли>

Беспроводное подключение на расстоянии до 2000+ футов через более чем 18 стен или этажей при подключении к шлюзу Monnit ALTA XL.

<ли>

Интеграция расширения спектра со скачкообразной перестройкой частоты (FHSS) для увеличения радиуса действия беспроводной сети и устойчивости интеллектуального сигнала к помехам, а также устойчивость к ухудшению воздействия физических препятствий, внешних радиочастотных систем и электромагнитных помех (EMI).

<ли>

Эллиптическая кривая:256-битный обмен ключами Диффи-Хеллмана, 128-битный расширенный стандарт шифрования (AES), 256-битный алгоритм безопасного хеширования 3 (SHA-3) и безопасность с использованием цепочки блоков шифрования (CBC).

<ли>

Регистрация данных от 2000 до 4000 показаний в случае потери соединения со шлюзом (энергонезависимая флэш-память, сохраняется при выключении и выключении питания).

<ли>

Доставляйте обновления прошивки по беспроводной сети (FOTA) и конфигурируйте настройки датчиков через облако.

Рисунок 2. Несколько типов датчиков и возможности подключения — беспроводные, сотовые, Wi-Fi и Power over Ethernet — обеспечивают гибкость для решения различных задач. (Изображение:любезно предоставлено Monnit)

Инструмент исследования места может помочь вам определить лучшее место с самым сильным и качественным сигналом для размещения датчиков. Monnit помогает клиентам получить сертификацию Национального института стандартов и технологий (NIST) для наших датчиков стандартной температуры, низкой температуры и влажности.

Гибкая беспроводная связь на большие расстояния

Корпоративные и промышленные сотовые шлюзы IoT ALTA и ALTA XL сочетают в себе механизм 4G LTE CAT-M1/NB2 и платформу Enterprise Ethernet с сетью беспроводных точек доступа Monnit для агрегирования и передачи данных датчиков.

Ключевые особенности:

<ли>

Шлюзы Интернета вещей обмениваются данными с датчиками на расстоянии до одной мили (прямая видимость) и более 1200 футов через 12+ стен (вне прямой видимости).

<ли>

Шлюзы Интернета вещей (мощность передачи 1 Вт) принимают и отправляют данные на расстояние более 2000 футов через более чем 18 стен в коммерческих зданиях.

<ли>

Безопасность посредством 256-битного обмена ключами Диффи-Хеллмана и AES-128 CBC.

<ли>

Поддержка до 100 датчиков на шлюз.

<ли>

Бесперебойный сбор данных через встроенную память, которая сохраняет и отправляет до 32 000 сообщений датчиков после отключения Интернета.

<ли>

LTE CAT-M1/NB2 для глобального использования в диапазонах 1–5, 8, 12, 13, 18–20, 25–28, 66, 71 и 85.

<ли>

Обновления программного обеспечения по беспроводной сети (FOTA).

<ли>

Дополнительная служба определения местоположения от набора микросхем GNSS, поддерживающего спутники GPS, ГЛОНАСС, BeiDou, Galileo и QZSS, для сбора данных, которые могут распространяться через интерфейс прикладного программирования (API).

Ethernet-шлюзы Monnit позволяют датчикам ALTA взаимодействовать с программным обеспечением iMonnit™ без ПК, поддерживая различные беспроводные приложения IoT. Обеспечьте питание и подключите шлюз к открытому порту Ethernet с подключением к Интернету, и он автоматически подключится к нашим онлайн-серверам.

Адаптация ALTA Framework к различным приложениям

Наша программно-определяемая беспроводная система датчиков дальнего действия основана на операционной системе Kelly Real-Time (KRTOS). Его код управляет процессами в реальном времени и некритичными по времени для датчиков и шлюзов. Как и другие встроенные операционные системы, KRTOS предоставляет определенные правила для различных выборов процессов, привилегий и уровней доступа к ресурсам процессора.

Наша структура управляет двумя основными типами процессов:один для радиосвязи, а другой для обработки, специфичной для приложения. Процесс радиосвязи требует микросекунд для операций в реальном времени для поддержки последовательного преобразования и синхронизации расширенного спектра со скачкообразной перестройкой частоты (FHSS).

Наши процессы профиля приложения написаны относительно в общих чертах, поэтому все датчики ALTA могут периодически измерять и создавать точки данных. Некоторые сенсорные приложения требуют строгих операций, чувствительных ко времени, которые различаются от датчика к датчику. Эти операции могут выполняться эффективно благодаря контролю, который позволяет наше оборудование и KRTOS.

Рисунок 3. Мониторинг температуры холодильника в ресторане — одно из наиболее распространенных приложений IoT. (Изображение:любезно предоставлено Monnit)

Существует также платформа приложений, использующая KRTOS для точных процессов с контролем времени. Он может работать с разнообразными сенсорными приложениями и упрощает интеграцию с платформой ALTA.

Поддерживаются общие функции, методы и операции, используемые нашими датчиками. Это помогает инженерам адаптировать новые сенсорные приложения к платформе и предоставить стандартный интерфейс программного обеспечения управления со знакомыми функциями.

Сотовые датчики Интернета вещей Circle™

Эти датчики объединяют в себе механизмы датчиков и шлюзов в одном устройстве и наборе микросхем для подключения приложений к Интернету вещей через услуги сотовой связи. Датчики предназначены для приложений в удаленных местах, где отсутствует интернет-инфраструктура.

Маломощные сотовые датчики Интернета вещей:

<ли>

Работайте в сетях CAT-M1 или NB-IoT для прямой связи с облаком.

<ли>

Измерьте и отправьте две или более точек данных с помощью различных съемных проводов.

<ли>

Имеет надежный модуль сотовой связи и периферийный процессор данных.

Датчики Wi-Fi Next™

Наши датчики Wi-Fi второго поколения обеспечивают широкий диапазон действия сети и сильный сигнал.

Ключевые особенности:

<ли>

Данные от восьми различных типов датчиков на расстоянии до 125 футов через пять стен.

<ли>

Протокол:802.11 b.

<ли>

Дальность:125 футов через пять стен или 500 футов прямой видимости.

<ли>

Диапазон частот:2,412–2,484 ГГц.

<ли>

Безопасность:открытый, WPA, WPA2, WPA3 и расширенный стандарт шифрования (AES)-128 Cipher Block Chaining (CBC) для сообщений с данными датчиков.

<ли>

Настройки сети:автоматический DHCP/DNS или статический.

<ли>

Скорость передачи данных:автоматически устанавливается оптимальная скорость для максимального радиуса действия.

Рисунок 4. Интеллектуальные датчики позволяют использовать периферийные вычисления, что является ключом к эффективной системе датчиков. (Изображение:VectorMine/Adobe Stock)

Датчики PoE•X

Одиннадцать различных датчиков PoE•X подключаются к инфраструктуре здания Power over Ethernet (PoE) и удаленно контролируют критически важные системы. Эти данные позволяют получить представление об умных зданиях, позволяющих экономить операции за счет экономии ресурсов и одновременного повышения комфорта.

Датчики используют один и тот же кабель PoE как для получения энергии, так и для передачи данных. Эта возможность «два в одном» оптимизирует использование пространства и удовлетворяет широкие потребности в планировке и сенсорных сетях высокой плотности, например в центрах обработки данных.

Достижения, влияющие на интеллектуальное зондирование

Технологии, которые когда-то считались футуристическими, становятся все более популярными и помогают развивать интеллектуальное зондирование во многих отраслях.

<ли>

Искусственный интеллект (ИИ), компьютерное зрение (CV) и машинное обучение (ML) обеспечивают обработку данных в реальном времени, расширенное распознавание образов и прогнозную аналитику, что приводит к более разумной автоматизации, оптимизации эффективности и принятию обоснованных решений.

<ли>

Виртуальная, дополненная и смешанная реальность (VR, AR и MR), а также цифровые двойники расширяют возможности иммерсивной визуализации данных, удаленного мониторинга в реальном времени и интерактивного управления в приложениях Интернета вещей.

<ли>

CAT-M1, NB-IoT, периферийная обработка и сотовые технологии 5G обеспечивают более быстрое, надежное и энергоэффективное соединение, поддерживая обработку данных в реальном времени, расширенный охват устройств и расширенную автоматизацию.

<ли>

Готовые к использованию мультисенсоры и микросенсоры обеспечивают плавную интеграцию и подключение, что делает проектирование и развертывание Интернета вещей более эффективным и настраиваемым.

<ли>

Инновации в области источников энергии, сбора урожая и аккумуляторов способствуют развитию устройств с автономным питанием и продлевают срок службы датчиков, что приводит к более устойчивому и эффективному развертыванию Интернета вещей.

Интеллектуальное зондирование развивается по мере развития этих и других дополнительных технологий. Универсальная интеллектуальная сенсорная платформа может предотвратить неравенство и обеспечить совместимость, адаптируемость и настраиваемость, позволяя адаптировать ее для одного или нескольких приложений Интернета вещей.

Эту статью написал Брэд Уолтерс, основатель и генеральный директор Monnit. Для получения дополнительной информации посетите здесь или свяжитесь с г-ном Уолтерсом по адресу:Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра у вас должен быть включен JavaScript.