Hoe IoT-sensoren Industries Revolutioneren: Van Plaagbestrijding Tot Klimaatmonitoring

Als je mensen vertelt dat ongediertebestrijders temperatuursensoren gebruiken om bedwantsen te elimineren, roept dat vragen op en willen mensen meer weten. Je krijgt dezelfde reactie als je noemt dat stortplaatsen, entomologielaboratoria, en bananenrijpingsmanagers sensordata gebruiken om hun operaties te automatiseren en te optimaliseren.

Dat is hoe het gaat als je over sensoren en de hele reeks toepassingen praat waar ze in actie zijn — van het analyseren van COVID-19 vaccin opslagtemperatuur tot het monitoren van watertemperaturen in exotische visboerderijen. Deze soms vreemd klinkende sensorapplicaties danken hun succes voor een groot deel aan de mensen die het Internet of Things (IoT) mogelijk maken.

Mis Niet De Snel Evoluerende IoT-sensorapplicaties

Iedereen, van ingenieurs tot bedrijfsmanagers tot productielijnwerkers, hun innovatieve sensorapplicatie-ideeën omzetten in krachtige IoT-oplossingen. Het kan makkelijk zijn om veel IoT-technologieën over het hoofd te zien omdat ze zich ontwikkelen, snel op de markt komen, en vaak achter de schermen werken.

Sensoren helpen industrietransformatieve innovaties produceren en stroomlijnen bedrijfskritieke activiteiten, allemaal met een gunstige ROI. Er is een sensor om bijna alles te meten — temperatuur, vochtigheid, trilling, druk, luchtkwaliteit, energieverbruik, beweging, water, en nog veel meer. Je kunt IoT-sensoren zien aan het werk bij het voorspellen van machineonderhoud, optimaliseren van veldservices, verbeteren van nutsbedrijfsefficiëntie, genereren van precisie-irrigatie, vaccins houdbaar houden, automatiseren van fabrieksproductie, en zo verder.

De meeste IoT-sensorapplicaties of use cases beginnen met iemand die simpelweg vraagt: "Hoe kunnen we het IoT gebruiken om dit probleem op te lossen?" Of, meer creatief vragen: "Hoe kunnen we dit ding laten met ons praten?" Dan is het de race om de beste IoT-sensoren te engineeren voor data-gedreven oplossingen. Dat is wat sensoren voor ons doen — ze laten dingen die ertoe doen, praten. Sensoren leveren de actiegerichte data die ons helpt een hele reeks problemen in elke industrie op te lossen.

Sensoren Maken Het IoT Voor Je Werkend

Je kunt een case maken dat sensoren de essentiële (en vaak over het hoofd geziene) variabele in de IoT-vergelijking zijn. Om het IoT te laten werken, moet je iets voelen.

Ja, je hebt het vermenigvuldigende effect van connectiviteit nodig van een sensor naar een gateway naar de cloud voor data-analyse. Maar het is het voelen, het meten, het monitoren die industrie-applicaties intelligent en innovatief maken. Sensoren laten het IoT voor het bedrijf tot leven komen.

Voordat we de term — IoT — in het alledaagse taalgebruik gebruikten, spraken we over embedded systemen of machine-to-machine (M2M) communicaties en zetten we ze in veel industrieën in. Het is nu het tijdperk van Industrie 4.0, waar we verbazingwekkende automatisering zien met behulp van lopende IoT-vooruitgang voor snelle dataverwerking en analyse.

Deze veelbelovende revolutie ondersteunt veel nieuwe IoT-sensorapplicaties voor bedrijven die klaar zijn om de gecombineerde voordelen van zowel het alomtegenwoordige IoT als het Industrial IoT (IIoT) te oogsten. De toenemende populariteit van Industrie 4.0 en IIoT-applicaties en de stijgende vraag naar automatisering en robotica drijven exponentiële groei in de sensormarktplaats.

Maar Niet Zomaar Een Sensor Volstaat

De sensoren die de meest significante impact maken, zijn gebouwd op agile platforms en zijn effectief in meerdere omgevingen — enterprise, commercieel, en industriëel. Wanneer je een veelzijdig sensorplatform hebt, heb je globale interoperabiliteit. Met een lange-afstand, multi-frequentie radio en een flexibele microcontroller, kun je snel een sensor implementeren voor praktisch elke industrie-applicatie.

Naarmate digitale controlsystemen vorderen en de algehele vaardigheid verhogen, eisen gebruikers vooruitgang in sensorbetrouwbaarheid, bereik, responstijd, vermogen, overleven, gemak van integratie, en communicatiemogelijkheden. Uiteindelijk zijn de belangrijkste kenmerken van een ideale sensor:

• Gemak van installatie en gebruik
• Laag vermogen
• Veelzijdige vorm en functie
• Goedkoop

Sensoren moeten gemakkelijk te installeren en te gebruiken zijn in een grote verscheidenheid aan omgevingen en situaties. Het is ideaal als sensoropstelling ongeveer 15 minuten duurt en zo simpel is als:

• Bevestig het aan of in de buurt van wat je wilt controleren of monitoren.
• Sluit het aan op een energiebron en schakel het in.
• Configureer het snel met een smartphone of computer.

Een sensor die alleen draait wanneer het moet communiceren, vereist de minste energie. Dit is hoe sensoren 10+ jaar batterijlevensduur kunnen bereiken. Andere manieren om de batterijlevensduur te verlengen — zelfs voor de meest energiehongerige sensoren — is het gebruik van de nieuwste batterijtechnologie of ambient energy harvesting technologieën zoals zonne-energie en piezo-elektriciteit, of zelfs een combinatie van de twee.

Verre draadloze bereik en Frequency-Hopping Spread Spectrum (FHSS) kunnen de betrouwbaarheid van een sensor significant versterken. Het zal sterkere impairimmuniteit hebben van fysieke obstakels, externe draadloze radiofrequentiesystemen, en elektromagnetische interferentie (EMI).

De fysieke robuustheid van een sensor is cruciaal. Is het flexibel genoeg om in meerdere omgevingen geplaatst te worden, veel verschillende industriële toepassingen te hanteren, een grote verscheidenheid aan complicaties te managen, en nog steeds de kritieke data die je nodig hebt te verzamelen, op te slaan, en te sturen? Bovendien biedt een robuuste sensor de minst dure en beste soort verzekering — preventie. Sensoren kunnen helpen problemen voorkomen zoals faciliteits- en productschade of asset downtime. Ze stellen je in staat te detecteren wanneer een systeem of machine begint te faalten en het probleem nog goedkoop aan te pakken.

Houd Sensordata Veiligd Door Risico's Te Elimineren

Zijn je sensoren onhackbar? Sensorsystemen die encryptiefuncties bevatten met behulp van de Diffie-Hellman sleuteluitwisselingsalgoritme en 128-bit Advanced Encryption Standard (AES-128) Cipher Block Chaining (CBC) symmetrische sleutelencryptie kunnen getransmitteerde data beschermen tegen inbreuken. En om webservers en browsers die verbonden zijn met een sensornetwerk te beschermen, kun je Transport Layer Security (TLS) encryptie gebruiken.

Bovenop deze data-encryptiestandaarden hebben sensoren een extra beveiligingslaag nodig. Voor complete beveiliging kun je een authenticatielaag toevoegen voor meer bescherming tijdens datageneratie en helemaal tot consumptie met 256-bit Secure Hash Algorithm 3 (SHA-3).

De 256-bit SHA-3 authenticatie kan je sensordata beschermen met een unieke globale sleutel of vingerafdruk. Deze data-authenticatie omvat bron-gegenereerde dataverificatie op de software- of applicatielaag. Dus wanneer de sensor data stuurt, is zijn metgezel een automatisch gegenereerd authenticatietoken. En wanneer software de data ontvangt, wordt het token geanalyseerd via een cryptografische hashfunctie met een aangepaste sensor geheime sleutel. Op deze manier wordt beveiliging gehandhaafd op alle communicatiepunten, bijvoorbeeld tussen sensor, gateway, netwerk, netwerkcontroller, en de cloud.

Uiteindelijk combineren deze encryptie- en authenticatielagen om een sterk sensorbeveiligingsplatform te creëren. Als je sensoren allemaal opgesloten zijn binnen een end-to-end IoT databeveiligingsplatform als dit — des te beter.

De Boom Van Sensoren Is Een Zegen Voor Data-gedreven Beslissingen

Met de toenemende groei van sensoren die veranderen in miljarden verbonden apparaten, zouden bedrijven gemakkelijk overweldigd kunnen raken door miljarden, zo niet meer, datapunten. Of je sensoren nu periodiek data transmitteren wanneer parameters veranderen of in real-time streams voor verwerking in een datacenter, de cloud, of aan de rand van je netwerk, je hebt een veelzijdig softwareplatform nodig om zin te geven aan de potentiële ongekende hoeveelheid data.

De belangrijkste voordelen van sensoren komen niet alleen in hun dataverzamelingscapaciteiten maar ook in hun activatie van agile data-analyse. De combinatie van sensormanagement, data-aggregatie en opslag, en alerten in één cloud-gebaseerde of on-premises platform met aanpasbare API's voor analytics software-integratie kan de sleutel zijn tot het nemen van snelle data-gedreven beslissingen.

De Toekomst Voorspellen: Het Is Helder Voor Sensoren.

De sensoren die ingenieurs vandaag verbeelden, zullen evolueren om te helpen nieuwe en verfijnde ideeën voor toekomstige toepassingen te creëren. Zoals we gezien hebben, zijn de eens futuristische technologieën zoals kunstmatige intelligentie (AI) en het spectrum van realiteiten — virtueel, versterkt, en gemengd — de mainstream binnen in veel facetten van ons werk en persoonlijke leven.

Sensoren spelen een cruciale rol in de toepassingen van deze vooruitgang. En sensoren zullen helpen voeden de nabije toekomst van ultra-snelle dataverwerking en analyse aangedreven door 5G, AI, computer vision, sensorfusie, en multi-access edge computing. Het is gemakkelijk te voorspellen dat sensoren zullen blijven evolueren voor gebruik in nog onbedachte toepassingen vanwege deze innovaties en de groei van alles van slimme steden tot slimme fabrieken tot slimme auto's.

• Flexibele plug-and-play sensoren zullen nieuwe vorm- en functiestandaarden stellen, zelfs verder dan een combinatiesensor die slechts twee parameters meet, bijvoorbeeld grondvochtigheid en temperatuur.
• Innovaties zullen komen naarmate we veel condities met één veelzijdig sensorsysteem blijven voelen voor veel remote monitoring oplossingen.
• Industriële controle-automatisering aangedreven door sensoren en AI zal blijvend innovatieve kansen creëren om productieprocessen te verbeteren.
• Satellietcommunicatie en GPS-vooruitgang zullen combineren om te verbeteren hoe sensoren assets in ultra-afgelegen locaties monitoren.
• Sensor-energiebronnen zullen verbeteren met batterijvooruitgang en zelf-aangedreven of energy harvesting opties.
• Naarmate sensoren steeds meer volledig geïntegreerd raken in draadloze netwerken en hardwareconfiguraties vervangen, zullen we reducties in kosten en energieverbruik zien.

Je kunt op sensoren rekenen dat ze dit Industrie 4.0 tijdperk en daarbuiten voortdurend zullen transformeren.

Dit artikel is geschreven door Brad Walters, Founder and CEO of Monnit. Voor meer informatie, neem contact op met Mr. Walters via dit e-mailadres (beschermd tegen spambots, JavaScript vereist), of bezoek hier.