Ως συσκευή ανίχνευσης, Οι έξυπνοι αισθητήρες είναι σε θέση να ανιχνεύσουν τις πληροφορίες που πρέπει να ανιχνευθούν και στη συνέχεια να τις μετατρέψουν σε ηλεκτρικά σήματα ή άλλες απαιτούμενες μορφές με ορισμένους κανόνες, ώστε να ανταποκρίνονται στις απαιτήσεις μετάδοσης πληροφοριών, επεξεργασία, αποθήκευση, απεικόνιση, καταγραφή και έλεγχος. Οι έξυπνοι αισθητήρες IoT μπορούν να θεωρηθούν ως η επέκταση των πέντε αισθητηρίων οργάνων του ανθρώπου, δίνοντάς του ένα νέο όνομα "Electric Five Senses", και είναι πολύ ζωτικής σημασίας για το Internet of Things. Θα μάθετε πιο αναλυτικά για IoT στο παρακάτω άρθρο.
1. Τι είναι οι Smart Sensorμικρό
Όντας μια φυσική συσκευή ή βιολογικό όργανο, ο αισθητήρας είναι ικανός να ανιχνεύει και να συλλέγει πληροφορίες για το περιβάλλον και να τις μεταδίδει σε άλλες συσκευές ή όργανα. Τοποθετείται κοντά σε τοποθεσίες ή δίκτυα για χρήση, Οι αισθητήρες μπορούν να είναι διαφορετικού μεγέθους ανάλογα με τις πραγματικές εφαρμογές. Δεν μπορούν να είναι μόνο ξεχωριστά συστατικά, αλλά και να ενσωματωθεί σε άλλα προϊόντα όπως κινητήρες, έξυπνους θερμοστάτες, έξυπνα smartphone ή έξυπνα ρολόγια. Τα δεδομένα που συλλέγονται στη συνέχεια θα υποστούν επεξεργασία και θα αποθηκευτούν αφού σταλούν πίσω στο δίκτυο.
2. Πώς λειτουργούν οι έξυπνοι αισθητήρες
Στοιχεία του συστήματος IoT
Όλα τα συστήματα αποτελούνται από πολλαπλά επιμέρους στοιχεία που όλα λειτουργούν προς έναν κοινό στόχο. Επίσης, Το να είσαι μέρος ενός συστήματος εξασφαλίζει υψηλότερη παραγωγικότητα και καλύτερα αποτελέσματα. Το σύστημα IoT αποτελείται κυρίως από:
- Αισθητήρες, αίσθηση φυσικών μεγεθών;
- Κεντρικός μικροελεγκτής πεδίου, έλεγχος όλων των ενεργειών που εκτελούνται από αισθητήρες και άλλα εξαρτήματα;
- Σύννεφο, ανάλυση και χειρισμός δεδομένων που λαμβάνονται;
- Πομποί και δέκτες, δημιουργία δεσμών μεταξύ διαφορετικών αισθητήρων, μικροελεγκτές και κεντρικούς διακομιστές cloud μέσω του Διαδικτύου;
- Σελίδα χρήστη, επικοινωνία με τους χρήστες και εκτέλεση εργασιών που καθοδηγούνται από τους χρήστες.
Έξυπνοι αισθητήρες: Γέφυρα στον πραγματικό κόσμο
Ένα καλό παράδειγμα συστήματος IoT είναι ένα smartphone, που τυπικά περιλαμβάνει:
- GPS μονάδα για τον προσδιορισμό θέσης;
- Αισθητήρας θερμοκρασίας για την ανίχνευση της θερμοκρασίας του περιβάλλοντος;
- Μικρόφωνο για την ανίχνευση της φωνής των χρηστών;
- Αισθητήρας εγγύτητας για την ανίχνευση της απόστασης μεταξύ των χρηστών και των τηλεφώνων και το κλείδωμα των τηλεφώνων κατά τη διάρκεια της κλήσης.
Οι αισθητήρες εφαρμόζονται σε διαφορετικό λογισμικό στα τηλέφωνα. Για παράδειγμα, η διεπαφή χρήστη του Google Map μπορεί να αλληλεπιδρά με τη μονάδα GPS και να συλλέγει συντεταγμένες θέσης, βοηθώντας τους χρήστες να φτάσουν στον προορισμό τους μέσω της επεξεργασίας δεδομένων με το Διαδίκτυο.
BMS, δηλαδή σύστημα διαχείρισης μπαταρίας, είναι ένα άλλο παράδειγμα εφαρμογής διαφόρων αισθητήρων στο σύστημα IoT. Το BMS είναι ένα ηλεκτρικό σύστημα που προστατεύει και διαχειρίζεται την μπαταρία και εν συντομία, μπορεί να θεωρηθεί ως ο προσωπικός προφυλακτήρας της μπαταρίας.
Οι αισθητήρες είναι σαν πύλες μεταξύ του κόσμου των υπολογιστών και του πραγματικού κόσμου. Επομένως, Πρέπει να μετατρέψει ό,τι αντιλαμβάνεται στον πραγματικό κόσμο σε πράγματα που μπορούν να γίνουν κατανοητά από τους υπολογιστές.
3. Ποιοι είναι οι τύποι των έξυπνων αισθητήρων IoT
1. Οι αισθητήρες μπορούν να ταξινομηθούν στους ακόλουθους τύπους σύμφωνα με τις αρχές τους: αισθητήρες κραδασμών, αισθητήρες υγρασίας, μαγνητικούς αισθητήρες, αισθητήρες αερίου, αισθητήρες κενού, και βιολογικούς αισθητήρες.
2. Οι αισθητήρες μπορούν να ταξινομηθούν στους ακόλουθους τύπους ανάλογα με τα σήματα εξόδου τους: αναλογικούς αισθητήρες, ψηφιακοί αισθητήρες, ψευδοψηφιακούς αισθητήρες, και διακόπτη αισθητήρων.
3. Οι αισθητήρες μπορούν να ταξινομηθούν στους ακόλουθους τύπους ανάλογα με τη διαδικασία κατασκευής τους: ενσωματωμένος αισθητήρας, αισθητήρα λεπτής μεμβράνης, αισθητήρας παχιάς μεμβράνης, και κεραμικός αισθητήρας.
4. Οι αισθητήρες μπορούν να ταξινομηθούν στους ακόλουθους τύπους ανάλογα με τον σκοπό μέτρησής τους: φυσικούς αισθητήρες, χημικοί αισθητήρες, και βιολογικούς αισθητήρες.
5. Ταξινόμηση του ασύρματου αισθητήρα IoT:
- Ασύρματο χειριστήριο κουρτινών
- Ασύρματο dimmer
- Αισθητήρας κίνησης υπερύθρων
- Ασύρματος ανιχνευτής εύφλεκτων αερίων
- Ασύρματος ανιχνευτής καπνού
- Υποδοχή παρακολούθησης ρεύματος
- Ασύρματος αισθητήρας θερμοκρασίας
- Ασύρματος αισθητήρας κίνησης
- Σειρήνα έκτακτης ανάγκης
- Ασύρματος αισθητήρας παραθύρων
- Ασύρματος αισθητήρας φωτός
- Ασύρματος μαγνητικός αισθητήρας πόρτας
- Ελεγκτής ασύρματου διακόπτη
- Μονάδα Zigbee RF
- Μονάδα Σχετικής Υγρασίας Συχνότητας-Εξόδου
- Ασύρματος αισθητήρας αερίου
- Ασύρματος επαναλήπτης
4. Ποιες ασύρματες τεχνολογίες εφαρμόζονται στους έξυπνους αισθητήρες
Η ασύρματη τεχνολογία μικρής απόστασης εφαρμόζεται σε ορισμένα δίκτυα όπως τα δίκτυα γραφείων επιχειρήσεων. Η τεχνολογία ασύρματης μετάδοσης μεγάλων αποστάσεων έχει εφαρμοστεί σε ορισμένα δίκτυα όπως έξυπνη γεωργία.
Στον τομέα του IoT, Οι περισσότεροι αισθητήρες είναι ενσωματωμένοι σε τσιπ με χαμηλή κατανάλωση ενέργειας και χαμηλή ισχύ, βασίζονται κυρίως στην ασύρματη επαφή με σύντομες παρουσίες. Πολλές συσκευές κατασκευής, Τα τερματικά υλικού και τα έξυπνα τερματικά χρειάζονται Wi-Fi, Bluetooth και Zigbee να κάνουν διασυνδέσεις, και αυτό είναι κοινό, ειδικά μέσα στα εργοστάσια. Ωστόσο, αυτού του είδους η τεχνολογία αποτυγχάνει να καλύψει τις απαιτήσεις ορισμένων υπηρεσιών. Για παράδειγμα, Ορισμένες επιχειρήσεις απαιτούν να παρακολουθούν την κατάσταση χρήσης προϊόντων των πελατών τους και να λαμβάνουν τα δεδομένα σε πραγματικό χρόνο. Και σε κάποιες βαριές βιομηχανίες, η οθόνη για την κατάσταση χρήσης απομακρυσμένων συσκευών είναι αρκετά σημαντική. Ετσι, Σε αυτές τις περιπτώσεις απαιτείται ασύρματη τεχνολογία μακράς διάρκειας. Οι επιχειρήσεις μπορούν να επιλέξουν τόσο τεχνολογίες κινητής επικοινωνίας όπως 3G και 4G όσο και τεχνολογίες μετάδοσης WAN χαμηλής κατανάλωσης όπως το LoRa, Sigfox, και NB-IoT.
5. Έξυπνοι αισθητήρες IoT Παραδείγματα Εφαρμογών
Ασύρματο δίκτυο αισθητήρων τα προϊόντα έχουν τα πλεονεκτήματα της ασύρματης καλωδίωσης, χαμηλότερο κόστος εγκατάστασης, και καμία άμεση ηλεκτρική σύνδεση μεταξύ τους, και δεν υπάρχει πρόβλημα αμοιβαίας παρέμβασης. Επομένως, Οι χρήσεις του στην αγορά είναι πολύ εκτεταμένες, που αφορούν σχεδόν όλους τους τομείς κοινωνικών και οικονομικών δραστηριοτήτων.
- Πεδίο παρακολούθησης τάφρου αγωγού, όπως η θερμοκρασία, πίεση και ροή ύδρευσης και αποχέτευσης, θέρμανση, παροχή αερίου, προμήθεια λαδιού
- Πεδίο παρακολούθησης αποθήκης, όπως η θερμοκρασία και η υγρασία σε μια αποθήκη σιτηρών, αποθήκη φαρμάκων, αποθήκη τροφίμων, εργοστασιακή αποθήκη επικίνδυνων χημικών.
- Πεδίο καλύμματος φρεατίων και παρακολούθηση πυροσβεστικού κρουνού, όπως κάλυμμα αστικής φρεατίων, πυροσβεστικό κρουνό και ούτω καθεξής.
- Πεδίο παρακολούθησης στάθμης υγρού, όπως η στάθμη του νερού και η στάθμη του υγρού στα ποτάμια, φράγματα, δεξαμενές και δεξαμενές πετρελαίου.
- Πεδίο παρακολούθησης θερμοκηπίου, όπως η θερμοκρασία και η υγρασία, φως, αέριο λαχανικών, λουλούδια, αναπαραγωγή.
- Πεδίο παρακολούθησης υδατοκαλλιέργειας, όπως λιμνούλες με ψάρια, κλουβιά και άλλη ποιότητα νερού, αέριο.
- Πεδίο ατμοσφαιρικής παρακολούθηση του περιβάλλοντος, όπως τοξικά και επιβλαβή αέρια σε δημόσιους χώρους όπως πάρκα, σχολεία, και κοινότητες.
Εκτός από τα παραπάνω 7 κύριους τομείς εφαρμογής, υπάρχουν και άλλες εφαρμογές, όπως ο στρατιωτικός, επιστημονική έρευνα και ούτω καθεξής.
6. Λύσεις για τον αισθητήρα IoT
Οι αισθητήρες IoT έχουν ήδη εισχωρήσει σε πολλές βιομηχανίες, όπως η εξερεύνηση των ωκεανών, προστασία πολιτιστικών κειμηλίων και ούτω καθεξής. Σχεδόν κάθε βιομηχανία εκσυγχρονισμού είναι αδιαχώριστη από τους αισθητήρες. Όλες οι χώρες δίνουν μεγάλη προσοχή στην κατάσταση και το μέλλον αυτού του έξυπνου αισθητήρα, που ευνοεί την κοινωνία και την τεχνολογία.
Οι αισθητήρες είναι συσκευές που μετατρέπουν διάφορα φυσικά μεγέθη, χημικές ποσότητες, και τη βιομάζα στη φύση σε μετρήσιμα ηλεκτρικά σήματα. Ο ορισμός ενός αισθητήρα καθορίζει τη δική του πολυπλοκότητα και ποικιλία.
Ως νευρικές απολήξεις του IoT, Οι αισθητήρες έχουν γίνει τα βασικά συστατικά για να αισθανθούν τα ανθρώπινα όντα τη φύση. Η ανάπτυξη και η εφαρμογή όλων των ειδών αισθητήρων είναι απαραίτητες για τη δημιουργία του IoT. Διαφορετικοί αισθητήρες παρέχονται για διαφορετικές εφαρμογές, που κυμαίνονται από την έξυπνη βιομηχανία, έξυπνη ασφάλεια, έξυπνο σπίτι, έξυπνες μεταφορές, έξυπνη ιατρική περίθαλψη, και τα λοιπά.
7. Πλεονεκτήματα των έξυπνων αισθητήρων IoT
Πρώτα, Οι αισθητήρες IoT έχουν βελτιώσει την ορατότητα της υπάρχουσας διαδικασίας και των ροών εργασίας μέσω της αναγνώρισης, τον εντοπισμό και την επιβεβαίωση του περιβάλλοντος και των συνθηκών τους. Για παράδειγμα, Οι έξυπνοι αισθητήρες στο περιβάλλον IoT της βιομηχανίας είναι σε θέση να παρακολουθούν τη θερμοκρασία και την υγρασία, και στη συνέχεια καταγράψτε τα δεδομένα για καταγραφή ιστορικού και διαχείριση ποιότητας.
Δεύτερος, Οι αισθητήρες IoT μπορούν να ενσωματωθούν σε προϊόντα για να βελτιώσουν τη διαδικασία παραγωγής ή το ίδιο το προϊόν. Οι αισθητήρες είναι ικανοί να παρακολουθούν, έλεγχος και βελτίωση των λειτουργιών κατά την παραγωγή, ή να ενσωματωθεί σε συστήματα logistics για την απλούστευση της παράδοσης προϊόντων. Έξυπνα προϊόντα είναι ενσωματωμένα σε συσκευές, με το οποίο δημιουργούνται νέες ευκαιρίες εσόδων.
Τρίτος, Οι αισθητήρες έχουν χαμηλότερο κόστος με πιο προηγμένες λειτουργίες και μεγαλύτερη απόδοση, και τα περιθώρια επίτευξής τους είναι ευρύτερα.
8. Τι είναι η αγορά αισθητήρων IoT
Ο ρυθμός ανάπτυξης από έτος σε έτος σε 2021-2022 αναμένεται να είναι 25.7%. Απαιτήσεις για την ένταξη των IoT βιομηχανίας έχουν αυξηθεί σταδιακά στις βιομηχανίες που χρειάζονται μετρήσεις που βασίζονται σε αισθητήρες για την παρατήρηση και την υποστήριξη λήψης αποφάσεων. Αναμένεται ότι η αγορά αισθητήρων IoT θα επεκταθεί κατά την περίοδο πρόβλεψης και η Βόρεια Αμερική ενδέχεται να κυριαρχήσει στην αγορά κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου με βάση την περιοχή της.
Σύμφωνα με το Nasdaq, αυτοκίνητα χωρίς οδηγό θα μπορούσαν να κυριαρχήσουν στην αγορά 2030. Μάρκες όπως η Volkswagen, Mercedes-Benz, Toyota, Η Google και η Volvo επενδύουν ενεργά στην ανάπτυξη έξυπνων αυτοκινήτων με εξαιρετικά χαρακτηριστικά για να παρέχουν στους καταναλωτές μια ασφαλέστερη και πιο άνετη οδηγική εμπειρία. Το IoT πυροδοτεί τώρα μια τεράστια επανάσταση στους τομείς των μεταφορών και της αυτοκινητοβιομηχανίας με πρόσβαση σε δεδομένα σε πραγματικό χρόνο, προληπτική συντήρηση και συνδεδεμένη κινητικότητα, και είναι προφανές ότι η αγορά IoT ανθεί.
