Comment les capteurs IoT révolutionnent les industries : de la lutte antiparasitaire à la surveillance climatique

Des applications IoT surprenantes

Dire que les exterminateurs utilisent des capteurs de température pour éliminer les punaises de lit suscite des questions et de la curiosité. Même réaction quand on mentionne que les gestionnaires de décharges, laboratoires d'entomologie et de mûrissement de bananes utilisent les données des capteurs pour automatiser et optimiser leurs opérations.

C'est typique quand on parle de capteurs et de la gamme complète d'applications où ils interviennent — de l'analyse du stockage des vaccins COVID-19 à la surveillance de la température de l'eau dans les fermes de poissons exotiques. Ces applications parfois étranges doivent beaucoup de leur succès aux personnes qui font fonctionner l'Internet des objets (IoT).

Ne manquez pas les applications de capteurs IoT en évolution rapide

Ingénieurs, gestionnaires, ouvriers de production — tous peuvent transformer leurs idées d'applications de capteurs innovantes en puissantes solutions IoT. Il est facile de négliger de nombreuses technologies IoT car elles se développent, arrivent sur le marché rapidement et fonctionnent souvent en arrière-plan.

Les capteurs produisent des innovations transformatrices pour l'industrie et rationalisent les activités critiques, le tout avec un ROI favorable. Il existe un capteur pour mesurer presque tout — température, humidité, vibration, pression, qualité de l'air, consommation d'énergie, mouvement, eau, et bien plus. On voit les capteurs IoT au travail pour prédire la maintenance machine, optimiser les services sur le terrain, améliorer l'efficacité des services publics, générer une irrigation de précision, maintenir les vaccins viables, automatiser la production d'usine, et bien plus.

La plupart des applications ou cas d'usage de capteurs IoT commencent par une simple question : « Comment pouvons-nous utiliser l'IoT pour résoudre ce problème ? » Ou plus créativement : « Comment faire pour que cette chose nous parle ? » Puis c'est la course pour concevoir les meilleurs capteurs IoT pour des solutions basées sur les données. C'est ce que font les capteurs pour nous — ils font parler les choses qui comptent. Ils fournissent les données exploitables qui aident à résoudre une gamme complète de problèmes dans n'importe quelle industrie.

Les capteurs font fonctionner l'IoT pour vous

On pourrait arguer que les capteurs sont la variable essentielle (et souvent négligée) de l'équation IoT. Pour faire fonctionner l'IoT, il faut détecter quelque chose.

Oui, il faut l'effet multiplicateur de la connectivité d'un capteur vers une passerelle vers le cloud pour l'analytique des données. Mais c'est la détection, la mesure, la surveillance qui rendent les applications industrielles intelligentes et innovantes. Les capteurs font vivre l'IoT pour les entreprises.

Avant le terme IoT dans le langage courant, on parlait de systèmes embarqués ou communications machine-à-machine (M2M) qu'on mettait au travail dans de nombreuses industries. C'est maintenant l'ère de l'Industrie 4.0, avec une automatisation incroyable grâce aux avancées IoT continues pour le traitement et l'analytique rapides des données.

Cette révolution prometteuse soutient de nombreuses nouvelles applications de capteurs IoT pour les entreprises prêtes à récolter les bénéfices combinés de l'IoT omniprésent et de l'IoT industriel (IIoT). La popularité croissante de l'Industrie 4.0 et des applications IIoT et la demande croissante d'automatisation et de robotique entraînent une croissance exponentielle du marché des capteurs.

Mais pas n'importe quel capteur

Les capteurs ayant l'impact le plus significatif sont construits sur des plateformes agiles et efficaces dans de multiples environnements — entreprise, commercial, industriel. Avec une plateforme de capteur polyvalente, vous avez une interopérabilité mondiale. Avec une radio multi-fréquence à longue portée et un microcontrôleur flexible, vous pouvez déployer rapidement un capteur pour pratiquement toute application industrielle.

À mesure que les systèmes de contrôle numérique progressent et augmentent la compétence globale, les utilisateurs exigent des avancées en fiabilité, portée, temps de réponse, alimentation, survie, facilité d'intégration et capacités de communication. En fin de compte, les principales caractéristiques d'un capteur idéal sont :

• Facilité d'installation et d'utilisation
• Faible consommation
• Forme et fonction polyvalentes
• Peu coûteux

Les capteurs doivent être faciles à installer et utiliser dans une grande variété d'environnements et situations. L'installation idéale prend environ 15 minutes et est aussi simple que :

• Le fixer sur ou près de ce que vous souhaitez contrôler ou surveiller.
• Le connecter à une source d'alimentation et l'allumer.
• Le configurer rapidement via smartphone ou ordinateur.

Un capteur qui ne fonctionne que lorsqu'il doit communiquer consomme le moins d'énergie. C'est ainsi que les capteurs atteignent 10+ ans d'autonomie. D'autres moyens de prolonger la durée de vie de la batterie — même pour les capteurs les plus énergivores — incluent les dernières technologies de batteries ou la récupération d'énergie ambiante comme le solaire et le piézoélectrique, ou une combinaison des deux.

Une portée sans fil étendue et le spectre à étalement de fréquence par saut (FHSS) amplifient significativement la fiabilité. Immunité renforcée contre les obstacles physiques, systèmes radiofréquence externes et interférences électromagnétiques (EMI).

La robustesse physique d'un capteur est critique. Est-il assez flexible pour être placé dans multiples environnements, gérer de nombreuses applications industrielles différentes, gérer diverses complications, et encore rassembler, stocker et envoyer les données critiques dont vous avez besoin ? De plus, un capteur robuste offre l'assurance la moins chère et la meilleure — la prévention. Les capteurs aident à prévenir les problèmes comme les dommages aux installations et produits ou les temps d'arrêt d'actifs. Ils permettent de détecter quand un système ou une machine commence à faillir, quand le problème est encore peu coûteux à résoudre.

Sécuriser les données des capteurs en éliminant les risques

Vos capteurs sont-ils inviolables ? Les systèmes de capteurs incluant des fonctions de chiffrement utilisant l'algorithme d'échange de clés Diffie-Hellman et le chiffrement symétrique AES-128 (Advanced Encryption Standard) en mode CBC (Cipher Block Chaining) protègent les données transmises contre les violations. Pour protéger les serveurs web et navigateurs connectés à un réseau de capteurs, on peut utiliser le chiffrement TLS (Transport Layer Security).

Au-delà de ces standards de chiffrement, les capteurs ont besoin d'une couche de sécurité supplémentaire. Pour une sécurité complète, on peut ajouter une couche d'authentification pour plus de protection lors de la génération des données jusqu'à leur consommation avec SHA-3 (Secure Hash Algorithm 3) 256 bits.

L'authentification SHA-3 256 bits protège vos données de capteur avec une clé globale unique ou empreinte. Cette authentification inclut la vérification des données générées à la source au niveau logiciel ou application. Ainsi, quand le capteur envoie des données, son compagnon est un jeton d'authentification généré automatiquement. Quand le logiciel reçoit les données, le jeton est analysé via une fonction de hachage cryptographique avec une clé secrète personnalisée du capteur. Ainsi, la sécurité est maintenue à tous les points de communication : capteur, passerelle, réseau, contrôleur réseau, cloud.

Finalement, ces couches de chiffrement et d'authentification créent une plateforme de sécurité de capteur robuste. Si vos capteurs sont tous verrouillés dans une plateforme de sécurité de données IoT de bout en bout comme celle-ci — c'est encore mieux.

Le boom des capteurs : une aubaine pour les décisions basées sur les données

Avec la croissance croissante des capteurs se transformant en milliards de dispositifs connectés, les entreprises pourraient facilement être submergées par des milliards, sinon plus, de points de données. Que vos capteurs transmettent des données seulement périodiquement quand les paramètres changent ou en flux temps réel pour traitement dans un centre de données, le cloud, ou en périphérie de votre réseau, vous avez besoin d'une plateforme logicielle polyvalente pour donner du sens à cette quantité potentiellement sans précédent de données.

Les principaux bénéfices des capteurs ne viennent pas seulement de leurs capacités de collecte de données mais aussi de leur activation d'une analyse de données agile. La combinaison de la gestion des capteurs, l'agrégation et le stockage des données, et les alertes dans une plateforme unique cloud ou sur site avec API personnalisables pour l'intégration de logiciels d'analytique peut être la clé pour prendre des décisions rapides basées sur les données.

Prévoir l'avenir : il est radieux pour les capteurs

Les capteurs que les ingénieurs imaginent aujourd'hui évolueront pour créer de nouvelles idées raffinées pour les applications futures. Comme nous l'avons vu, les technologies autrefois futuristes comme l'intelligence artificielle (IA) et le spectre des réalités — virtuelle, augmentée, mixte — entrent dans le grand public dans de nombreux aspects de notre travail et vie personnelle.

Les capteurs jouent un rôle central dans les applications de ces avancées. Et ils alimenteront le traitement et l'analytique de données ultra-rapides du futur proche propulsés par la 5G, l'IA, la vision par ordinateur, la fusion de capteurs et l'informatique de périphérie multi-accès. Il est facile de prédire que les capteurs continueront d'évoluer pour des applications encore impensables grâce à ces innovations et la croissance de tout — des villes intelligentes aux usines intelligentes en passant par les voitures intelligentes.

• Capteurs flexibles plug-and-play établiront de nouveaux standards de forme et fonction, bien au-delà d'un capteur combiné mesurant juste deux paramètres (ex: humidité et température du sol).
• Innovations viendront en continuant à détecter de nombreuses conditions avec un système de capteur polyvalent pour de nombreuses solutions de surveillance à distance.
• L'automatisation du contrôle industriel propulsée par capteurs et IA continuera de créer des opportunités innovantes pour faire avancer les processus de fabrication.
• Communications par satellite et avancées GPS se combineront pour améliorer la surveillance d'actifs en lieux ultra-eloignés.
• L'alimentation énergétique des capteurs s'améliorera avec les avancées des batteries et les options auto-alimentées ou de récupération d'énergie.
• À mesure que les capteurs s'intègrent plus pleinement dans les réseaux sans fil et remplacent les configurations matérielles, nous verrons des réductions de coûts et de consommation d'énergie.

On peut compter sur les capteurs pour transformer continuellement cette ère Industrie 4.0 et au-delà.

Cet article a été rédigé par Brad Walters, fondateur et CEO de Monnit. Pour plus d'informations, contactez M. Walters à l'adresse protégée, ou visitez le site web.