Smart Sensing :stimuler une croissance rapide des infrastructures IoT et IIoT

Lorsqu'ils sont connectés à des solutions de détection intelligente, les points de données vitaux peuvent aider les organisations à prendre des décisions éclairées pour optimiser les performances, prévenir et résoudre les problèmes, prévoir la maintenance et améliorer l'efficacité.

Que vous ayez un ou plusieurs éléments à surveiller dans votre application industrielle, le déploiement d'une plateforme de détection intelligente polyvalente est logique. Une plate-forme dotée de différents types de capteurs avec plusieurs options de connectivité et une surveillance dans le cloud ou sur site offre une meilleure capacité à collecter toutes sortes de données opérationnelles critiques.

Il est possible d’avoir plusieurs plates-formes de détection et de connectivité IoT en une seule ; par exemple, le matériel et les micrologiciels (capteurs, passerelles et accessoires) avec une connectivité et des logiciels cloud et sur site. Une fois déployé, vous pouvez collecter efficacement, recevoir en toute sécurité et agir rapidement sur les données des capteurs IoT.

Un large éventail de capteurs peut surveiller presque toutes les applications industrielles courantes ou inhabituelles. Pensez aux capteurs qui suivent la maturation des bananes, la température des déchets mis en décharge, la décontamination thermique des punaises de lit ou la vitesse de l'air dans le système CVC d'une usine de transformation alimentaire.

Les capteurs Wi-Fi, Power over Ethernet et cellulaires peuvent surveiller les conditions environnementales, l'alimentation, les mouvements, la température, la lumière, l'humidité, l'eau, les vibrations, le courant, la pression, les mouvements, les gaz, l'accès, etc.

Figure 1. Certaines des applications IoT courantes et peu courantes. (Image :avec l'aimable autorisation de Monnit)

Comment fonctionnent les capteurs sans fil

Les capteurs sans fil ALTA de Monnit, par exemple, fonctionnent à faible consommation, disposent d'une radio multifréquence longue portée et d'un microcontrôleur flexible avec immunité aux interférences. Ils envoient des données via des passerelles cellulaires ou Ethernet vers un logiciel cloud, afin que vous puissiez configurer, surveiller et automatiser à distance de nombreuses opérations.

Presque chacun de ces capteurs surveille la température ainsi que sa mesure principale. Certains, comme le vibromètre avancé, collectent plusieurs points de données. Il mesure la fréquence de vibration, le facteur de crête, la vitesse, le déplacement, l'accélération, le rapport cyclique et la température.

À titre d'exemples de la polyvalence de ce que les capteurs intelligents peuvent offrir :

• Connectivité sans fil jusqu'à plus de 2 000 pieds de distance à travers plus de 18 murs ou sols lorsqu'elle est connectée à la passerelle Monnit ALTA XL.

• Intégration du spectre étalé à sauts de fréquence (FHSS) pour une plus grande portée sans fil et une tolérance intelligente aux interférences de signal avec une immunité aux perturbations dues aux obstructions physiques, aux systèmes de radiofréquence externes et aux interférences électromagnétiques (EMI).

• Échange de clés Diffie-Hellman à courbe elliptique de 256 bits, norme de chiffrement avancé (AES) de 128 bits, algorithme de hachage sécurisé 3 (SHA-3) de 256 bits et sécurité du chaînage de blocs de chiffrement (CBC).

• Enregistrement de données de 2 000 à 4 000 lectures si la connexion à la passerelle est perdue (flash non volatile, persiste pendant le cycle d'alimentation).

• Fournissez des mises à jour du micrologiciel par liaison radio (FOTA) et la configuration des paramètres du capteur via le cloud.

Figure 2. Plusieurs types de capteurs et connectivité (sans fil, cellulaire, Wi-Fi et Power over Ethernet) offrent la flexibilité nécessaire pour répondre à diverses applications. (Image :avec l'aimable autorisation de Monnit)

Un outil d'étude de site peut vous aider à déterminer le meilleur emplacement avec le signal le plus fort et de la plus haute qualité pour le placement du capteur. Monnit aide ses clients à obtenir la certification du National Institute of Standards and Technology (NIST) pour nos capteurs de température, basse température et humidité standard.

Connectivité sans fil flexible longue portée

Les passerelles cellulaires ALTA et ALTA XL Enterprise et Industrial IoT combinent un moteur 4G LTE CAT-M1/NB2 et une plate-forme Enterprise Ethernet avec le réseau de points d'accès sans fil de Monnit pour regrouper et communiquer les données des capteurs.

Les principales fonctionnalités incluent :

• Les passerelles IoT communiquent avec des capteurs jusqu'à 1 mile (ligne de vue) et 1 200 pieds et plus à travers plus de 12 murs (sans ligne de vue).

• Les passerelles IoT (puissance de transmission de 1 watt) reçoivent et envoient des données à plus de 2 000 pieds à travers plus de 18 murs dans des environnements de bâtiments commerciaux.

• Sécurité via l'échange de clés Diffie-Hellman 256 bits et AES-128 CBC.

• Prend en charge jusqu'à 100 capteurs par passerelle.

• Collecte de données ininterrompue via la mémoire intégrée qui stocke et envoie jusqu'à 32 000 messages de capteur après une panne d'Internet.

• LTE CAT-M1/NB2 pour une utilisation mondiale dans les bandes 1 à 5, 8, 12, 13, 18 à 20, 25 à 28, 66, 71 et 85.

• Mises à jour logicielles du micrologiciel par liaison radio (FOTA).

• Service complémentaire de connaissance de la localisation à partir d'un chipset GNSS prenant en charge les satellites GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo et QZSS pour collecter des données qui peuvent être distribuées via une interface de programmation d'application (API).

Les passerelles Ethernet Monnit permettent aux capteurs ALTA de communiquer avec le logiciel iMonnit™ sans PC, prenant en charge diverses applications IoT sans fil. Fournissez de l'alimentation et branchez une passerelle sur un port Ethernet ouvert avec une connexion Internet, et elle se connecte automatiquement à nos serveurs en ligne.

Adapter le framework ALTA à diverses applications

Notre infrastructure de capteurs sans fil longue portée définie par logiciel est basée sur le système d'exploitation Kelly Real-Time Operating System (KRTOS). Son code gère les processus en temps réel et non critiques pour les capteurs et les passerelles. Comme d'autres systèmes d'exploitation embarqués, KRTOS fournit des règles spécifiques pour différentes élections de processus, privilèges et niveaux d'accès aux ressources du processeur.

Notre framework gère deux types de processus principaux :un pour la radio et l'autre pour le traitement spécifique à l'application. Le processus radio nécessite des microsecondes pour les opérations en temps réel afin de prendre en charge le séquençage et la synchronisation du spectre étalé à sauts de fréquence (FHSS).

Nos processus de profil d'application sont rédigés de manière relativement générique afin que tous les capteurs ALTA puissent périodiquement mesurer et créer des points de données. Certaines applications de détection nécessitent des opérations strictes et sensibles au temps, qui diffèrent d'un capteur à l'autre. Ces opérations peuvent être effectuées efficacement grâce au contrôle que permettent notre matériel et KRTOS.

Figure 3. La surveillance de la température des chambres froides des restaurants fait partie des applications IoT les plus courantes. (Image :avec l'aimable autorisation de Monnit)

Il existe également un cadre d'application utilisant KRTOS pour des processus précis et contrôlés dans le temps. Il peut gérer diverses applications de capteurs et faciliter l'intégration dans la plateforme ALTA.

Les fonctions, méthodes et opérations courantes utilisées par nos capteurs sont prises en charge. Cela aide les ingénieurs à adapter les nouvelles applications de capteurs à la plate-forme et à fournir une interface logicielle de gestion standard avec des fonctionnalités familières.

Capteurs IoT cellulaires Circle™

Ces capteurs combinent des moteurs de capteurs et de passerelles dans un seul appareil et un chipset pour connecter les applications à l'IoT via des services cellulaires. Les capteurs sont conçus pour les applications dans des endroits éloignés dépourvus d'infrastructure Internet.

Capteurs IoT cellulaires basse consommation :

• Exécutez sur les réseaux CAT-M1 ou NB-IoT pour une communication directe vers le cloud.

• Mesurez et envoyez deux points de données ou plus à l'aide de divers câbles détachables.

• Doté d'un module cellulaire robuste et d'un processeur de données Edge.

Capteurs Wi-Fi Next™

Nos capteurs Wi-Fi de deuxième génération offrent une large portée réseau et un signal fort.

Les principales fonctionnalités incluent :

• Données provenant de huit types de capteurs différents jusqu'à 125 pieds de distance à travers cinq murs.

• Protocole :802.11 b.

• Portée :125 pieds à travers cinq murs ou 500 pieds de ligne de vue.

• Bande de fréquence : 2,412-2,484 GHz.

• Sécurité :Open, WPA, WPA2, WPA3 et Advanced Encryption Standard (AES)-128 Cipher Block Chaining (CBC) pour les messages de données de capteur.

• Paramètres réseau :DHCP/DNS automatique ou statique.

• Débit de données :configuration automatique au meilleur débit pour une portée maximale.

Figure 4. Les capteurs intelligents permettent l'informatique de pointe, qui est la clé d'un système de détection efficace. (Image : VectorMine/Adobe Stock)

Capteurs PoE•X

Onze capteurs PoE•X différents se connectent à l'infrastructure Power over Ethernet (PoE) d'un bâtiment et surveillent à distance les systèmes critiques. Ces données fournissent des informations sur les bâtiments intelligents pour économiser les opérations en préservant les ressources tout en améliorant le confort.

Les capteurs utilisent le même câble PoE pour recevoir l’alimentation et transmettre les données. Cette fonctionnalité deux-en-un optimise l'utilisation de l'espace et répond aux besoins d'aménagement étendus et aux réseaux de capteurs haute densité, tels que ceux des centres de données.

Progrès influençant la détection intelligente

Les technologies autrefois considérées comme futuristes sont de plus en plus courantes et contribuent à faire progresser la détection intelligente dans de nombreux secteurs.

• L'intelligence artificielle (IA), la vision par ordinateur (CV) et l'apprentissage automatique (ML) permettent le traitement des données en temps réel, la reconnaissance avancée des formes et l'analyse prédictive, conduisant à une automatisation plus intelligente, une efficacité optimisée et une prise de décision éclairée.

• La réalité virtuelle, augmentée et mixte (VR, AR et MR) et les jumeaux numériques améliorent la visualisation immersive des données, la surveillance à distance en temps réel et le contrôle interactif dans les applications IoT.

• Les technologies cellulaires CAT-M1, NB-IoT, Edge Processing et 5G offrent une connectivité plus rapide, plus fiable et économe en énergie, prenant en charge le traitement des données en temps réel, une portée étendue des appareils et une automatisation avancée.

• Les multicapteurs et microcapteurs plug-and-play offrent une intégration et une connectivité transparentes, rendant l'ingénierie et le déploiement de l'IoT plus efficaces et personnalisables.

• L'approvisionnement, la récolte et l'innovation en matière de batteries favorisent les appareils auto-alimentés et prolongent la durée de vie des capteurs, conduisant ainsi à des déploiements IoT plus durables et efficaces.

La détection intelligente excelle à mesure que ces technologies et d’autres technologies complémentaires évoluent. Une plate-forme de détection intelligente polyvalente peut éviter les disparités et promouvoir l'interopérabilité, l'adaptabilité et la personnalisation, vous permettant de l'adapter à une ou plusieurs applications IoT.

Cet article a été rédigé par Brad Walters, fondateur et PDG de Monnit. Pour plus d'informations, visitez ici ou contactez M. Walters à Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer Javascript pour le visualiser..