智能传感器与物联网发展

2019-12-17 10:17:12 252

【摘自“物联网空间站”,作者 大新 】

没有智能传感器,物联网就不可能存在。

尽管传感器技术的使用已长期影响制造商,工业组织和公用事业的运作方式,但将IoT添加到传感器中已扩大了其影响和用例,为流程带来了前所未有的连接和分析能力。如今,智能工厂,智能城市,智能建筑和互联个人正在使用一系列智能传感器来收集实时数据,以进行实时洞察和决策。

与传统的传感器不同,如今的智能传感器已启用Internet,并且比以往任何时候都更加复杂。

接下来深入研究智能传感器的工作原理及其在各个垂直领域的用例。

01、什么是智能传感器?

通常,智能传感器具有三个主要组成部分:从环境中捕获数据的传感器;一个微处理器,它计算在经由编程传感器的输出; 以及使传感器能够传达微处理器输出以采取行动的通信功能。
智能传感器可能包括多种类型的传感器,以及传感器,收发器,放大器,模拟滤波器和电源以及其他组件。
有专家表示为了最有效地实现物联网传感器的功能,它应该包括无线通信,足够智能以进行远程计算数据,并且可以进行编程以适应需要的新功能。

02、物联网传感器的类型

用于物联网的传感器几乎可以用于任何形式的测量,它提供了一种将所需的现场观察与应用程序联系起来的机制。要对传感器进行分类,首先要从物理领域考虑它们。

光和电磁传感器。这些包括用于零售和物流应用的RFID传感器,用于安全应用的成像和身份传感器,用于智能建筑自动化的光传感器以及用于安全和健康应用的放射性传感器。

热传感器。例如,智能建筑中的室温监控,工业过程管理中的环境监控或材料温度监控。

振动和声音传感器。例如,用于区域安全的地震传感器;健康监测和工业过程自动化的良好压力;用于民政管理的特定声音监控,例如枪声检测;个人健康应用,例如健身和健康可穿戴设备;或振动传感器,用于工厂或工业组织中基于可靠性的设备维护。

物质和材料传感器。环境,安全,健康,农业和环境自动化的许多应用都需要特定的流体和气体传感器,例如用于检测化学物质或氧气,二氧化碳,湿度或水位的传感器。

时间和空间传感器。例如,用于物流管理的地理信息系统位置传感器;或用于车辆和交通管理的位置,速度和加速度传感器。

03、物联网传感器用例

智能传感器具有三个广泛的用途。首先,它们提供了对现有流程和工作流的更大可见性,识别项目,定位它们并确定其环境条件。例如,工业物联网环境中的智能传感器可以跟踪温度和湿度,可以记录数据以进行历史记录和质量管理,或者可以用作工厂或仓库中警报或过程管理的触发器。

其次,物联网传感器可以嵌入到产品中以改善流程或产品本身。在制造过程中,传感器可以监视,控制和改善操作,或者添加到物流中以简化产品交付方式。嵌入设备后,智能产品可以创造新的收入可能性。

第三,传感器的低成本和更先进的功能实现了更广泛,更有效的用例。物理传感器和RFID标签的成本已大幅下降,智能传感器软件应用程序,连接选项和部署的成本也已大幅下降。

04、智能传感器的好处

以上概述的IoT传感器的三个使用案例可带来三类好处。
首先,物联网传感器在现有工作流程和流程中提供了更高的可视性,使公司能够借助实时数据来查看问题所在。例如,物流公司可以为其车队配备传感器以检测每辆卡车的位置。
随着公司开始从这些传感器中挖掘数据,第二个好处浮现出来:预测接下来会发生什么。在同一个物流示例中,收集有关车队去向以及卡车完成路线所需的时间的实时数据可以使公司预测驾驶员何时交付包裹。物流中的智能传感器还可以收集有关驾驶员驾驶方式,包裹尺寸和重量的信息,以及外部数据,例如可能影响交货的交通或天气状况。
在另一个示例中,制造业中的智能传感器可以收集历史机器数据,公司可以使用这些历史数据来构建模型,以预测机器组件何时可能发生故障。
与其面对生产线或工厂的计划外停机可能造成的巨大代价,可以在计划的时间内主动更换可疑部件。

智能传感器的第三个优点与创收有关;物联网创造了许多新的商业模式。借助有关机器运行方式,使用方式和磨损情况的数据,制造商可以为客户提供基于结果的服务。制造商现在可以在机器价格中包括消耗品,维修甚至更换零件。

05、智能传感器的未来

弗雷斯特研究公司预测,基于智能传感器,跟踪和智能产品的应用将成为增长最快的用例,复合年增长率分别为24.2%和24%。但是应用程序不会止步于此。

在制造时,越来越多的传感器内置于产品中 。工业设备,火车,飞机和建筑物越来越多地已经连接了成百上千个传感器。

但是,物联网传感器并不仅限于新产品。

在工业制造市场中,机器的使用寿命可能长达数十年,在将传感器安装到旧设备上也有一个健康的市场,并且传感器成本降低,同时支持物联网的基础设施日益普及数据流将导致公司大量部署传感器。

即使在当今数据延迟导致问题的环境中,但现在5G开始商用更是拓开了大量传感器的可能。

还要注意的是边缘计算的使用增加。随着越来越多的分析(包括使用机器学习和人工智能)在数据收集点运行,组织-传感器本身或传感器连接的IoT边缘网关-将能够更快,更快地做出决策有效。

传感器的持续小型化将改变未来的传感器格局。可以用这样一句话来憧憬,“随着时间的流逝,传感器将继续变得越来越小,计算能力越来越强。

传感器还将在同一平台上提供更多功能,为同一设备提供不同的传感类别。

传感器将被安装在越来越多的设备中,从可穿戴设备到专用传感器的一切都将把人们环境中的观察结果与计算平台联系起来。业内专家的估计是,“-在未来六年中,物联网设备的总数以及可能的传感器数量将在未来六年内翻三番,目前大约有250亿个设备,到2025年将增长到750亿个设备。




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