Intelligentes Sensing: Treiber für schnelles Wachstum in IoT- & IIoT-Infrastruktur

Wenn sie mit intelligenten Sensing-Lösungen vernetzt sind, helfen entscheidende Datenpunkte Organisationen, fundierte Entscheidungen zu treffen, um Leistung zu optimieren, Probleme zu verhindern und zu lösen, Wartung vorherzusagen und Effizienz zu steigern.

Vielseitige Sensing-Plattformen

Ob Sie ein oder mehrere Dinge in Ihrer Industrieanwendung überwachen müssen – der Einsatz einer vielseitigen Smart-Sensing-Plattform ist sinnvoll. Eine Plattform, die verschiedene Sensortypen mit mehreren Konnektivitätsoptionen sowie Cloud- oder On-Premises-Monitoring bietet, ermöglicht eine bessere Erfassung aller Arten kritischer Betriebsdaten.

Es ist möglich, mehrere IoT-Sensing- und Konnektivitätsplattformen in einer zu vereinen: Hardware und Firmware (Sensoren, Gateways, Zubehör) mit Cloud- und On-Premises-Konnektivität und Software. Nach der Bereitstellung können Sie IoT-Sensordaten effizient sammeln, sicher empfangen und schnell darauf reagieren.

Breites Anwendungsspektrum

Eine Vielzahl von Sensoren kann nahezu jede gängige oder ungewöhnliche Industrieanwendung überwachen. Denken Sie an Sensoren, die Bananenreifung, Deponietemperatur, Bettwanzen-Hitzebehandlung oder Luftgeschwindigkeit in der HLK-Anlage einer Lebensmittelverarbeitungsanlage tracken.

Wi-Fi, Power over Ethernet und zellulare Sensoren können Umgebungsbedingungen, Strom, Bewegung, Temperatur, Licht, Feuchtigkeit, Wasser, Vibration, Stromstärke, Druck, Gase, Zutritt und mehr überwachen.

Funktionsweise drahtloser Sensoren

Monnits ALTA-Drahtlos-Sensoren beispielsweise laufen mit niedrigem Stromverbrauch, verfügen über ein langreichweitiges Multi-Frequenz-Radio und einen flexiblen Mikrocontroller mit Interferenzimmunität. Sie senden Daten über zellulare oder Ethernet-Gateways an Cloud-Software, sodass Sie viele Operationen remote konfigurieren, überwachen und automatisieren können.

Fast jeder dieser Sensoren überwacht Temperatur zusätzlich zu seiner Primärmessung. Einige, wie der fortschrittliche Vibrationsmesser, erfassen mehrere Datenpunkte: Vibrationsfrequenz, Kammfaktor, Geschwindigkeit, Verschiebung, Beschleunigung, Tastverhältnis und Temperatur.

Vielseitigkeit intelligenter Sensoren

• Drahtlose Konnektivität bis zu 600+ Meter (2.000+ Fuß) durch 18+ Wände oder Stockwerke bei Verbindung mit dem Monnit ALTA XL Gateway.

• Frequency-Hopping Spread Spectrum (FHSS) für größere Funkreichweite und intelligente Signalinterferenztoleranz mit Immunität gegen physische Hindernisse, externe HF-Systeme und elektromagnetische Interferenzen (EMI).

• Elliptic Curve Diffie-Hellman 256-Bit-Schlüsselaustausch, 128-Bit Advanced Encryption Standard (AES), 256-Bit Secure Hash Algorithm 3 (SHA-3) und Cipher Block Chaining (CBC) Sicherheit.

• Datenlogging von 2.000 bis 4.000 Messwerten bei Gateway-Verlust (nicht-flüchtiger Flash, persistiert durch Power Cycling).

• Firmware-over-the-Air (FOTA)-Updates und Sensorkonfiguration via Cloud.

Ein Site-Survey-Tool hilft bei der Bestimmung des besten Standorts mit dem stärksten und qualitativ hochwertigsten Signal für die Sensorplatzierung. Monnit unterstützt Kunden bei der Erreichung der NIST-Zertifizierung (National Institute of Standards and Technology) für Standard-Temperatur-, Niedrigtemperatur- und Feuchtigkeitssensoren.

Flexible Langstrecken-Funkkonnektivität

Die ALTA und ALTA XL Enterprise und Industrial IoT Cellular Gateways kombinieren einen 4G LTE CAT-M1/NB2-Motor und eine Enterprise-Ethernet-Plattform mit Monnits Wireless-Access-Point-Netzwerk, um Sensordaten zu aggregieren und zu kommunizieren.

Hauptmerkmale:

• IoT-Gateways kommunizieren mit Sensoren bis zu 1,6 km (1 Meile) Sichtlinie und 365+ Meter (1.200+ ft) durch 12+ Wände (Non-Line-of-Sight).

• IoT-Gateways (1-Watt-Sendeleistung) empfangen und senden Daten 600+ Meter (2.000+ ft) durch 18+ Wände in kommerziellen Gebäudeumgebungen.

• Sicherheit durch Diffie-Hellman 256-Bit-Schlüsselaustausch und AES-128 CBC.

• Unterstützung von bis zu 100 Sensoren pro Gateway.

• Unterbrechungsfreie Datenerfassung über Onboard-Speicher, der bis zu 32.000 Sensornachrichten nach Internetausfall speichert und sendet.

• LTE CAT-M1/NB2 für globale Nutzung in Bändern 1–5, 8, 12, 13, 18–20, 25–28, 66, 71, 85.

• Firmware-over-the-Air (FOTA)-Software-Updates.

• Standortbewusstsein-Add-on-Service über GNSS-Chipsatz mit Unterstützung von GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo und QZSS Satelliten für Datenerfassung und -verteilung via API.

Monnit Ethernet Gateways ermöglichen ALTA-Sensoren die Kommunikation mit der iMonnit™-Software ohne PC und unterstützen diverse drahtlose IoT-Anwendungen. Stromversorgung bereitstellen, Gateway in einen offenen Ethernet-Port mit Internetverbindung stecken – es verbindet sich automatisch mit den Online-Servern.

Anpassung des ALTA-Frameworks an verschiedene Anwendungen

Unser langreichweitiges, softwaredefiniertes drahtloses Sensorbasierte Framework basiert auf dem Kelly Real-Time Operating System (KRTOS). Der Code verwaltet Echtzeit- und nicht-zeitkritische Prozesse für Sensoren und Gateways. Wie andere eingebettete Betriebssysteme bietet KRTOS spezifische Regeln für verschiedene Prozesse, Privilegien und Zugriffsebenen auf Prozessorressourcen.

Unser Framework verwaltet zwei primäre Prozesstypen: einen für das Funkmodul und den anderen für anwendungsspezifische Verarbeitung. Der Funkprozess hat Mikrosekunden-Anforderungen für Echtzeitoperationen zur Unterstützung von FHSS-Sequenzierung und -Timing.

Unsere Anwendungsprofil-Prozesse sind relativ generisch geschrieben, sodass alle ALTA-Sensoren periodisch messen und Datenpunkte erstellen können. Einige Sensing-Anwendungen erfordern strenge zeitkritische Operationen, die sich von Sensor zu Sensor unterscheiden. Diese können effizient durchgeführt werden, dank der Kontrolle, die unsere Hardware und KRTOS ermöglichen.

Es gibt auch ein Anwendungsframework mit KRTOS für präzise zeitgesteuerte Prozesse. Es kann diverse Sensoranwendungen handhaben und die Integration in die ALTA-Plattform erleichtern.

Gängige Funktionen, Methoden und Operationen, die von unseren Sensoren genutzt werden, werden unterstützt. Dies hilft Ingenieuren, neue Sensoranwendungen an die Plattform anzupassen und eine Standard-Management-Software-Schnittstelle mit vertrauter Funktionalität bereitzustellen.

Circle™ Cellular IoT Sensoren

Diese Sensoren kombinieren Sensor- und Gateway-Engines in einem Gerät und einen Chipsatz, um Anwendungen über zellulare Dienste mit dem IoT zu verbinden. Die Sensoren sind für Anwendungen an abgelegenen Standorten ohne Internetinfrastruktur konzipiert.

Niedrigstrom-Cellular-IoT-Sensoren:

• Laufen auf CAT-M1- oder NB-IoT-Netzwerken für direkte Cloud-Kommunikation.

• Messen und senden zwei oder mehr Datenpunkte über verschiedene abnehmbare Leitungen.

• Verfügen über ein robustes Cellular-Modul und Edge-Datenprozessor.

Next™ Wi-Fi Sensoren

Unsere Wi-Fi-Sensoren der zweiten Generation bieten breite Netzwerkreichweite und starkes Signal.

Hauptmerkmale:

• Daten von acht verschiedenen Sensortypen bis zu 38 Meter (125 Fuß) durch fünf Wände.

• Protokoll: 802.11 b.

• Reichweite: 38 Meter durch fünf Wände oder 150 Meter Sichtlinie.

• Frequenzband: 2,412–2,484 GHz.

• Sicherheit: Open, WPA, WPA2, WPA3 und AES-128 CBC für Sensordaten-Nachrichten.

• Netzwerkeinstellungen: Auto DHCP/DNS oder Statisch.

• Datenrate: Autokonfiguration zur besten Rate für maximale Reichweite.

PoE•X Sensoren

Elf verschiedene PoE•X Sensoren stecken in die Power-over-Ethernet (PoE)-Infrastruktur eines Gebäudes und überwachen kritische Systeme remote. Diese Daten liefern Smart-Building-Einblicke, um Betriebsabläufe durch Ressourcenschonung bei erhöhtem Komfort zu optimieren.

Die Sensoren nutzen dasselbe PoE-Kabel sowohl für Stromversorgung als auch für Datenübertragung. Diese Zwei-in-eins-Fähigkeit optimiert die Raumnutzung und adressiert breite Layout-Anforderungen und hochdichte Sensornetzwerke, wie sie für Rechenzentren typisch sind.

Fortschritte, die Smart Sensing beeinflussen

Technologien, die einst als futuristisch galten, werden zunehmend Mainstream und fördern Smart Sensing in vielen Branchen.

• Künstliche Intelligenz (KI), Computer Vision (CV) und Machine Learning (ML) ermöglichen Echtzeit-Datenverarbeitung, fortschrittliche Mustererkennung und Predictive Analytics, was zu smarterer Automatisierung, optimierter Effizienz und fundierter Entscheidungsfindung führt.

• Virtual, Augmented und Mixed Reality (VR, AR, MR) sowie Digital Twins verbessern immersive Datenvisualisierung, Echtzeit-Remote-Monitoring und interaktive Steuerung in IoT-Anwendungen.

• CAT-M1, NB-IoT, Edge Processing und 5G-Cellular-Technologien bieten schnellere, zuverlässigere und energieeffizientere Konnektivität, unterstützen Echtzeit-Datenverarbeitung, erweiterte Gerätereichweite und fortschrittliche Automatisierung.

• Plug-and-Play-Multisensoren und Microsensoren bieten nahtlose Integration und Konnektivität, machen IoT-Engineering und -Bereitstellung effizienter und anpassbarer.

• Energiegewinnung, -ernte und Batterieinnovationen fördern selbstversorgende Geräte und verlängern Sensorlebensdauern, was zu nachhaltigeren und effizienteren IoT-Bereitstellungen führt.

Smart Sensing glänzt, wenn diese und andere komplementäre Technologien sich weiterentwickeln. Eine vielseitige Smart-Sensing-Plattform kann Disparitäten verhindern und Interoperabilität, Anpassungsfähigkeit und Anpassbarkeit fördern, sodass Sie sie für eine oder viele IoT-Anwendungen maßschneidern können.

Dieser Artikel wurde von Brad Walters, Gründer und CEO von Monnit, verfasst. Für weitere Informationen besuchen Sie hier oder kontaktieren Sie Herrn Walters unter brad.walters@monnit.com.