Detección inteligente:impulsando un rápido crecimiento en la infraestructura de IoT y IIoT

Cuando se conectan a soluciones de detección inteligentes, los puntos de datos vitales pueden ayudar a las organizaciones a tomar decisiones informadas para optimizar el rendimiento, prevenir y resolver problemas, predecir el mantenimiento y aumentar la eficiencia.

Ya sea que tenga una o varias cosas que monitorear en su aplicación industrial, tiene sentido implementar una plataforma de detección inteligente versátil. Una plataforma que presenta diferentes tipos de sensores con varias opciones de conectividad y monitoreo local o en la nube ofrece una mejor capacidad para recopilar todo tipo de datos operativos críticos.

Es posible tener múltiples plataformas de conectividad y detección de IoT en una; por ejemplo, hardware y firmware (sensores, puertas de enlace y accesorios) con software y conectividad local y en la nube. Una vez implementado, puede recopilar, recibir de forma segura y actuar rápidamente sobre los datos de los sensores de IoT de manera eficiente.

Una amplia gama de sensores puede monitorear casi cualquier aplicación industrial común o poco común. Considere sensores que rastrean la maduración del plátano, la temperatura de los desechos del vertedero, la eliminación del calor de las chinches o la velocidad del aire en el sistema HVAC de una planta de procesamiento de alimentos.

Wi-Fi, alimentación a través de Ethernet y sensores celulares pueden monitorear las condiciones ambientales, energía, movimiento, temperatura, luz, humedad, agua, vibración, corriente, presión, movimiento, gases, acceso y más.

Figura 1. Algunas de las aplicaciones de IoT comunes y poco comunes. (Imagen:Cortesía de Monnit)

Cómo funcionan los sensores inalámbricos

Los sensores inalámbricos ALTA de Monnit, por ejemplo, funcionan con baja potencia, tienen una radio multifrecuencia de largo alcance y un microcontrolador flexible con inmunidad a interferencias. Envían datos a través de puertas de enlace celulares o Ethernet al software en la nube, para que pueda configurar, monitorear y automatizar muchas operaciones de forma remota.

Casi todos estos sensores monitorean la temperatura así como su medición principal. Algunos, como el medidor de vibraciones avanzado, recopilan múltiples puntos de datos. Mide la frecuencia de vibración, el factor de cresta, la velocidad, el desplazamiento, la aceleración, el ciclo de trabajo y la temperatura.

Como ejemplos de la versatilidad que pueden proporcionar los sensores inteligentes:

• Conectividad inalámbrica a más de 2000 pies de distancia a través de más de 18 paredes o pisos cuando se conecta a Monnit ALTA XL Gateway.

• Integración de espectro ensanchado por salto de frecuencia (FHSS) para un mayor alcance inalámbrico y tolerancia a interferencias de señal inteligente con inmunidad al deterioro de obstrucciones físicas, sistemas de radiofrecuencia externos e interferencias electromagnéticas (EMI).

• Intercambio de claves de curva elíptica Diffie-Hellman de 256 bits, estándar de cifrado avanzado (AES) de 128 bits, algoritmo hash seguro 3 (SHA-3) de 256 bits y seguridad de encadenamiento de bloques de cifrado (CBC).

• Registro de datos de 2000 a 4000 lecturas si se pierde la conexión de la puerta de enlace (flash no volátil, persiste durante el ciclo de encendido).

• Ofrezca actualizaciones de firmware inalámbricas (FOTA) y configuración de ajustes de sensores a través de la nube.

Figura 2. Múltiples tipos de sensores y conectividad (inalámbrica, celular, Wi-Fi y alimentación a través de Ethernet) brindan la flexibilidad para satisfacer diversas aplicaciones. (Imagen:Cortesía de Monnit)

Una herramienta de inspección del sitio puede ayudarle a determinar la mejor ubicación con la señal más potente y de mayor calidad para la colocación del sensor. Monnit ayuda a los clientes a obtener la certificación del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) para nuestros sensores estándar de temperatura, baja temperatura y humedad.

Conectividad inalámbrica flexible de largo alcance

Los gateways celulares IoT industriales y empresariales ALTA y ALTA XL combinan un motor 4G LTE CAT-M1/NB2 y una plataforma Enterprise Ethernet con la red de puntos de acceso inalámbrico de Monnit para agregar y comunicar datos de sensores.

Las características clave incluyen:

• Las puertas de enlace de IoT se comunican con sensores hasta una milla (línea de visión) y más de 1200 pies a través de más de 12 paredes (sin línea de visión).

• Las puertas de enlace de IoT (potencia de transmisión de 1 vatio) reciben y envían datos a más de 2000 pies a través de más de 18 paredes en entornos de edificios comerciales.

• Seguridad mediante intercambio de claves Diffie-Hellman de 256 bits y CBC AES-128.

• Admite hasta 100 sensores por puerta de enlace.

• Recopilación de datos ininterrumpida a través de la memoria integrada que almacena y envía hasta 32 000 mensajes de sensor después de un corte de Internet.

• LTE CAT-M1/NB2 para uso global en las bandas 1–5, 8, 12, 13, 18–20, 25–28, 66, 71 y 85.

• Actualizaciones de software de firmware inalámbricas (FOTA).

• Servicio complementario de reconocimiento de ubicación desde un chipset GNSS que admite satélites GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo y QZSS para recopilar datos que se pueden distribuir a través de una interfaz de programación de aplicaciones (API).

Las puertas de enlace Ethernet Monnit permiten que los sensores ALTA se comuniquen con el software iMonnit™ sin una PC, lo que admite varias aplicaciones inalámbricas de IoT. Proporcione energía y conecte una puerta de enlace a un puerto Ethernet abierto con una conexión a Internet, y se conectará automáticamente con nuestros servidores en línea.

Adaptación de ALTA Framework a diversas aplicaciones

Nuestro marco de sensores inalámbricos definidos por software de largo alcance se basa en el sistema operativo en tiempo real Kelly (KRTOS). Su código gestiona los procesos en tiempo real y no críticos para sensores y puertas de enlace. Al igual que otros sistemas operativos integrados, KRTOS proporciona reglas específicas para diferentes elecciones de procesos, privilegios y niveles de acceso a los recursos del procesador.

Nuestro marco gestiona dos tipos de procesos principales:uno para la radio y el otro para el procesamiento específico de la aplicación. El proceso de radio tiene requisitos de microsegundos para operaciones en tiempo real para soportar la secuenciación y temporización de espectro ensanchado por salto de frecuencia (FHSS).

Nuestros procesos de perfil de aplicación están escritos de manera relativamente genérica para que todos los sensores ALTA puedan medir y crear puntos de datos periódicamente. Algunas aplicaciones de detección requieren operaciones estrictas y urgentes que difieren de un sensor a otro. Estas operaciones se pueden realizar de manera eficiente gracias al control que permite nuestro hardware y KRTOS.

Figura 3. El monitoreo de la temperatura de las cámaras frigoríficas de los restaurantes se encuentra entre las aplicaciones de IoT más comunes. (Imagen:Cortesía de Monnit)

También existe un marco de aplicación que utiliza KRTOS para procesos precisos controlados en el tiempo. Puede manejar diversas aplicaciones de sensores y facilitar la integración en la plataforma ALTA.

Se admiten funciones, métodos y operaciones comunes utilizados por nuestros sensores. Esto ayuda a los ingenieros a adaptar nuevas aplicaciones de sensores a la plataforma y proporcionar una interfaz de software de gestión estándar con una funcionalidad familiar.

Sensores IoT celulares Circle™

Estos sensores combinan motores de sensor y puerta de enlace en un solo dispositivo y un conjunto de chips para conectar aplicaciones a IoT a través de servicios celulares. Los sensores están diseñados para aplicaciones en ubicaciones remotas que carecen de infraestructura de Internet.

Sensores IoT celulares de bajo consumo:

• Ejecute en las redes CAT-M1 o NB-IoT para comunicación directa a la nube.

• Mida y envíe dos o más puntos de datos utilizando varios cables desmontables.

• Cuenta con un módulo celular robusto y un procesador de datos de vanguardia.

Sensores Wi-Fi Next™

Nuestros sensores Wi-Fi de segunda generación ofrecen un amplio alcance de red y una señal potente.

Las características clave incluyen:

• Datos de ocho tipos diferentes de sensores a una distancia de hasta 125 pies a través de cinco paredes.

• Protocolo:802.11 b.

• Alcance:125 pies a través de cinco paredes o 500 pies en línea de visión.

• Banda de frecuencia:2,412–2,484 GHz.

• Seguridad:Abierto, WPA, WPA2, WPA3 y estándar de cifrado avanzado (AES) -128 Cipher Block Chaining (CBC) para mensajes de datos del sensor.

• Configuración de red:DHCP/DNS automático o estática.

• Velocidad de datos:se configura automáticamente a la mejor velocidad para el alcance máximo.

Figura 4. Los sensores inteligentes permiten la informática de punta, que es clave para un sistema de detección eficiente. (Imagen:VectorMine/Adobe Stock)

Sensores PoE•X

Once sensores PoE•X diferentes se conectan a la infraestructura de alimentación a través de Ethernet (PoE) de un edificio y monitorean de forma remota los sistemas críticos. Estos datos proporcionan información sobre edificios inteligentes para economizar operaciones mediante la conservación de recursos y al mismo tiempo mejorar la comodidad.

Los sensores utilizan el mismo cable PoE para recibir energía y transmitir datos. Esta capacidad dos en uno optimiza el uso del espacio y aborda amplias necesidades de diseño y redes de sensores de alta densidad, como las de los centros de datos.

Avances que influyen en la detección inteligente

Las tecnologías que alguna vez se consideraron futuristas son cada vez más comunes y están ayudando a avanzar en la detección inteligente en muchas industrias.

• La inteligencia artificial (IA), la visión por computadora (CV) y el aprendizaje automático (ML) permiten el procesamiento de datos en tiempo real, el reconocimiento de patrones avanzado y el análisis predictivo, lo que conduce a una automatización más inteligente, una eficiencia optimizada y una toma de decisiones informada.

• La realidad virtual, aumentada y mixta (VR, AR y MR) y los gemelos digitales mejoran la visualización inmersiva de datos, el monitoreo remoto en tiempo real y el control interactivo en aplicaciones de IoT.

• CAT-M1, NB-IoT, procesamiento de borde y tecnologías celulares 5G ofrecen una conectividad más rápida, confiable y energéticamente eficiente, admitiendo procesamiento de datos en tiempo real, mayor alcance de dispositivos y automatización avanzada.

• Los multisensores y microsensores plug-and-play brindan una integración y conectividad perfectas, lo que hace que la ingeniería y la implementación de IoT sean más eficientes y personalizables.

• La innovación en el abastecimiento, la recolección y las baterías de energía fomenta los dispositivos autoalimentados y extiende la vida útil de los sensores, lo que lleva a implementaciones de IoT más sostenibles y eficientes.

La detección inteligente sobresale a medida que evolucionan estas y otras tecnologías complementarias. Una plataforma de detección inteligente versátil puede evitar la disparidad y promover la interoperabilidad, la adaptabilidad y la personalización, lo que le permite adaptarla para que se ajuste a una o varias aplicaciones de IoT.

Este artículo fue escrito por Brad Walters, fundador y director ejecutivo de Monnit. Para obtener más información, visite aquí o comuníquese con el Sr. Walters en Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Necesita activar JavaScript para verlo..