Sensoriamento Inteligente: Impulsionando Crescimento Rápido em Infraestrutura IoT e IIoT

O Poder do Sensoriamento Inteligente para Decisões Baseadas em Dados

Quando conectados a soluções de sensoriamento inteligente, pontos de dados vitais ajudam organizações a tomar decisões informadas para otimizar desempenho, prevenir e resolver problemas, prever manutenção e aumentar a eficiência.

Plataforma Versátil de Sensoriamento Inteligente

Seja para monitorar um ou vários ativos em sua aplicação industrial, implantar uma plataforma versátil de sensoriamento inteligente faz sentido. Uma plataforma que apresenta diferentes tipos de sensores com diversas opções de conectividade e monitoramento em nuvem ou on-premises oferece melhor capacidade de coletar todo tipo de dados operacionais críticos.

É possível ter múltiplas plataformas de sensoriamento e conectividade IoT em uma; por exemplo, hardware e firmware (sensores, gateways e acessórios) com conectividade em nuvem e on-premises e software. Uma vez implantada, você pode coletar eficientemente, receber com segurança e agir rapidamente sobre dados de sensores IoT.

Ampla Gama de Aplicações

Uma vasta gama de sensores pode monitorar praticamente qualquer aplicação industrial comum ou incomum. Considere sensores que rastreiam amadurecimento de bananas, temperatura de resíduos em aterros, remediação térmica de percevejos, ou velocidade do ar no sistema HVAC de uma planta de processamento de alimentos.

Sensores Wi-Fi, Power over Ethernet e celulares podem monitorar condições ambientais, energia, movimento, temperatura, luz, umidade, água, vibração, corrente, pressão, gases, acesso e muito mais.

Como Funcionam os Sensores Sem Fio

Os sensores sem fio ALTA da Monnit, por exemplo, operam com baixa potência, têm rádio multi-frequência de longo alcance e microcontrolador flexível com imunidade a interferência. Eles enviam dados através de gateways celulares ou Ethernet para software em nuvem, permitindo configuração remota, monitoramento e automação de muitas operações.

Quase todos esses sensores monitoram temperatura além de sua medição primária. Alguns, como o medidor de vibração avançado, coletam múltiplos pontos de dados. Mede frequência de vibração, fator de crista, velocidade, deslocamento, aceleração, ciclo de trabalho e temperatura.

Versatilidade dos Sensores Inteligentes

• Conectividade sem fio até 600+ metros através de 18+ paredes ou andares quando conectado ao Gateway Monnit ALTA XL.
• Integração Frequency-Hopping Spread Spectrum (FHSS) para maior alcance sem fio e tolerância inteligente a interferência de sinal com imunidade a obstruções físicas, sistemas de radiofrequência externos e interferência eletromagnética (EMI).
• Troca de chave Diffie-Hellman de curva elíptica 256-bit, Advanced Encryption Standard (AES) 128-bit, Secure Hash Algorithm 3 (SHA-3) 256-bit e Cipher Block Chaining (CBC) para segurança.
• Registro de dados de 2.000 a 4.000 leituras se a conexão com gateway for perdida (flash não volátil, persiste através de ciclos de energia).
• Entrega de atualizações de firmware over-the-air (FOTA) e configuração de ajustes do sensor via nuvem.

Uma Ferramenta de Levantamento de Local (Site Survey Tool) pode ajudar a determinar a melhor localização com sinal mais forte e de maior qualidade para posicionamento do sensor. A Monnit ajuda clientes a obter certificação do National Institute of Standards and Technology (NIST) para seus Sensores de Temperatura Padrão, Baixa Temperatura e Umidade.

Conectividade Sem Fio de Longo Alcance Flexível

Os Gateways Empresariais e Industriais IoT Celulares ALTA e ALTA XL combinam um motor 4G LTE CAT-M1/NB2 e plataforma Ethernet empresarial com a rede de ponto de acesso sem fio da Monnit para agregar e comunicar dados dos sensores.

Principais recursos incluem:

• Gateways IoT comunicam com sensores até 1,6 km (linha de vista) e 365+ metros através de 12+ paredes (não linha de vista).
• Gateways IoT (potência de transmissão de 1 watt) recebem e enviam dados 600+ metros através de 18+ paredes em ambientes de edifícios comerciais.
• Segurança através de Diffie-Hellman 256-bit Key Exchange e AES-128 CBC.
• Suportam até 100 sensores por gateway.
• Coleta de dados ininterrupta via memória embarcada que armazena e envia até 32.000 mensagens de sensores após queda de Internet.
• LTE CAT-M1/NB2 para uso global em bandas 1–5, 8, 12, 13, 18–20, 25–28, 66, 71 e 85.
• Atualizações de software firmware over-the-air (FOTA).
• Serviço adicional de consciência de localização de chipset GNSS suportando satélites GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo e QZSS para coletar dados distribuíveis via API.

Gateways Ethernet Monnit permitem que Sensores ALTA se comuniquem com o Software iMonnit™ sem PC, acomodando várias aplicações IoT sem fio. Forneça energia e conecte um gateway a uma porta Ethernet aberta com conexão à Internet, e ele se conecta automaticamente aos nossos servidores online.

Adaptando o Framework ALTA a Diversas Aplicações

Nosso framework de sensor sem fio de longo alcance definido por software é baseado no Kelly Real-Time Operating System (KRTOS). Seu código gerencia processos em tempo real e não-críticos para sensores e gateways. Como outros sistemas operacionais embarcados, o KRTOS fornece regras específicas para diferentes eleições de processos, privilégios e níveis de acesso a recursos do processador.

Nosso framework gerencia dois tipos principais de processos: um para o rádio e outro para processamento específico da aplicação. O processo de rádio tem requisitos de microssegundos para operações em tempo real para suportar sequenciamento e temporização frequency-hopping spread spectrum (FHSS).

Nossos processos de perfil de aplicação são escritos de forma relativamente genérica para que todos os Sensores ALTA possam medir e criar pontos de dados periodicamente. Algumas aplicações de sensoriamento requerem operações sensíveis ao tempo rigorosas que diferem de sensor para sensor. Estas operações podem ser realizadas eficientemente devido ao controle que nosso hardware e KRTOS permitem.

Existe também um framework de aplicação usando KRTOS para processos com controle preciso de tempo. Ele pode lidar com diversas aplicações de sensores e facilitar a integração na Plataforma ALTA.

Funções, métodos e operações comuns usados por nossos sensores são suportados. Isso ajuda engenheiros a adaptar novas aplicações de sensores à plataforma e fornecer uma interface de software de gerenciamento padrão com funcionalidade familiar.

Sensores IoT Celulares Circle™

Estes sensores combinam motores de sensor e gateway em um único dispositivo e chipset para conectar aplicações ao IoT via serviços celulares. Os sensores são projetados para aplicações em locais remotos que carecem de infraestrutura de Internet.

Sensores IoT celulares de baixa potência:

• Operam nas redes CAT-M1 ou NB-IoT para comunicação direta para nuvem.
• Medem e enviam dois ou mais pontos de dados usando vários leads destacáveis.
• Apresentam módulo celular robusto e processador de dados edge.

Sensores Wi-Fi Next™

Nossos sensores Wi-Fi de segunda geração oferecem amplo alcance de rede e sinal forte.

Principais recursos incluem:

• Dados de oito tipos diferentes de sensores até 38 metros através de cinco paredes.
• Protocolo: 802.11 b.
• Alcance: 38 metros através de cinco paredes ou 150 metros linha de vista.
• Banda de Frequência: 2.412–2.484 GHz.
• Segurança: Aberta, WPA, WPA2, WPA3 e Advanced Encryption Standard (AES)-128 Cipher Block Chaining (CBC) para mensagens de dados do sensor.
• Configurações de Rede: Auto DHCP/DNS ou Estático.
• Taxa de Dados: Configura automaticamente para a melhor taxa para alcance máximo.

Sensores PoE•X

Onze sensores PoE•X diferentes conectam-se à infraestrutura Power over Ethernet (PoE) de um edifício e monitoram remotamente sistemas críticos. Estes dados fornecem insights de edifícios inteligentes para economizar operações conservando recursos enquanto aumentam o conforto.

Os sensores usam o mesmo cabo PoE para receber energia e transmitir dados. Esta capacidade dois em um otimiza o uso do espaço e atende necessidades amplas de layout e redes de sensores de alta densidade, como as de data centers.

Avanços que Influenciam o Sensoriamento Inteligente

Tecnologias que antes eram consideradas futuristas estão se tornando mainstream e ajudam a avançar o sensoriamento inteligente em muitas indústrias.

• Inteligência Artificial (IA), Visão Computacional (VC) e Aprendizado de Máquina (AM) permitem processamento de dados em tempo real, reconhecimento avançado de padrões e análises preditivas, levando a automação mais inteligente, eficiência otimizada e tomada de decisão informada.
• Realidade Virtual, Aumentada e Mista (RV, RA, RM) e gêmeos digitais aprimoram visualização imersiva de dados, monitoramento remoto em tempo real e controle interativo em aplicações IoT.
• CAT-M1, NB-IoT, edge processing e tecnologias celulares 5G oferecem conectividade mais rápida, confiável e energeticamente eficiente, suportando processamento de dados em tempo real, alcance estendido de dispositivos e automação avançada.
• Multissensores e microsensores plug-and-play fornecem integração e conectividade perfeitas, tornando engenharia e implantação IoT mais eficientes e personalizáveis.
• Fontes de energia, colheita e inovação em baterias promovem dispositivos autônomos e estendem vida útil de sensores, levando a implantações IoT mais sustentáveis e eficientes.

O sensoriamento inteligente se destaca à medida que essas e outras tecnologias complementares evoluem. Uma plataforma versátil de sensoriamento inteligente pode prevenir disparidade e promover interoperabilidade, adaptabilidade e personalização, permitindo adaptá-la a uma ou muitas aplicações IoT.

Este artigo foi escrito por Brad Walters, Fundador e CEO da Monnit. Para mais informações, visite aqui ou entre em contato com o Sr. Walters em brad@monnit.com.