Figura 1: Sensores e Internet de las cosas (IoT)
El uso de sensores es bastante común en industrias y organizaciones. Pero el Internet de las cosas (IoT) ha llevado el uso de sensores a un nivel completamente diferente. Una vez más, todo el concepto de IoT existe y ha sobrevivido gracias a los sensores. ¿Cuál es el papel de los sensores en IoT? En respuesta sencilla, son el medio a través del cual se conectan diversos objetos físicos a través de Internet. Las plataformas de IoT funcionan y proporcionan varios tipos de inteligencia y datos utilizando una variedad de sensores. El mundo se ha vuelto digital y “más inteligente” gracias a la interconexión de las cosas a través de Internet mediante sensores. El paradigma de las cosas conectadas ha garantizado que las personas, las empresas y las industrias puedan trabajar de forma inteligente con una enorme cantidad de datos recopilados e implementados por sensores de IoT. Esta historia presenta los tipos destacados de sensores que se utilizan en el mundo de IoT.
En esta discusión sobre tipos de sensores utilizados en IoT es necesario destacar:
v ¿Qué son los sensores?
v ¿Qué es la IoT?
v Papel de los sensores en IoT,
v Dado que los sensores y la IoT son interdependientes,
v Y luego profundizar en el tema principal, es decir, los tipos de sensores utilizados en IoT.
A continuación se ofrece una discusión detallada.
¿Qué son los sensores?
Así como nuestros cinco órganos sensoriales (visión, oído, tacto, olfato y gusto) nos permiten percibir el mundo, los sensores son dispositivos que permiten a las máquinas y a los humanos que las operan dar sentido al mundo. Como se explica, un sensor es un dispositivo que detecta y responde a algún tipo de entrada del entorno físico. La entrada específica puede ser luz, calor, movimiento, humedad, presión o cualquiera de un gran número de otros fenómenos ambientales. La salida es generalmente una señal que se convierte en una pantalla legible por humanos en la ubicación del sensor o se transmite electrónicamente a través de una red para su lectura o procesamiento posterior.
Algunos ejemplos son:
El sensor BMP280/BME280, un sensor I2C, se utiliza para medir la presión barométrica (también conocida como atmosférica).
Un sensor de oxígeno en el sistema de control de emisiones de un automóvil detecta la relación gasolina-oxígeno, generalmente a través de una reacción química que genera un voltaje. Una computadora en el motor lee el voltaje y, si la mezcla no es la ideal, reajusta la escala.
El sensor MQ-4 tiene una alta sensibilidad al gas natural.
¿Qué es la IO?
Internet es básicamente un sistema de comunicación y además económico. Explicado de manera más técnica, Internet es un sistema de red conectado globalmente que utiliza TCP/IP para transmitir datos a través de varios tipos de medios. Internet de las Cosas (IoT) es una red de dispositivos conectados a través de Internet, que facilita el intercambio e intercambio de datos.
Interrelación de sensores e IoT
Figura 2: Sensores de Si e IoT
Conectar sensores a cosas e interconectarlos a través de Internet permite a las organizaciones rastrear ubicaciones en tiempo real, monitorear el rendimiento, mejorar los flujos de trabajo y optimizar la utilización. Ejemplos: una solución de navegación "inteligente" permite a los propietarios de embarcaciones comprobar sus embarcaciones a distancia y asegurarse de que todos los sistemas funcionen correctamente . Y una solución de seguimiento de automóviles permite al personal de los lugares de subasta localizar rápidamente los vehículos en los que se encuentran. buscar, en lugar de buscar manualmente, entre miles de automóviles estacionados.
Los sistemas de riego inteligentes son uno de los mejores ejemplos del uso de sensores e IoT. Los sensores detectan la humedad del suelo y ayudan a decidir si regar el suelo o no. Si el sistema de riego recibe información sobre el clima a través de su conexión a internet, también puede saber cuándo lloverá y decidir no regar los cultivos hoy porque de todos modos serán regados por la lluvia.
Por tanto, los sensores desempeñan un papel importante en el establecimiento de IoT. Los distintos tipos de sensores utilizados en IoT se pueden analizar de la siguiente manera:
Sensores de temperatura
Fig. 3: Sensores de temperatura
Comúnmente utilizado en dispositivos como el control de aire acondicionado y refrigeradores, IoT ha extendido su uso a los procesos de fabricación, la agricultura y la industria de la salud. Los tipos de sensores de temperatura son termopares, detectores de temperatura de resistencia, termistores, IC (semiconductores) y sensores de infrarrojos. Por ejemplo: los datos de temperatura y humedad se pueden leer desde el sensor DHT11 y estos datos se pueden cargar en una nube ThinkSpeak utilizando Arduino Uno y el módulo ESP8266 . Melexis MLX90614, Environdata TA40 Series y Geokon 4700 son las principales opciones para sensores de temperatura en IoT industrial. aplicaciones.
Sensores de proximidad
Fig. 4: Imagen de un sensor de proximidad
Los sensores de proximidad detectan mejor el movimiento. Estos sensores se utilizan en el sector del comercio minorista para detectar ofertas especiales en productos cercanos, comprobar la disponibilidad de aparcamiento en aparcamientos, etc. Los tipos de sensores de proximidad son sensores inductivos, sensores capacitivos, sensores fotoeléctricos y sensores ultrasónicos. Por ejemplo: Los sensores de contenedores de basura, como el MB7138 XL-Trash Sonar-WRM, son los más efectivos para saber exactamente qué sucede dentro de un contenedor de basura.
Sensores de presión
Fig. 5: E8PC – Un sensor de presión
Un sensor de presión es un dispositivo que detecta la presión y la convierte en una señal eléctrica. Por ejemplo: los sensores de presión KELLER detectan niveles de agua de inundación o cambios en la distribución de carga en puentes, alertando así a los servicios de emergencia cuando la inundación es inminente o cuando la salud estructural de un puente está comprometida. Sistemas de presión de la serie 960, 970, Paroscientific Inc. La serie BP10 son algunos de los sensores de presión más utilizados en aplicaciones industriales de IoT.
Sensores de calidad del agua.
Figura 6: Waspmote Plug & Sense! Modo de agua inteligente
Estos sensores se utilizan para detectar la calidad del agua y monitorear iones principalmente en el sistema de distribución de agua. Encuentran uso en una variedad de industrias. Por ejemplo: el sensor de potencial de reducción de oxígeno proporciona información sobre el nivel de reacciones de oxidación/reducción que ocurren en la solución.
Sensores químicos
Fig. 7: Sensor químico para capturar conductores de drogas
Se utilizan ampliamente en monitoreo ambiental industrial y control de procesos, detección de químicos dañinos liberados intencional o accidentalmente, detección de explosivos y radiactivos, procesos de reciclaje en la Estación Espacial, industrias y laboratorios farmacéuticos, etc.
Sensores de gases
Fig. 8: Detectores de gas
Los sensores de gas se utilizan en industrias para fines como la detección de gases peligrosos, la investigación de la industria química, la industria manufacturera, etc. Algunos sensores de gas comúnmente utilizados son el sensor de dióxido de carbono, el alcoholímetro, el sensor de hidrógeno, el monitor de ozono, el sensor de gas electroquímico, el detector de gas, el higrómetro y los sensores de contaminación del aire.
Sensores de humo
Fig. 9: ECO1002-A – Sensor térmico de humo
Los sensores de humo detectan la presencia de humo, gases y llamas alrededor de su campo. Puede detectarse ópticamente o mediante un proceso físico o utilizando ambos métodos. Los tipos comunes de sensores de humo son:
Sensor óptico de humo (fotoeléctrico): El sensor óptico de humo utilizó el principio de dispersión de la luz para activar a los ocupantes. VCNL4020X01 y TCxT1600X01 de Vishay son sensores ópticos diseñados específicamente para aplicaciones industriales de IoT. Sensor de humo por ionización: El sensor de humo por ionización funciona según el principio de ionización, un tipo de química para detectar moléculas que provocan una alarma.
Sensores infrarrojos
Fig. 10: Sensores de infrarrojos
Un sensor de infrarrojos es un sensor que se utiliza para detectar determinadas características del entorno emitiendo o detectando radiación infrarroja. También es capaz de medir el calor emitido por los objetos Asahi Kasei Microdevices (AKM), Murata, Melexis MLX90614, Intersil ISL29021 se encuentran entre los pocos sensores IR IOT utilizados en las industrias.
Ahora se utilizan en una variedad de proyectos de IoT, especialmente en atención médica, ya que simplifican el monitoreo del flujo sanguíneo y la presión arterial. Incluso se utilizan en una amplia gama de dispositivos inteligentes comunes, como relojes inteligentes y teléfonos inteligentes. Otros usos comunes incluyen electrodomésticos y control remoto, análisis del aliento, visión infrarroja (es decir, visualización de fugas de calor en dispositivos electrónicos, monitoreo del flujo sanguíneo, historiadores del arte para ver debajo de capas de pintura), dispositivos electrónicos portátiles, comunicación óptica y mediciones de temperatura sin contacto. , Detección de punto ciego automotriz.
Por lo tanto, los sensores pueden recopilar información crítica sobre el medio ambiente, permitiendo la detección temprana de desastres ambientales como terremotos, tsunamis, etc., salvando así vidas. Una vez más, mejores herramientas de vigilancia y seguimiento permiten a las autoridades detectar cuándo se ha producido un delito y responder mucho más rápidamente, manteniendo a los ciudadanos más seguros.
En el mundo "inteligente" actual, los sensores desempeñan un papel importante en nuestra vida cotidiana y en el IoT. Los sensores monitorean nuestro estado de salud (por ejemplo, frecuencia cardíaca), la calidad del aire, la seguridad del hogar y se utilizan ampliamente en el Internet industrial de las cosas (IIoT). ) para monitorear los procesos de producción Los sensores pueden recopilar información crítica sobre el medio ambiente, lo que permite la detección temprana de desastres ambientales como terremotos, tsunamis, etc., salvando así vidas. La IoT permite intensificar la vigilancia, el monitoreo y la detección, que se combinan para mejorar la salud y aumentar. seguridad. Esto es particularmente interesante para organizaciones como gobiernos locales o municipales que necesitan garantizar la salud y seguridad de sus residentes, pero también se extiende a grandes empresas que apoyan a sus empleados.
Conclusión
En lugar de limitarse a proporcionar información pasivamente y reaccionar a nuestros aportes, gran parte del valor de IoT provendrá de anticipar y satisfacer necesidades automáticamente. Las Islas Baleares se han convertido en un destino turístico “inteligente” al ampliar las redes de sensores IoT.
La tecnología Libelium instalada en el puerto de Palma de Mallorca reveló que los ferries contaminan más el aire que los cruceros. El informe medioambiental de la ESPO (Organización Europea de Puertos Marítimos) de 2018 muestra que la calidad del aire sigue siendo la máxima prioridad para los puertos europeos. Consciente de ello, la Autoridad Portuaria de Baleares viene trabajando intensamente desde 2016 para conocer también el nivel de calidad del aire, la capacidad y el alineamiento con la Política Ambiental de la Autoridad Portuaria de Baleares . En 2017, la Autoridad Portuaria de Baleares (APB). ) Maiorcawifi.com , en colaboración con la Universidad de las Islas Baleares (UIB), implementó un proyecto IoT basado en la plataforma de sensores Libelium para controlar el impacto ambiental de los buques en el Puerto de Mallorca. Las autoridades estaban preocupadas por el alto nivel de cruceros, ferries y barcos, con el fin de evitar sus efectos negativos en las condiciones de vida en las zonas circundantes en un destino turístico de este tipo . Casi dos años de recopilación de datos después de la instalación de los nodos, la Autoridad. de Puertos de Baleares llegó a las primeras conclusiones a partir de los datos captados por la red de nodos. En julio de 2018, investigadores de la UIB revelaron que los cruceros no eran la principal causa de contaminación en la zona, sino los ferries de pasajeros y comerciales.
Las estaciones de medición monitorean los niveles de monóxido de carbono (CO), partículas (PM), ozono (O 3 ), dióxido de carbono (CO 2 ), dióxido de azufre y ruido cada diez minutos. Las autoridades confirman que los niveles más altos se alcanzan por la mañana, entre las 6:00 y las 11:00 horas.
Fig. 12: Panel web del proyecto
Tras la publicación de los resultados del estudio, las autoridades portuarias expresaron su interés en implementar nuevas políticas para reducir la contaminación y sus impactos negativos. En el futuro, el puerto ofrecerá energía gratuita a los barcos, a los que se les pedirá que apaguen sus motores mientras atracan para reducir las emisiones. El ejemplo anterior de las Islas Baleares es solo una de las innumerables aplicaciones del IoT en el mundo real mediante el uso de sensores.
