Figura 1: Sensores e Internet das Coisas (IoT)
O uso de sensores é bastante comum em indústrias e organizações. Mas a Internet das Coisas (IoT) colocou o uso de sensores em um nível completamente diferente. Novamente, todo o conceito de IoT existe e sobreviveu por causa dos sensores. Qual é o papel dos sensores na IoT? Respondido de forma simples, eles são o meio através do qual vários objetos físicos estão conectados através da Internet. As plataformas IoT funcionam e fornecem vários tipos de inteligência e dados usando uma variedade de sensores. O mundo tornou-se digital e “mais inteligente” através da interconexão de coisas via Internet através de sensores. O paradigma das coisas conectadas garantiu que indivíduos, empresas e indústrias sejam capazes de trabalhar de forma inteligente com uma enorme quantidade de dados coletados e implementados pelos sensores IoT. Esta história apresenta os tipos proeminentes de sensores em uso no mundo da IoT.
Nesta discussão sobre tipos de sensores utilizados em IoT, é necessário destacar:
v O que são sensores,
v O que é IoT,
v Papel dos sensores na IoT,
v Como os sensores e a IoT são interdependentes,
v E depois aprofunde-se no tópico principal, ou seja, os tipos de sensores usados na IoT.
Uma discussão detalhada segue a seguir.
O que são sensores
Assim como nossos cinco órgãos dos sentidos – visão, audição, tato, olfato e paladar – nos permitem perceber o mundo, os sensores são dispositivos que permitem às máquinas e aos humanos que operam as máquinas dar sentido ao mundo. explicado, um sensor é um dispositivo que detecta e responde a algum tipo de entrada do ambiente físico. O específico entrada pode ser luz, calor, movimento, umidade, pressão ou qualquer um de um grande número de outros fenômenos ambientais. O saída é geralmente um sinal que é convertido em exibição legível por humanos no local do sensor ou transmitido eletronicamente através de uma rede para leitura ou processamento adicional.
Alguns exemplos são:
O sensor BMP280/BME280, um sensor I2C, é usado para medir a pressão barométrica (também conhecida como atmosférica).
Um sensor de oxigênio no sistema de controle de emissões de um carro detecta a proporção gasolina-oxigênio, geralmente por meio de uma reação química que gera uma voltagem. Um computador no motor lê a tensão e, se a mistura não estiver ideal, reajusta a balança.
O sensor MQ-4 possui alta sensibilidade ao gás natural.
O que é IoT
A Internet é basicamente um sistema de comunicação e também econômico. Explicado de forma mais técnica, a Internet é um sistema de rede conectado globalmente que utiliza TCP/IP para transmitir dados através de vários tipos de mídia.Internet das Coisas (IoT) é uma rede de dispositivos conectados via Internet, que facilita o intercâmbio e troca de dados.
Inter-relação de sensores e IoT
Figura 2: Si Sensores e IoT
Anexar sensores a coisas e interconectá-los via Internet permite que as organizações rastreiem locais em tempo real, monitorem o desempenho, melhorem os fluxos de trabalho e otimizem a utilização. Exemplos: Uma solução de navegação “inteligente” permite que os proprietários de barcos verifiquem o(s) seu(s) barco(s) à distância e certifiquem-se de que todos os sistemas estão funcionando corretamente.Euma solução de rastreamento de carros permite que o pessoal nos locais de leilão localize rapidamente o(s) veículo(s) que procura(m), em vez de pesquisar manualmente em milhares de carros estacionados.
Os sistemas de irrigação inteligentes são um dos numerosos melhores exemplos de uso de sensores e IoT. Os sensores detectam a umidade do solo e ajudam a decidir se devem regar ou não o solo. Se o sistema de irrigação receber informações sobre o clima através de sua conexão com a internet, ele também poderá saber quando vai chover e decidir não regar as plantações hoje porque elas serão regadas pela chuva de qualquer maneira.
Assim, os sensores desempenham um grande papel no estabelecimento da IoT. Os vários tipos de sensores usados na IoT podem ser discutidos da seguinte forma:
Sensores de temperatura
Fig. 3: Sensores de temperatura
Comumente usada em dispositivos como controle de ar condicionado e refrigeradores, a IoT estendeu seu uso a processos de fabricação, agricultura e indústria de saúde. Os tipos de sensores de temperatura são termopares, detectores de temperatura de resistores, termistores, IC (semicondutores) e sensores infravermelhos. Para exemplo: Os dados de temperatura e umidade podem ser lidos do sensor DHT11 e esses dados podem ser carregados para uma nuvem ThinkSpeak usando Arduino Uno e módulo ESP8266.Melexis MLX90614, Environdata Série TA40 e Geokon 4700 são as principais opções para sensores de temperatura em aplicações industriais de IoT.
Sensores de proximidade
Fig. 4: Uma imagem de um sensor de proximidade
Sensores de proximidade são melhores para detectar movimento. Esses sensores são utilizados no setor de varejo para detectar ofertas especiais de produtos próximos, para verificar a disponibilidade de estacionamento em estacionamentos e assim por diante. Os tipos de sensores de proximidade são sensores indutivos, sensores capacitivos, sensores fotoelétricos e sensores ultrassônicos. Para exemplo: Sensores de lixeira, como o MB7138 XL-Trash Sonar-WRM, são os mais eficazes para saber exatamente o que está acontecendo dentro de um recipiente de lixo.
Sensores de pressão
Fig. 5: E8PC – Um Sensor de Pressão
Um sensor de pressão é um dispositivo que detecta a pressão e a converte em um sinal elétrico. Para exemplo: Os sensores de pressão KELLER detectam níveis de água de inundação ou mudanças na distribuição de carga em pontes, alertando assim os serviços de emergência quando uma inundação é iminente ou quando a saúde estrutural de uma ponte está comprometida.Sistemas de Pressão Série 960, 970, Paroscientific Inc. A série BP10 são alguns dos sensores de pressão mais comumente usados em aplicações industriais de IoT.
Sensores de qualidade da água
Figura 6: Waspmote Plug & Sense! Modo Água Inteligente
Esses sensores são usados para detectar a qualidade da água e monitorar íons principalmente em água sistema de distribuição. Eles encontram uso em uma variedade de indústrias. Para exemplo: O sensor de potencial de redução de oxigênio fornece informações sobre o nível de reações de oxidação/redução que ocorrem na solução.
Sensores Químicos
Fig. 7: Sensor Químico para Capturar Condutores de Drogas
Eles são amplamente utilizados no monitoramento ambiental industrial e controle de processos, detecção de produtos químicos nocivos liberados intencionalmente ou acidentalmente, detecção de explosivos e radioativos, processos de reciclagem na Estação Espacial, indústrias farmacêuticas e laboratórios, e assim por diante.
Sensores de Gás
Fig. 8: Detectores de Gás
Os sensores de gás são utilizados em indústrias para fins como detecção de gases perigosos, pesquisa na indústria química, indústria de manufatura e assim por diante. Sensor de dióxido de carbono, bafômetro, sensor de hidrogênio, monitor de ozônio, sensor eletroquímico de gás, detector de gás, higrômetro, sensores de poluição do ar são alguns sensores de gás comumente usados.
Sensores de fumaça
Fig. 9: ECO1002-A – Sensor Térmico de Fumaça
Sensores de fumaça detectam a presença de fumaça, gases e chamas ao redor de seu campo. Pode ser detectado opticamente ou pelo processo físico ou pelo uso de ambos os métodos. Os tipos comuns de sensores de fumaça são:
Sensor óptico de fumaça (fotoelétrico): O sensor óptico de fumaça usou o gatilho do princípio de dispersão de luz para os ocupantes. VCNL4020X01 e TCxT1600X01 da Vishay são sensores ópticos projetados especificamente para aplicações industriais de IoT. Sensor de fumaça de ionização: O sensor de fumaça de ionização funciona com base no princípio da ionização, um tipo de química para detectar moléculas que causam um alarme de disparo.
Sensores infravermelhos
Fig. 10: Sensores IR
Um sensor infravermelho é um sensor usado para detectar certas características do ambiente, emitindo ou detectando radiação infravermelha. Também é capaz de medir o calor emitido pelos objetos.Asahi Kasei Microdevices (AKM), Murata, Melexis MLX90614, Intersil ISL29021 estão entre os poucos sensores IOT IR usados nas indústrias.
Eles agora são usados em uma variedade de projetos de IoT, especialmente na área da saúde, pois simplificam o monitoramento do fluxo sanguíneo e da pressão arterial. Eles são usados até mesmo em uma ampla variedade de dispositivos inteligentes comuns, como smartwatches e smartphones. Outro uso comum inclui eletrodomésticos e controle remoto, análise de respiração, visão infravermelha (ou seja, visualizar vazamentos de calor em eletrônicos, monitorar fluxo sanguíneo, historiadores de arte para ver sob camadas de tinta), eletrônicos vestíveis, comunicação óptica, medições de temperatura sem contato. , detecção de ângulo cego automotivo.
Portanto, os sensores podem coletar informações críticas sobre o meio ambiente, permitindo a detecção precoce de desastres ambientais como terremotos, tsunamis, etc., salvando assim vidas. Mais uma vez, melhores ferramentas de vigilância e rastreio permitem às autoridades detectar quando crime ocorreu e responder muito mais rapidamente, mantendo os cidadãos mais seguros.
No mundo “inteligente” de hoje, os sensores desempenham um papel importante em nossa vida cotidiana e na IoT. Os sensores monitoram nosso estado de saúde (por exemplo, batimentos cardíacos), qualidade do ar, segurança doméstica e são amplamente utilizados na Internet Industrial das Coisas (IIoT). ) para monitorar processos de produção.Sensores podem coletar informações críticas sobre o meio ambiente, permitindo a detecção precoce de desastres ambientais como terremotos, tsunamis, etc., salvando assim vidas.A IoT permite vigilância, monitoramento e detecção intensificados, que se combinam para melhorar a saúde e aumentar a segurança. Isto é particularmente interessante para organizações como os governos locais ou municipais, que precisam de garantir a saúde e a segurança dos seus residentes, mas também se estende às grandes empresas que apoiam os seus funcionários.
Conclusão
Em vez de apenas fornecer informações passivamente e reagir às nossas contribuições, grande parte do valor da IoT virá da antecipação e do atendimento automático das necessidades. Baleares As ilhas tornaram-se um destino turístico “inteligente” ao expandir as redes de sensores IoT.
A tecnologia da Libelium instalada no porto de Palma de Maiorca revelou que os ferries causam mais poluição atmosférica do que os cruzeiros. O relatório ambiental da ESPO (Organização Europeia dos Portos Marítimos) relativo a 2018 mostra que a qualidade do ar continua a ser a principal prioridade dos portos europeus. Ciente disso, aAutoridade Portuária das Baleares Ilhas temos trabalhado arduamente desde 2016 para conhecer também o nível de qualidade do ar, capacidade e alinhamento com a Política Ambiental da Autoridade Portuária das Ilhas Baleares.Em 2017, a Autoridade dos Portos das Baleares (APB em espanhol)Maiorcawifi.com, em colaboração com a Universidade das Ilhas Baleares (UIB em espanhol), implementou um projeto IoT baseado na plataforma de sensores Libelium para controlar o impacto ambiental dos navios no Porto de Maiorca. As autoridades estavam preocupadas com o elevado nível de cruzeiros, ferries e barcos, a fim de evitar delesefeitos negativos nas condições de vida nas áreas circundantesem um destino tão turístico.Quase Dois anos de recolha de dados após a instalação dos nós, a Autoridade dos Portos Baleares chegou às primeiras conclusões a partir dos dados capturados pela rede de nós. Em julho de 2018, foi revelado por pesquisadores da UIB que os cruzeiros não foram a primeira causa da poluição na área, mas sim as balsas de passageiros e comerciais.
As estações de medição controlam os níveis de monóxido de carbono (CO), partículas (PM), ozônio (O3), dióxido de carbono (CO2), dióxido de enxofre e ruído a cada dez minutos. As autoridades confirmam que os níveis mais elevados são atingidos no período da manhã, entre as 6h00 e as 11h00.
Fig. 12: Painel web do projeto
Após a publicação dos resultados do estudo, as autoridades do porto manifestaram o seu interesse em implementar novas políticas a fim de diminuir a poluição e os seus impactos negativos. No futuro, o porto oferecerá energia gratuita aos navios, que serão solicitados a desligar os motores durante a atracação para diminuir as emissões. O exemplo acima das Ilhas Baleares é apenas uma das inúmeras aplicações da IoT no mundo real por meio de usar de sensores.
