Wir sind von Gegenständen umgeben, die jeden Tag “intelligenter” werden. Intelligente Thermometer, intelligente Fitness-Tracker, intelligente Toaster und Tausende anderer intelligenter Geräte, die als Teil des Internets der Dinge (IoT) mit dem Internet verbunden sind, sollen unser Leben einfacher und bequemer machen. Was ist IoT und was ist IoT Technologie? Intelligente Sensoren sind die Technologie, die das IoT für den täglichen und industriellen Gebrauch so wertvoll macht. Aber was ist ein intelligenter Sensor, und wie erfüllt er seine Aufgaben? Intelligente Sensortechnologie ermöglicht es Geräten, die Bedingungen der physischen Umgebung zu überwachen, z. B. Temperatur, Beleuchtung, Luftstrom, Feuchtigkeit, Nässe, Rauch, Herzfrequenz, Wasserverbrauch, Bewegung, Masse usw.
Intelligente Sensortechnologie verbindet Basissensoren mit integrierten Computerressensoren, die eine Analyse der erfassten Daten ermöglichen. Die Sensoren sammeln spezifische Daten und wandeln sie in messbare elektrische Signale um, die dann von Mikroprozessoren verarbeitet werden. Als Ergebnis erhalten die Nutzer Informationen in digitaler Form, die bei Bedarf zur Veränderung der Umgebungsbedingungen genutzt werden können. Ein wesentliches Merkmal eines IoT-Sensors ist, dass er mit dem Internet oder einem lokalen Netzwerk (z. B. mit anderen Smart-Home-Geräten) verbunden werden kann, was die Kommunikation mit externen Geräten und den Zugriff auf Daten erleichtert.
So kann beispielsweise ein intelligenter Bewegungsmelder für Glühbirnen eine Person im Haus erkennen und Signale an andere Geräte senden. Die Beleuchtung und der Energieverbrauch können angepasst werden, um die gewünschten Umgebungsbedingungen zu schaffen, wenn jemand das Haus betritt. Auf diese Weise fungieren intelligente Sensoren als entscheidende Komponenten des IoT, die eine äußerst effektive Datenerfassung und -nutzung ermöglichen. Sie ermöglichen es den Geräten, sinnvoll miteinander zu kommunizieren” und den Menschen bei bestimmten Aufgaben zu helfen.
Die wichtigsten Merkmale von intelligenten Sensoren als Teil des IoT, die sie von herkömmlichen Sensoren unterscheiden, sind:
- Geringe Größe
- Selbstvalidierung und Selbstidentifizierung
- Geringer Energiebedarf
- Selbstdiagnose
- Selbst-Kalibrierung
- Verbindung mit dem Internet und anderen Geräten
Wo kann man intelligente Sensoren verwenden?
Intelligente Sensoren sind eine flexible Technologie, die sich an Dutzende von unterschiedlichen Bedürfnissen anpassen lässt. Im Folgenden werden die wichtigsten Arten von intelligenten Sensoren und ihre Anwendungen aufgeführt.
- Temperatursensoren. In Hardware embedded intelligente Temperatursensoren überwachen die Umgebungstemperatur oder die Temperatur einer Hardwarekomponente und können ein Signal liefern oder sogar eine Korrekturmaßnahme durchführen. Diese Art von Sensoren wird häufig in der Industrie eingesetzt, wo sie helfen, eine Überhitzung von Industrieanlagen zu erkennen und zu verhindern. Ein weiteres industrielles Beispiel sind Kühl- und Gefrierschränke, die ihre Temperatur aus der Ferne überwachen und steuern können. In intelligenten Häusern können Temperatursensoren, die in intelligente Thermostate integriert sind, ebenfalls dazu beitragen, die eingestellte Temperatur aus der Ferne aufrechtzuerhalten, so dass die Benutzer die Heizung anpassen und den Stromverbrauch senken können. Darüber hinaus können Temperatursensoren eine effektivere Branderkennung ermöglichen.
- Füllstandssensoren. Diese Art von Sensoren eignet sich gut für industrielle Zwecke. Füllstandssensoren erfassen den Füllstand von Substanzen in Behältern, Containern, Tanks usw. Viele Arten von Füllstandssensoren sind so konzipiert, dass sie Daten über Flüssigkeiten, Pulver, verschiedene Objekte und andere Stoffe erfassen. Füllstandssensoren werden in der Wasserwirtschaft, der Abfallwirtschaft, der Lebensmittel- und Getränkeindustrie, der pharmazeutischen Industrie, der Dieselkraftstoffmessung, der Lecksuche, dem Bergbau und vielen anderen Bereichen eingesetzt.
- Bewegungssensoren. Diese Art von Sensoren, die Bewegungen erkennen, wird in verschiedenen Sicherheitsanwendungen eingesetzt, wie z. B. an Schranken, bei Einbruchsalarmen, bei der Beleuchtung von Eingängen, bei der Sicherheitsbeleuchtung usw. Beispielsweise können intelligente Außenleuchten mit Bewegungssensoren und Bewegungssensoren für Außenleuchten die Daten über Bewegungen und Licht in der Nähe des Hauses sammeln und die Beleuchtung einschalten, wenn sich jemand dem Gebäude nähert. Ein intelligenter Haustürsensor wiederum kann helfen, den Alarm des Sicherheitssystems auszulösen, wenn jemand versucht, einzubrechen.
- Drucksensoren. Ein Computer-Temperatursensor, der den Druck erfasst, hilft bei der Überwachung des Drucks von Flüssigkeiten (z. B. Wasser, Öl) und Gasen in einer Rohrleitung und trägt so dazu bei, Lecks und Probleme bei der Durchflussregelung rechtzeitig zu erkennen. Auf diese Weise spielen Drucksensoren eine wichtige Rolle bei der Qualitätskontrolle und der Energie- und Ressourceneinsparung.
- Infrarotsensoren. Diese Sensoren sind für die Messung von Infrarotstrahlung ausgelegt und sammeln Daten über alle Objekte in der Umgebung, die Wärme abstrahlen. Daher können sie als Näherungssensoren eingesetzt werden, die Objekte erkennen, die sich dem Gerät nähern (z. B. eine Person, die das Gebäude betritt). Infrarotsensoren und Außenleuchten Bewegungssensoren können zur Erkennung einer Flamme, zur Überwachung des Blutflusses während einer Operation, zur Erkennung von Wärmelecks in Industrieanlagen und Gebäuden usw. eingesetzt werden. Nachtsichtgeräte basieren ebenfalls auf dieser Art von Sensoren.
- Näherungssensoren. Ähnlich wie die Funktionen bei Bewegungssensoren und Infrarotsensoren hilft diese Art von Sensortechnologie, den Standort eines Objekts oder einer Person zu erkennen. Näherungssensoren werden in automatisierten Produktionslinien, industriellen Fördersystemen, Smartphones, der Kollisionserkennung von Robotern usw. eingesetzt.
Sensoren und Datenerfassung
Intelligente Sensoren sind eine hochentwickelte Technologie, die die Erfassung zeitnaher, relevanter und genauer Daten ermöglicht. Obwohl die Informationen von intelligenten Sensoren verarbeitet werden können und sie Sensorverarbeitungsaufgaben durchführen und die gesammelten Daten übertragen können, besteht ihre Hauptfunktion in der Datenerfassung. Nehmen wir zum Beispiel intelligente landwirtschaftliche Geräte. In diese Geräte embedded intelligente Sensoren messen wichtige Parameter im Zusammenhang mit dem Ernteertrag, darunter Temperatur, Bodenfeuchtigkeit, Luftfeuchtigkeit, Lichtintensität usw. Sie ermöglichen es den Menschen, die Daten in Echtzeit zu erfassen und zu analysieren und die Umweltbedingungen bei Bedarf anzupassen. Eine manuelle Datenerfassung wäre in diesem Umfeld zu zeitaufwändig, so dass die intelligente Datenerfassung wesentlich zu einer höheren Effizienz beiträgt.
Die Datenerfassungskapazität von intelligenten Sensoren ist im industriellen Umfeld von unschätzbarem Wert. In die industrielle Hardware embedded intelligente Sensoren können industrielle Prozesse in vielerlei Hinsicht erleichtern. So können sie beispielsweise Veränderungen der Produktionsparameter erkennen und Warnungen ausgeben, damit die Mitarbeiter rechtzeitig Maßnahmen ergreifen können. Die Sensorverarbeitung ist auch für die effektive Wartung von Anlagen wertvoll. Intelligente Sensoren können Daten über Vibrationen, Temperatur, Energieverbrauch und andere Parameter erfassen und eine Warnmeldung senden, wenn die Anlage nicht den vorgegebenen Parametern entspricht.
Intelligente Sensoren und embedded Hardware
Intelligente Mücken-Sensoren als wesentliche IoT-Hardwarekomponenten werden oft als embedded Hardware verwendet. Embedded bedeutet, dass die Sensoren als Teil eines bestimmten Geräts erstellt werden, um die Datenerfassung und -analyse zu ermöglichen. Intelligente Thermostate sind ein hervorragendes Beispiel für embedded Hardware, die aufgrund von Sensoren fortschrittlichere Funktionen ausführen. Ein weiteres innovatives Beispiel dieser Art ist ein intelligenter Mückensensor für Innenräume, der die Anwesenheit von Mücken im Gebäude erkennt und sie mit Ultraschall vertreibt.
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