Интернетът на нещата е нещо, което нараства в общественото внимание през последното петдесетилетие. Той се разглежда най-вече като следващата логична стъпка от домашната автоматизация, която е изключително популярна. Едва сега започваме да разбираме приложението на Интернет на нещата, тъй като свързаността, която той предполага, има потенциала да промени почти всичко, което правим. Да бъдеш свързан с домовете си е едно, но да бъдеш свързан с някъде от другата страна на света е нещо съвсем друго. Това повдига въпроси за това какво може да се направи отвъд контрола на линейните задвижващи механизми и други инструменти.
Какво е Интернет на нещата?
Историята на Интернет на нещата всъщност датира от няколко десетилетия назад. Единствената причина, поради която той достига до общественото внимание едва сега, са ограниченията на нашите технологии по това време. Сега, когато технологиите ни са достигнали точката, в която подобни неща са осъществими, Интернет на нещата е на път да бъде следващият голям скок. Изследователите смятат, че връзките между всички наши устройства ще позволят по-бърз и по-свободен обмен на информация. Това ще ни позволи да бъдем по-свързани и в по-голям контакт помежду си и с домовете си по всяко време. Първоначалните приложения на това са били в сферата на домашната автоматизация.
Автоматизацията в съвременния свят царува. Първоначално се използваше в заводи и фабрики, за да спести на хората физически трудоемките и повтарящи се операции, автоматизирани устройства и коботи са напуснали производствените цехове и са се разпространили в огромен спектър от дейности. Оценявайки удобството и комфорта, които тези неуморни мълчаливи асистенти носят, ние ги поканихме в домовете си, където те се заеха да рационализират ежедневните ни задължения и занимания в свободното време. Автоматизирани трикове заляха нашите кухни и спални, кабинети и гаражи, превръщайки ги във високотехнологични убежища, където хората могат да се отпуснат и да оставят технологиите да задоволяват всичките им капризи.
Следващата логична стъпка по пътя към пълна автоматизация на нашата среда е обединяването на всички устройства, за да се осигури тяхното сътрудничество, вместо да се работи с много от тях поотделно. Тази стъпка беше направена с въвеждането на IoT – Интернет на нещата.
Интернет на нещата и изпълнителните механизми
Линейните задвижващи механизми са толкова важни за Интернет на нещата, защото те са неразделна част от много различни устройства, както в дома, така и извън него. Системите за сигурност са добър пример за това. Тъй като линейните задвижващи механизми се използват в много системи за разширяване на употребата и обхвата на камерата, Интернет на нещата може да я използва по различни начини. Например, задействането на сензорите на системата може да означава, че Интернет на нещата се задейства, за да изпрати информация от системата за сигурност до мобилно устройство от някакъв вид. Задвижващите механизми на Интернет на нещата също могат да бъдат контролирани, за да се използва отново аналогията със системата за сигурност. След като открие евентуален проблем, Интернет на нещата може да поеме контрола над задвижващите механизми и да завърти камерата, за да види по-ясно какво се случва.
Без изпълнителни механизми, Интернетът на нещата не би могъл да прави необходимите промени сам, следователно би се свеждал до просто управление и взаимодействие с различни устройства. Интернетът на нещата зависи от електрически изпълнителни механизми, за да постигне движение. Задвижващите механизми са и добър начин за разширяване на Интернет на нещата, тъй като ни позволяват да правим промени дистанционно и подпомагат комуникацията на по-големи разстояния.
Как задвижващите механизми могат да бъдат управлявани чрез интернет на нещата
Автоматизацията на Интернет на нещата може да се контролира чрез платформа с отворен код, като например Raspberry Pi или Arduino. Въпреки че Raspberry Pi е по-основен от Arduino, той е малък компютър, който може да се използва с различни периферни устройства и входно/изходни превключватели. Това ще позволи на някой с такъв тип компютър да го използва чрез Интернет на нещата, за да контролира всички задвижващи механизми, които са свързани към него.
Изграждането на Интернет на нещата с платформата с отворен код Arduino, разбира се, е малко по-различно от използването на Raspberry Pi, най-вече поради разликите в размера. Arduino е платформа с отворен код, която обработва както входни, така и изходни сигнали. Ако разпознае специфичен вход, който е обучен да разпознава или който е директно свързан с него по някакъв начин, може да изпрати сигнал другаде. Следователно приложенията на линейните задвижващи механизми са лесни за разбиране. Един сигнал, получен от нещо в Arduino, може да бъде спусък за стартиране на някои линейни задвижващи механизми в определени машини, ако самите те получат изходящ сигнал. Поради огромния характер на Arduino и неговата платформа с отворен код, възможностите за линейна технология в Интернет на нещата са почти безкрайни.
Как работят IoT устройствата
Функционирането на IoT системите включва трислойна архитектура.
Слой 1
Слой 1 е физически. Той включва свързани сензори, които събират данни с по-нататъшното им прехвърляне. Тъй като потенциално тези сензори могат да генерират всякакъв вид данни, за индустриалното приложение на IoT е важно да се филтрира получената информация, за да се отсеят неподходящите съобщения и да се откроят спешните. Например, откриване на заплахи, внезапни изключвания и т.н. Ако събирането на IoT данни изисква последващ задълбочен анализ, те не трябва да се съхраняват на компютрите на компанията, а да се прехвърлят в облака.
Слой 2
Слой 2 е по същество IoT сензорна мрежа, снабдена със DAS (система за събиране на данни). Последната се използва за преобразуване на сигнали, получени от сензори за данни, обикновено аналогови вълнови форми, в цифрови стойности, които се обработват от компютър. След това интернет шлюзът насочва цифровизираните данни към Слой 3 през Wi-Fi или кабелна локална мрежа. Друго задължително условие за предаване на данни е middleware. Това е софтуер, който свързва базата данни и приложенията и осигурява съгласуваността и управлението на всички IoT компоненти.
Слой 3
Слой 3 е мястото, където се осъществява реакцията към данните. Устройствата, отговорни за това, получават команда да започнат да функционират в съответствие с предварително зададените алгоритми.
Интернет на нещата (IoT) сензори
Тези сензори са модули, които откриват промени в околната среда чрез информация за другите елементи на системата, към която са свързани. Сигналите за състоянието на околния свят се преобразуват в цифров код. Следователно, IoT сензорът е подтип на преобразувател - устройство, което трансформира един вид енергия в друг. Разликата между сензори и преобразуватели е, че вторият е по-общ термин, обхващащ всички уреди, позволяващи преобразуване на енергия, докато първият преобразува само физически явления в електрически сигнали.
Днес разнообразието от сензори е изумително. Пасивните сензори например не изискват външен източник на захранване, за да функционират, докато активните изискват. Според метода на детектиране, който е реализиран в тях, сензорите се разделят на механични, термични, електрически и химични. Всички те са базирани на сензори, което означава, че могат само да измерват някаква стойност, но не и да анализират получения входен сигнал, тъй като не са оборудвани с процесори. Технологията на IoT сензорите използва два напълно различни вида устройства.
- Интелигентните сензори са оборудвани с цифрови процесори за движение (DMP), които могат да анализират получените данни, преди да ги предадат чрез комуникационния модул към мрежовия слой. Такива сензори могат също да съдържат компенсационни филтри, усилватели и други компоненти, улесняващи работата им.
- Интелигентните сензори са подобрени интелигентни сензори, които освен че могат да правят това, са способни на самовалидиране и идентификация, както и на адаптация и тестване. Освен това, те могат дори да функционират като IoT контролер, обработващ отговори, което ги прави ефективно специализиран хардуер.
Колкото и важни да са сензорите за IoT, устройствата от ниво 3 в крайна сметка определят изпълнението на задачите.
Пример за работа на Интернет на нещата (IoT)
Следващият пример разглежда IoT задвижващите механизми в селското стопанство.
Сензорите от интернет на нещата събират информация за количеството влага в почвата, за да определят колко интензивно трябва да бъде поливането на културите. Тези данни се допълват от прогнозата за времето, получена от интернет, която информира дали се очаква дъжд на дадено място в скоро време. В отговор на тези входни данни напоителната система се включва автоматично, ако се очаква сух период, и изпуска точното количество вода, от което се нуждаят културите.
Както виждате, адекватната работа на цялата система до голяма степен зависи от сензорите за Интернет на нещата.
Заключение
Интернетът на нещата се разраства толкова бързо, че се появяват множество възможности за това какво бихме могли да правим с него. Въпреки че повечето хора знаят за него от домашната автоматизация, Интернет на нещата предлага много повече. Сензорите и изпълнителните механизми на IoT осигуряват точно събиране на данни и точна реакция, определена от предварителното програмиране, като по този начин проправят пътя за рационализиране на множество аспекти от нашия живот. Тази статия разглежда подробно как по-специално... линейни задвижващи механизми биха били засегнати от Интернет на нещата и как те биха могли да бъдат контролирани и използвани от нас.