A dolgok internete (IoT) az elmúlt nagyjából fél évtizedben egyre nagyobb figyelmet kapott a nyilvánosság előtt. Leginkább a rendkívül népszerű otthonautomatizálás következő logikus lépésének tekintik. Csak most kezdjük megérteni a dolgok internetének alkalmazását, mivel az általa magában hordozott konnektivitás szinte mindent megváltoztathat, amit teszünk. Az otthonunkhoz való csatlakozás egy dolog, de a világ másik felén lévő valahova való csatlakozás egészen más. Ez felveti a kérdést, hogy mit lehet tenni a lineáris aktuátorok és más eszközök irányításán túl.
Mi a dolgok internete?
A dolgok internetének története valójában több évtizedre nyúlik vissza. Az egyetlen ok, amiért csak mostanában kerül a nyilvánosság elé, az akkori technológiánk korlátai. Most, hogy a technológiánk elérte azt a pontot, ahol az ilyen dolgok megvalósíthatók, a dolgok internetének kell lennie a következő nagy ugrásnak. A kutatók úgy vélik, hogy az összes eszközünk közötti kapcsolatok lehetővé teszik a gyorsabb és szabadabb információcserét a kapcsolatokon keresztül. Ez lehetővé teszi számunkra, hogy jobban kapcsolódjunk egymáshoz és otthonainkhoz mindenkor. Ennek kezdeti felhasználási területei az otthonautomatizálás voltak.
A modern világban az automatizálás uralkodik. Kezdetben üzemekben és gyárakban alkalmazták, hogy megkíméljék az embereket a fizikailag fáradságos és ismétlődő műveletektől, majd automatizált eszközöket és kobotok elhagyták az üzemcsarnokokat, és a tevékenységek széles skálájára terjedtek ki. Értékelve azt a kényelmet és komfortot, amit ezek a fáradhatatlan, csendes asszisztensek nyújtanak, meghívtuk őket otthonainkba, ahol elkezdték egyszerűsíteni a hétköznapi házimunkánkat és a szabadidős elfoglaltságainkat. Az automatizált trükkök elárasztották a konyháinkat, hálószobáinkat, dolgozószobáinkat és garázsainkat, high-tech menedékké változtatva azokat, ahol az emberek hátradőlhetnek, és hagyhatják, hogy a technológiák kielégítsék szeszélyeiket.
A környezetünk teljes automatizálása felé vezető úton a következő logikus lépés az összes eszköz összekapcsolása, hogy lehetővé tegyük az együttműködésüket ahelyett, hogy sokukkal elszigetelten foglalkoznánk. Ezt a lépést az IoT – a dolgok internete – bevezetésével tették meg.
Az IoT és az aktuátorok
A lineáris aktuátorok azért olyan fontosak a dolgok internetében (IoT), mert számos különböző berendezés szerves részét képezik, mind otthon, mind azon kívül. A biztonsági rendszerek jó példái ennek. Mivel a lineáris aktuátorokat számos rendszerben használják a kamera használatának és hatótávolságának kiterjesztésére, a dolgok internetében (IoT) sokféleképpen felhasználhatók. Például a rendszer érzékelőinek bekapcsolása azt jelentheti, hogy a dolgok internetét információk küldésére használják a biztonsági rendszerből valamilyen mobileszközre. Az IoT aktuátorok vezérelhetők is, hogy ismét a biztonsági rendszer analógiáját alkalmazzák. Egy lehetséges probléma észlelése után az IoT átveheti az aktuátorok irányítását, és elforgathatja a kamerát, hogy tisztábban lássa, mi történik.
Aktuátorok nélkül a dolgok internete nem lenne képes önállóan végrehajtani a szükséges változtatásokat, így egyszerűen a különféle eszközök vezérlésére és az azokkal való interakcióra redukálódna. A dolgok internete elektromos aktuátoroktól függ a mozgás eléréséhez. Az aktuátorok önmagukban is jó módjai a dolgok internetének bővítésének, mivel lehetővé teszik számunkra, hogy távolról is változtatásokat hajtsunk végre, és segítik a nagyobb távolságokon átívelő kommunikációt.
Hogyan lehetne az aktuátorokat az IoT-n keresztül vezérelni?
Az Internet of Things automatizálása nyílt forráskódú platformokon, például Raspberry Pi-n vagy Arduinón keresztül vezérelhető. Bár a Raspberry Pi alapvetőbb, mint az Arduino, egy kis számítógép, amely különféle perifériákkal és be-/kikapcsolókkal használható. Ez lehetővé teszi, hogy valaki, aki ilyen típusú számítógéppel rendelkezik, a Dolgok Internetén keresztül vezérelje a hozzá csatlakoztatott működtetőket.
A Dolgok Internetének (IoT) felépítése az Arduino nyílt forráskódú platformjával természetesen némileg eltér a Raspberry Pi használatától, főként a méretbeli különbségek miatt. Az Arduino egy nyílt forráskódú platform, amely mind bemeneti, mind kimeneti jeleket kezel. Ha felismer egy adott bemenetet, amelynek felismerésére betanították, vagy amely valamilyen módon közvetlenül hozzá van csatlakoztatva, akkor jelet küldhet máshová. A lineáris aktuátorok felhasználási lehetőségei ezért könnyen beláthatók. Az Arduinoban lévő valami által fogadott egyetlen jel lehet az, amely egyes lineáris aktuátorok elindítását indítja el adott gépekben, ha maguk is kapnak egy kimenő jelet. Az Arduino hatalmas jellege és nyílt forráskódú platformja miatt a lineáris technológia lehetőségei a Dolgok Internetében szinte végtelenek.
Hogyan működnek az IoT-eszközök?
Az IoT rendszerek működése háromrétegű architektúrát foglal magában.
1. réteg
Az 1. réteg fizikai. Magában foglalja a csatlakoztatott érzékelőket, amelyek adatokat gyűjtenek, majd azokat továbbadják. Mivel ezek az érzékelők potenciálisan bármilyen típusú adatot képesek előállítani, az ipari IoT alkalmazáshoz fontos a fogadott információk szűrése, hogy kiszűrjék a lényegtelen üzeneteket és kiemeljék a sürgőseket. Például fenyegetésészlelés, hirtelen leállások stb. Ha az IoT adatgyűjtés későbbi mélyreható elemzést igényel, akkor azokat nem a vállalat számítógépein kell tárolni, hanem a felhőbe kell helyezni.
2. réteg
A 2. réteg lényegében egy DAS-szal (adatgyűjtő rendszer) ellátott IoT-érzékelő hálózat. Ez utóbbi az adatérzékelőktől kapott jelek, általában analóg hullámformák, digitális értékekké alakítására szolgál, amelyeket egy számítógép dolgoz fel. Ezután az internetátjáró Wi-Fi-n vagy vezetékes helyi hálózaton keresztül a digitalizált adatokat a 3. rétegre irányítja. Az adatátvitel másik kötelező előfeltétele a köztes szoftver. Ez egy olyan szoftver, amely összeköti az adatbázist és az alkalmazásokat, és biztosítja az összes IoT-komponens kohézióját és kezelését.
3. réteg
A 3. réteg az, ahol az adatokra adott reakció történik. Az ezért felelős eszközök utasítást kapnak, hogy az előre beállított algoritmusoknak megfelelően kezdjenek el működni.
IoT-érzékelők
Ezek az érzékelők olyan modulok, amelyek a környezeti változásokat érzékelve információkat szolgáltatnak a velük összekapcsolt rendszer többi eleméről. A környező világ állapotáról szóló jeleket digitális kóddá alakítják. Az IoT-érzékelő tehát egy átalakító egy altípusa, egy olyan eszköz, amely az egyik energiafajtát a másikká alakítja. Az érzékelők és az átalakítók közötti különbség az, hogy az utóbbi egy általánosabb kifejezés, amely magában foglalja az összes energiaátalakítást lehetővé tevő készüléket, míg az előbbi csak a fizikai jelenségeket alakítja át elektromos jelekké.
Napjainkban a szenzorok sokfélesége lenyűgöző. A passzív szenzorok például nem igényelnek külső áramforrást a működésükhöz, míg az aktívak igen. A bennük megvalósított érzékelési módszer szerint a szenzorok mechanikus, termikus, elektromos és kémiai típusokra oszthatók. Mindegyik szenzorokon alapul, ami azt jelenti, hogy csak valamilyen értéket tudnak mérni, de a vett bemenetet nem tudják elemezni, mivel nincsenek processzorokkal felszerelve. Az IoT szenzortechnológia két teljesen különböző típusú eszközt használ.
- Az intelligens érzékelők digitális mozgásfeldolgozókkal (DMP-kkel) vannak felszerelve, amelyek képesek elemezni a begyűjtött adatokat, mielőtt azokat a kommunikációs modulon keresztül a hálózati rétegbe továbbítanák. Az ilyen érzékelők kompenzációs szűrőket, erősítőket és egyéb, a működésüket megkönnyítő alkatrészeket is tartalmazhatnak.
- Az intelligens szenzorok továbbfejlesztett okos szenzorok, amelyek az utóbbiakon túl képesek önellenőrzésre és azonosításra, valamint adaptációra és tesztelésre. Sőt, akár IoT-vezérlőként is funkcionálhatnak, válaszokat kezelve, ami gyakorlatilag specializált hardverré teszi őket.
Bármennyire is fontosak az IoT érzékelői, végső soron a 3. rétegbeli eszközök határozzák meg a feladatok végrehajtását.
Az IoT működésének egy példája
A következő példa a mezőgazdaságban használt IoT aktuátorokat vizsgálja.
Az internet szenzorai információkat gyűjtenek a talaj nedvességtartalmáról, hogy meghatározzák, milyen intenzíven kell öntözni a növényeket. Ezeket az adatokat kiegészítik az internetről származó időjárás-előrejelzések, amelyek tájékoztatnak arról, hogy várható-e eső egy adott helyen a közeljövőben. Ezen bemeneti adatok alapján az öntözőrendszer automatikusan bekapcsol, ha száraz időszak várható, és pontosan annyi vizet adagol, amennyire a növényeknek szükségük van.
Amint látható, a teljes rendszer megfelelő működése nagymértékben függ a dolgok internetéhez tartozó érzékelőktől.
Következtetés
A dolgok internete olyan gyorsan növekszik, hogy számos lehetőség lát napvilágot azzal kapcsolatban, hogy mit kezdhetnénk vele. Bár a legtöbben az otthonautomatizálásból ismerik, a dolgok internetében ennél sokkal több rejlik. Az IoT érzékelők és aktuátorok biztosítják a pontos adatgyűjtést és az előző programozás által meghatározott pontos reakciót, ezáltal utat nyitva életünk számos aspektusának egyszerűsítéséhez. Ez a cikk részletesen tárgyalja, hogyan is... lineáris aktuátorok hatással lenne a dolgok internete, és hogy hogyan tudnánk azokat irányítani és használni.