Tingenes internett er noe som har vokst i offentlighetens søkelys det siste halve tiåret eller så. Det blir mest sett på som det neste logiske steget etter hjemmeautomatisering, som har vært ekstremt populært. Vi begynner først nå å forstå bruken av tingenes internett, ettersom tilkoblingen det innebærer har potensial til å forandre nesten alt vi gjør. Å være koblet til hjemmene våre er én ting, men å være koblet til et sted på den andre siden av verden er noe helt annet. Dette reiser spørsmål om hva som kan gjøres utenfor kontrollen til lineære aktuatorer og andre verktøy.
Hva er tingenes internett?
Historien til tingenes internett strekker seg faktisk flere tiår tilbake. Den eneste grunnen til at det først nå når offentlighetens søkelys, er på grunn av begrensningene i teknologien vår på den tiden. Nå som teknologien vår har nådd det punktet hvor slike ting er gjennomførbare, er tingenes internett satt til å bli det neste store spranget. Forskere tror at forbindelsene mellom alle enhetene våre vil muliggjøre raskere og friere utveksling av informasjon rundt forbindelsene. Dette vil gjøre det mulig for oss å være mer tilkoblet og i mer kontakt med hverandre og hjemmene våre til enhver tid. De første bruksområdene for dette har vært innen hjemmeautomasjon.
Automatisering i den moderne verden er overlegent. Automatiserte enheter og apparater ble opprinnelig brukt i fabrikker for å spare mennesker for fysisk arbeidskrevende og repeterende operasjoner. samarbeidende roboter har forlatt butikkgulvene og spredt seg over et stort spekter av aktiviteter. Vi satte pris på bekvemmeligheten og komforten som disse utrettelige, stille assistentene bringer, og inviterte dem inn i hjemmene våre, hvor de begynte å effektivisere våre hverdagslige gjøremål og fritidssysler. Automatiserte gimmicker oversvømmet kjøkkenene og soverommene, hulene og garasjene våre og forvandlet dem til høyteknologiske fristeder hvor mennesker kan lene seg tilbake og la teknologien få utløp for alle sine innfall.
Det neste logiske steget på veien mot total automatisering av miljøet vårt er å koble alle enhetene sammen for å muliggjøre samarbeid i stedet for å håndtere mange av dem isolert. Dette steget ble tatt med innføringen av IoT – Tingenes internett.
IoT og aktuatorer
Lineære aktuatorer er så viktige for tingenes internett fordi de utgjør en integrert del av mange forskjellige utstyrsenheter, både i hjemmet og utenfor. Sikkerhetssystemer er et godt eksempel på dette. Siden lineære aktuatorer brukes i mange systemer for å utvide bruken og rekkevidden til et kamera, kan tingenes internett bruke det på en rekke måter. For eksempel kan det å utløse systemets sensorer bety at tingenes internett utløses til å sende informasjon fra sikkerhetssystemet til en mobil enhet av noe slag. IoT-aktuatorer kan også styres inn for å bruke sikkerhetssystemets analogi igjen. Etter å ha oppdaget et mulig problem, kan IoT ta kontroll over aktuatorene og vri kameraet for å se hva som skjer tydeligere.
Uten aktuatorer ville ikke tingenes internett være i stand til å gjøre de nødvendige endringene på egenhånd, og dermed bli redusert til kun å kontrollere og samhandle med ulike enheter. Tingenes internett er avhengig av elektriske aktuatorer for å oppnå bevegelse. Aktuatorer er også en god måte å utvide tingenes internett på, ettersom de lar oss gjøre endringer eksternt og bidrar til kommunikasjon over større avstander.
Hvordan aktuatorer kan styres via IoT
Automatisering av tingenes internett kan styres via en åpen kildekode-plattform som Raspberry Pi eller Arduino. Selv om Raspberry Pi er mer grunnleggende enn Arduino, er det en liten datamaskin som kan brukes med diverse periferiutstyr og inn- og utgangsbrytere. Dette vil gjøre det mulig for noen med en slik datamaskin å bruke den via tingenes internett til å kontrollere alle aktuatorer som er koblet til den.
Å bygge Tingenes Internett med den åpne kildekode-plattformen Arduino er selvfølgelig litt annerledes enn å bruke Raspberry Pi, hovedsakelig på grunn av størrelsesforskjellene. Arduino er en åpen kildekode-plattform som håndterer både inngangs- og utgangssignaler. Hvis den gjenkjenner en spesifikk inngang som den er trent til å gjenkjenne, eller som er direkte koblet til den på en eller annen måte, kan den sende et signal et annet sted. Bruksområdene for lineære aktuatorer er derfor enkle å se. Ett signal mottatt av noe i Arduino kan være utløseren for at noen lineære aktuatorer starter et bestemt maskineri hvis de selv mottar et utgående signal. På grunn av den enorme naturen til Arduino, og dens åpne kildekode-plattform, er mulighetene for lineær teknologi i Tingenes Internett nesten uendelige.
Hvordan IoT-enheter fungerer
Funksjonen til IoT-systemer innebærer trelagsarkitektur.
Lag 1
Lag 1 er fysisk. Det inkluderer tilkoblede sensorer som samler inn data og overfører disse videre. Siden disse sensorene potensielt kan produsere alle typer data, er det viktig å filtrere den mottatte informasjonen for industrielle IoT-applikasjoner for å sile ut irrelevante meldinger og fremheve de som haster. For eksempel trusseldeteksjon, brå nedstengninger og så videre. Hvis IoT-datainnsamlingen krever påfølgende dypanalyse, bør den ikke lagres på bedriftens datamaskiner, men henvises til skyen.
Lag 2
Lag 2 er i hovedsak et IoT-sensornettverk som leveres med DAS (data acquisition system). Sistnevnte brukes til å konvertere signaler hentet fra datasensorer, vanligvis analoge bølgeformer, til digitale verdier som behandles av en datamaskin. Deretter leder internettgatewayen de digitaliserte dataene til lag 3 via Wi-Fi eller et kablet lokalnettverk. En annen obligatorisk forutsetning for dataoverføring er mellomvare. Det er programvare som kobler sammen databasen og applikasjonene og sikrer sammenheng og administrasjon av alle IoT-komponenter.
Lag 3
Lag 3 er der reaksjonen på dataene finner sted. Enhetene som er ansvarlige for dem får en ordre om å begynne å fungere i samsvar med de forhåndsinnstilte algoritmene.
IoT-sensorer
Disse sensorene er moduler som oppdager endringer i miljøet for å gi informasjon om de andre elementene i systemet de er koblet til. Signalene om tilstanden til omgivelsene konverteres til digital kode. En IoT-sensor er dermed en undertype av en transduser, en enhet som transformerer én energitype til en annen. Forskjellen mellom sensorer og transdusere er at sistnevnte er en mer generell betegnelse som omfatter alle apparater som muliggjør energikonvertering, mens førstnevnte kun konverterer fysiske fenomener til elektriske signaler.
I dag er utvalget av sensorer forbløffende. Passive sensorer krever for eksempel ingen ekstern strømkilde for å fungere, mens aktive gjør det. I henhold til deteksjonsmetoden som er implementert i dem, er sensorer delt inn i mekaniske, termiske, elektriske og kjemiske typer. Alle disse er basert på sensorer, noe som betyr at de bare kan måle en viss verdi, men ikke analysere den mottatte inngangen, ettersom de ikke er utstyrt med prosessorer. IoT-sensorteknologi bruker to helt forskjellige typer enheter.
- Smarte sensorer er utstyrt med digitale bevegelsesprosessorer (DMP-er) som kan analysere de innhentede dataene før de overføres via kommunikasjonsmodulen til nettverkslaget. Slike sensorer kan også inneholde kompensasjonsfiltre, forsterkere og andre komponenter som forenkler driften.
- Intelligente sensorer er oppgraderte smarte sensorer som i tillegg til sistnevntes evner, er i stand til selvvalidering og identifisering, samt tilpasning og testing. Dessuten kan de til og med fungere som en IoT-kontroller som håndterer responser, noe som gjør dem til effektivt spesialisert maskinvare.
Uansett hvor viktige sensorer for IoT kan være, er det lag 3-enheter som til syvende og sist bestemmer oppgaveimplementeringen.
Et eksempel på drift av IoT
Følgende eksempel undersøker IoT-aktuatorer i landbruket.
Sensorer fra Tingenes Internett samler informasjon om fuktighetsmengden i jorden for å bestemme hvor intensiv vanningen av avlinger bør være. Disse dataene suppleres med værmeldinger hentet fra internett, som informerer om det er forventet regn på et gitt sted i den nærmeste fremtid. Ved å svare på disse inndataene slås vanningssystemet automatisk på hvis det forventes en tørkeperiode, og slipper ut nøyaktig den mengden vann som avlingene trenger.
Som du kan se, avhenger den tilstrekkelige driften av hele systemet i stor grad av sensorer for tingenes internett.
Konklusjon
Tingenes internett vokser så raskt at det dukker opp en rekke muligheter for hva vi kan gjøre med det. Selv om folk flest kjenner til det fra hjemmeautomatisering, er det mye mer knyttet til tingenes internett. IoT-sensorer og -aktuatorer sikrer nøyaktig datasamling og nøyaktig reaksjon som er fastsatt av den forutgående programmeringen, og baner dermed vei for å effektivisere en rekke aspekter av livet vårt. Denne artikkelen gikk i detalj om hvordan spesifikt lineære aktuatorer ville bli påvirket av Tingenes internett, og hvordan de kunne kontrolleres og brukes av oss.