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物联网中的传感器和执行器如何促进实现工业自动化

发布时间:2021/7/23 17:37:42
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  物联网的自动化是通过将数据连接到机器设备上来实现的。物联网中的传感器和执行器则代表物联网系统的两个端点。
 
  物联网是数据经济的主要推动因素。物联网系统的价值超出了用例的最初预期,例如自动化。这是因为其进一步的价值在于物联网系统创造的智能。传感器是物联网数据的来源,物联网中的传感器和执行器可以协同工作以实现工业规模的自动化。最后,随着时间的推移,对这些传感器和执行器产生的数据的分析可以提供有价值的业务见解。
 
  在材料和纳米技术的技术创新的推动下,传感器技术正以前所未有的速度发展,从而提高精度、减小尺寸和成本,并能够测量或检测以前难以实现的功能。事实上,传感技术发展如此迅速,人们将在几年内看到每年将会增加数以亿计的传感器。
 
  传感器
 
  描述传感器的一个更好的术语是换能器。换能器是将一种形式的能量转换为另一种形式的任何一种物理设备。因此,在采用传感器的情况下,换能器将一些物理现象转换为可以确定读数的电脉冲。麦克风就是一种传感器,它获取振动能量(声波)并将其以有用的方式转换为电能,以便系统中的其他组件与原始声音相关联。
 
  执行器
 
  人们将在许多物联网系统中遇到的另一种类型的传感器是执行器。简单来说,执行器的工作方向与传感器相反。它需要电流输入并将其转化为物理动作。例如,电动机、液压系统和气动系统都是不同类型的执行器。
 
  控制器
 
  在典型的物联网系统中,传感器可以收集信息并将其路由到控制中心。在那里,先前定义的逻辑决定了决策。因此,相应的命令响应于其感测到的输入来控制致动器。因此,物联网中的传感器和执行器从两端协同工作。
 
  以下将讨论控制中心在规模更大的物联网系统中起到的作用。
 
  物联网多样性是关键
 
  物联网系统中有许多不同类型的传感器,例如流量传感器、温度传感器、电压传感器、湿度传感器等等。此外,有多种方法可以衡量同一事物。例如,类似于在气象站测量气流的螺旋桨式的风速仪。但是这种方法不适用于汽车。作为替代方案,汽车可以通过加热一个小元件并测量它的冷却速度来测量气流。
 
  不同的应用需要不同的测量方法。单个变量可以同时触发多个动作。因此,物联网中的传感器和执行器必须可靠地协同工作。
 
  精确传感器的重要性
 
  想象一下,如果酒吧老板希望获知打开啤酒桶的水龙头之后的啤酒流量。可以采用的一种方法是在从啤酒桶到水龙头的管线上安装一个传感器。该传感器内部有一个小叶轮。当啤酒流过传感器时,它会导致叶轮旋转,就像气象站上的螺旋桨式风速仪一样。当叶轮旋转时,它会向计算机发送一串电脉冲。计算机将解释脉冲以确定有多少啤酒流过。听起来很简单,对吧?
 
  这就是传感器变得有趣的地方。如果回顾以上的描述,就会发现从未直接测量流过传感器的啤酒量,而是通过电脉冲流进行了分析。这意味着必须首先弄清楚如何解释它。
 
  传感器校准
 
  为了校准传感器,可以使用一个已知容量的容器(比如一升的玻璃杯),然后必须在各种条件下填充这个容器,以确定电脉冲信号是什么样的。然后,监控负责打开和关闭另一端流量的执行器。
 
  例如,第一个玻璃杯中的啤酒可能会有更多的泡沫,这与从桶中间流出的全是啤酒不同。只有通过反复试验和分析大量数据,才能获得解释数据的信心。物联网中的传感器和执行器可以协同工作,实现啤酒灌装等过程的自动化。
 
  准确校准的重要性
 
  确定了这种相关性后,协议可以始终确保传感器正确读取数据。这个过程就是校准。信誉良好的制造商将提供已经校准的设备,并提供有关如何重新校准以验证传感器精度的说明。
 
  感测数据的准确性至关重要,因为将根据对数据的后期分析做出关键任务决策,如果数据有错误的话,将会毫无价值。
 
  重要的后续步骤
 
  物联网中的传感器和执行器需要协同工作。而在准备设备的高度之后,需要准备物联网系统原型。物联网云计算解决方案很有效,可以摄取设备的数据,并提供查询或可视化数据的方法。

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