Tout ce que vous devez savoir sur les capteurs IoT

Mécanisme de l’infrastructure IoT

Le capteur, souvent considéré comme les yeux et les oreilles de l’ écosystème IoT, est plus efficace lorsqu’il est associé à d’autres éléments essentiels. Voici une brève description de l’ensemble de l’infrastructure :

• Le capteur est le principal élément de l’infrastructure. Il pourrait cibler des propriétés physiques telles que les détecteurs de fumée et les transducteurs de pression ou avoir des applications multiples telles que les RFID et les codes QR.
• Les microcontrôleurs traitent et gèrent les données collectées par le capteur, en effectuant souvent des tâches telles que le filtrage et l’étalonnage.
• Le module de communication transmet les données à des appareils (par exemple, des ordinateurs de bureau, des ordinateurs portables ou des tablettes) ou au Cloud. Il peut s’agir par exemple d’un satellite, d’un réseau WiFi ou d’un réseau Bluetooth.
• La plupart des systèmes IoT ont une interface utilisateur qui convertit les informations en vue de leur consommation. Il peut s’agir d’un affichage de contrôle en direct ou d’une notification lorsque des limites prédéfinies sont atteintes.

Les personnes travaillant dans des secteurs qui dépendent de ces capteurs IoT et des systèmes qui les accompagnent doivent bien connaître leur fonctionnement, car ces connaissances permettent de dépanner efficacement, d’adapter les solutions et de garantir l’exactitude des données.

Importance et utilisations

Aujourd’hui, il y a plus de 15 milliards d’appareils IoT qui alimentent diverses industries dans le monde entier. Et avec ses nombreux avantages considérables, il est peu probable que la dépendance à l’égard de ces gadgets intelligents diminue.

• Collecte instantanée des données – La tâche principale du capteur est de collecter des données en temps réel, ce qui permet aux organisations de prendre de meilleures décisions concernant leurs opérations. Des villes intelligentes comme New York, Londres et Singapour installent divers dispositifs, tels que des feux de circulation intelligents pour gérer les conditions de circulation, des moniteurs de qualité de l’air pour mesurer la qualité de l’air et des systèmes de vidéosurveillance pour accroître la sécurité publique.
• Améliore le contrôle des conditions – Dans le passé, les perturbations opérationnelles étaient difficiles à gérer parce qu’il fallait un certain temps avant que le personnel concerné en soit informé. Comme ces outils alertent les utilisateurs en cas de crise, des mesures d’atténuation sont prises immédiatement. C’est particulièrement vrai dans le domaine des soins de santé où L’IoMT (Internet of Medical Things) peut surveiller l’état des patients à distance et alerter le personnel en cas d’urgence.
• Améliore l’approche proactive du travail – Les capteurs IoT informent les opérateurs de l’état physique et du rendement de leurs machines, ce qui facilite la maintenance prédictive. Ceci est particulièrement utile pour les secteurs de l’industrie manufacturière et de la construction, car leurs tâches dépendent fortement d’un équipement fonctionnel.
• Minimise les erreurs et les mauvais calculs – La précision et l’exactitude vont de pair avec la surveillance et la mesure automatisées de l’environnement. Problèmes causés par les moindres variations de température ou d’humidité – en particulier dans le domaine de la santé ou du secteur agricole et le reste de la chaîne d’approvisionnement – peuvent être traitées immédiatement, ce qui permet d’optimiser les opérations et d’obtenir des produits finis de haute qualité.
• Amélioration de la sécurité – Le monde est rempli de dangers, allant des fuites de produits chimiques aux intrusions dans les maisons. L’installation de caméras de sécurité sur votre propriété ou de détecteurs de proximité à proximité de zones hautement énergisées dans l’usine n’est pas une simple mesure de sécurité pour protéger les personnes contre les dommages physiques mais aussi d’améliorer leur bien-être et de renforcer leur confiance en eux pour accomplir tout ce qu’ils ont à faire.

Types de capteurs IoT

La multitude de capteurs IoT existant aujourd’hui est une réponse aux demandes spécifiques de diverses industries. Comme indiqué plus haut, certains de ces outils sont applicables dans divers secteurs, tels que les détecteurs de mouvement et les lecteurs électromagnétiques. Cependant, la plupart d’entre eux sont optimisés pour des tâches spécifiques. Voici quelques-unes des plus courantes :

Capteurs thermiques

Comme le terme l’indique, cet appareil détermine et mesure la température d’un espace ou d’un objet particulier. Il s’agit de l’un des types de capteurs les plus courants dans l’Internet des objets, utilisé dans toutes les industries principalement comme mécanisme de prévention. Vous trouverez ci-dessous les différents types de thermocapteurs :

• Les thermistances à coefficient de température négatif (CTN) sont les plus utilisés et se trouvent dans les réfrigérateurs, les climatiseurs, les thermomètres d’ambiance, les bouilloires, les fers à repasser et même les smartphones.
• RTD (détecteur de température résistif)Souvent installé dans les moteurs, il détecte la température des huiles et de l’air d’admission.
• Thermocouples Sondes de température sont fréquemment employés dans l’industrie alimentaire et des boissons. Parmi les exemples de capteurs IoT, citons la surveillance des plaques chauffantes et le contrôle des fours.
• Les capteurs à base de semi-conducteurs sont installés dans de nombreux appareils électroniques, notamment les smartphones, les ordinateurs portables et les unités centrales.

Capteur d’humidité

Cet appareil mesure la quantité de vapeur d’eau dans l’air. Il est généralement installé avec des instruments de température, car l’humidité relative dépend de la température de l’air. Voici quelques-unes de ses applications les plus courantes :

• Tous les systèmes CVC (chauffage, ventilation et climatisation), des sèche-linge aux télécopieurs, sont équipés de ce capteur particulier.
• Les stations météorologiques utilisent l’hygromètre pour déterminer la probabilité de brouillard, de pluie et d’autres conditions météorologiques.
• Dans le secteur de la transformation des aliments, cet instrument permet de s’assurer que les produits alimentaires ont un taux d’humidité idéal afin d’éviter leur détérioration.

Photodétecteurs

Également connus sous le nom de capteurs optiques, ces dispositifs réagissent à la lumière et mesurent ses ondes à différents points du spectre et sont largement utilisés dans les domaines suivants :

• Les appareils d’éclairage, tels que les lampadaires, qui s’allument automatiquement à la tombée de la nuit.
• Ordinateurs et photocopieuses
• Dans l’industrie médicale, il est utilisé dans la photopléthysmographie pour surveiller la fréquence cardiaque, les distributeurs sans contact et les analyseurs d’haleine.
• Les codes à barres et certains codes QR (Quick Response) nécessitent un faisceau lumineux pour être scannés.

Accéléromètres

Les détecteurs de mouvement, alimentés par des faisceaux lumineux, des micro-ondes et des ondes ultrasoniques, détectent les mouvements physiques dans un espace défini, en particulier lorsque quelque chose bloque ou interrompt le flux d’énergie. Intégrés aux systèmes de sécurité, ils comprennent des caméras de contrôle, des robinets, des portes, des portails et bien d’autres choses encore.

Capteurs de proximité

Bien qu’il utilise à peu près la même technologie que les détecteurs de mouvement, cet instrument détecte la présence d’un objet à une distance prédéfinie. Parmi les exemples de capteurs IoT, citons les ascenseurs, les voies ferrées, les parkings et les chaînes de montage dans le secteur manufacturier.

Indicateurs de pression

Ce dispositif mesure la force, liquide ou gazeuse, exercée sur le capteur dans une zone spécifique. Les capteurs de pression sont largement utilisés dans l’entretien et la réparation des automobiles, des avions et des machines. Il joue également un rôle important en météorologie, en détectant la pression atmosphérique qui pourrait signaler l’approche d’un ouragan ou d’un typhon.

Capteurs de niveau

Ils contrôlent et traduisent en un signal identifiable le niveau d’une substance (solide, liquide ou gazeuse) par rapport à une valeur prédéfinie. L’illustration la plus simple est la jauge d’essence d’une voiture, qui s’allume lorsque le niveau de carburant est au plus bas.

Capteurs de qualité

Ils détectent la présence d’une substance susceptible de s’être échappée de leur contenant fermé dans un autre espace. Le capteur est utile dans les laboratoires où produits chimiques dangereux sont utilisés ou même dans les habitations lorsqu’un gaz spécifique (par exemple, le dioxyde de carbone ou le gaz de pétrole liquéfié) se diffuse dans une pièce.

Caméras

Également appelés capteurs d’images, ils capturent des images qui seront stockées et traitées numériquement. Voici quelques exemples de capteurs IoT spécifiques :

• Lecteurs de plaques d’immatriculation
• Systèmes de reconnaissance faciale
• Appareils photo numériques sur les appareils mobiles

Microphones

Également appelés capteurs acoustiques, ils suivent et identifient les signaux sonores, y compris la voix, les claquements, les coups et les applaudissements. Ces capteurs sont utilisés aussi bien pour des appareils conventionnels comme les radios et les téléphones que pour des applications plus modernes dans les systèmes de sécurité et de domotique.

RFID

L’identification par radiofréquence (RFID), comme son nom l’indique, utilise des ondes radio pour transmettre des signaux qui activent l’étiquette. Capteur le plus couramment utilisé pour la sécurité et l’authentification, les RFID permettent de suivre et d’identifier des objets, vivants ou non.

Défis actuels et progrès futurs

Les capteurs IoT se sont développés au cours des deux dernières décennies et ont joué un rôle important dans la façon dont les gens vivent, interagissent et font des affaires. Mais cette technologie a également entraîné de nouvelles difficultés pour ceux qui en dépendent. Ces défis sont d’autant plus importants que l’infrastructure est de plus en plus répandue et disponible.

• La miniaturisation pour réduire la consommation d’énergie – Étant donné que de nombreux appareils IoT fonctionnent avec des batteries qui ont tendance à s’épuiser rapidement, il est nécessaire de remplacer fréquemment les batteries est indispensable. Et cela coûte cher. La miniaturisation ou le fait de rendre les composants de l’appareil plus compacts consommera moins d’énergie. Il est plus facile d’intégrer des outils plus petits dans divers équipements et, selon certains, de rendre le gadget plus durable.
• L’informatique de pointe et l’IA résolvent le problème de l’interopérabilité – Parfois, une seule machine nécessite plusieurs types de capteurs (par exemple, le thermostat du liquide de refroidissement, le capteur d’oxygène des gaz d’échappement et le vilebrequin d’allumage dans une unité de contrôle du moteur ou ECU), ce qui entrave l’intégration et l’échange de données en toute transparence. L‘apprentissage automatique, et l’informatique de pointe réduisent ce problème et identifient les anomalies en temps réel.
• Les réseaux de capteurs sans fil améliorent l’évolutivité – La gestion de plusieurs appareils est incroyablement complexe et nécessite des performances réseau stables et une gestion efficace des données. LoRaWan et d’autres moyens de communication à faible consommation et à longue portée maintiennent les connexions entre l’appareil IoT et le réseau, ce qui garantit la fiabilité même lorsque la charge de travail et le nombre d’utilisateurs augmentent.
• L’intégration de la blockchain améliore la sécurité et la confidentialité des données – La sécurité et la confidentialité, préoccupations essentielles dans l’infrastructure IoT, sont souvent attaquées et vulnérables à l’accès non autorisé, aux dommages et au vol. Outre la mise en œuvre de mesures robustes telles que le cryptage et les pare-feu, l’intégration d’un grand livre décentralisé et inviolable garantit l’intégrité des données.