Sensoren

Mit intelligenten Sensoren das industrielle IoT ausreizen

| Autor / Redakteur: Nate D. Larson * / Margit Kuther

Die Vorteile eines Wzzard-Mesh-Netzwerks

Viele der Design-Herausforderungen bei der Konstruktion eines intelligenten Sensors lassen sich allerdings ganz vermeiden – mit der Intelligenten Sensorplattform Wzzard von B+B SmartWorx.

Ein Starterkit ist erhältlich (Bild 5), das ein Gateway für die Verbindung mit einem Mobilfunk- oder Ethernet-Netzwerk enthält, und einen Satz intelligenter Edge-Knoten, die Eingänge für verschiedene Wandler wie analoge und digitale Eingänge, Beschleunigungsmesser-Eingang und einen Eingang für ein Thermoelement Typ J oder K bereitstellen.

Verschiedene Methoden zum physischen Anschluss der Sensoren werden unterstützt und jeder Knoten stellt mit einer IEEE 802.15.4e-unterstützenden drahtlosen SmartMeshIP-Netzwerktechnologie eine Verbindung zum Gateway her. Die Kommunikation erfolgt über das MQTT IoT-Protokoll und das Lightweight Open-Standard Datenaustauschformat JSON (JavaScript Object Notation).

MQTT ist ein abgespecktes Maschine-zu-Maschine-Protokoll, das für IoT-Anwendungen viele Vorteile hat, wie geringer Codeumfang, geringer Bandbreitenbedarf und geringer Stromverbrauch. Je nach Abtast- und Berichtsrate des Sensors kann die 2,4-Ah-Batterie, die mit jedem Knoten geliefert wird, bis zu mehrere Jahren halten.

Solange ein paar Grundregeln beachtet werden – zum Beispiel dafür zu sorgen, dass jeder Edge-Knoten in Reichweite von mindestens drei anderen Komponenten ist, und dass mindestens drei „First-Hop“-Komponenten in Reichweite des Gateways sind –, kann das Wzzard-Mesh-Netzwerk selbstkonfigurierend, selbstverwaltend und selbstoptimierend sein.

Unter idealen Bedingungen können die Knoten eine Reichweite von bis zu 1000 Metern und mehr haben. Konfigurationsdaten für individuelle Knoten, zum Beispiel Informationen zur Kalibrierung und Skalierung, Knotennamen und weitere Informationen wie Geolokalisierung können mit einem über Bluetooth LE mit dem Knoten verbundenen Android Smartphone oder Tablet abgerufen werden.

Das Wzzard-Netzwerk kann sofort mit Autodesk SeeControl verbunden werden – einem skalierbaren IoT-Cloud-Abonnementservice, der Abonnenten die Konfiguration von Analysen per Ziehen und Ablegen ermöglicht, um die Sensorinformationen in Business Intelligence zu verwandeln. Wzzard kann auch mit der Anwendungsplattform Bluemix Cloud von IBM verbunden werden.

Fazit: Intelligente Sensoren an der Peripherie des IIoT erfassen Daten, die unverzichtbar sind für das Echtzeit-Management industrieller Anlagen und die Dateneinspeisung in Cloud-Anwendungen, die aus den Daten Informationen für Unternehmensziele auf höheren Ebenen gewinnen.

Intelligente Sensoren können auf verschiedene Weise konstruiert werden, wobei Referenzdesigns genutzt werden können oder integrierte Frontend-Geräte, die sich leicht mit einem Mikrocontroller verbinden lassen, oder aber eine konfigurierbare intelligente Sensorplattform.

Dieser Artikel stammt von unserem Partnerportal Elektronikpraxis. Verantwortliche Redakteurin: Margit Kuther

* * Nate D. Larson ist Product Manager Semiconductors bei Digi-Key

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