Микросенсорика - перспективные решения

Микросенсорика - это различные современные датчики, которые наряду с системами их управления составляют  законченное устройство. Хорошим примером такого устройства является всем знакомый фитнес-браслет или датчик протечки воды, датчик падения, и так далее.

В бизнесе и промышленности количество видов и вариативность исполнения таких датчиков существенно выше. Основная идеология IoT -  это интеграция возможностей обработки больших массивов данных с IoT устройствами, которые эти данные способны генерировать.

Такой симбиоз интеграции реального и виртуального мира не только существенно снижает потери бизнеса, но и открывает новые рынки.

Приведем несколько примеров из реальных проектов, которые были представлены на рынке в области инновационного IoT:

IoT умные дороги

Металлопластиковая конструкция крепится к асфальту в местах разделения полос движения через определенное расстояние друг от друга, заряжается от солнечной энергии и не требует специального обслуживания.

В ночное время светодиоды подсвечивают края полос движения, что способствует повышению уровня безопасности на дороге. Подсветка может осуществляться различными цветами в зависимости от ситуации. Например, в нормальных условиях эксплуатации – зеленый цвет, в случае необходимости пропуска кареты скорой помощи цвет может меняться на красный.

Умные дороги

Устройство обладает широким спектром дополнительных датчиков, обеспечивающих подсчет количества автотранспорта, соблюдение скоростного режима, фиксацию факта наезда на датчик, фиксацию факта наличия наледи или скопления воды вокруг датчика, данные по температуре и влажности, и так далее.

При этом все  устройства общаются между собой между по технологии mesh, агрегируя данные для их обработки в реальном времени.

Безусловно, применение таких умных систем для дорог может не только существенно повлиять на уровень безопасности дорожного движения, но и предотвратить нежелательные события. Полученная информация может  быть собрана в массивы статистических данных для последующего анализа.

IoT умная одежда

Представьте себе умную футболку или куртку, которая может собирать подробные данные и своем владельце для различных целей. Так, например, с помощью технологии модифицированные нити, мы можем заменить традиционные ЭКГ-электроды специализированными нитями, которые выполняют функции датчика падения и собирают в нативном режиме с тела человека ЭКГ, температуру тела, HR, HRV, RR, SPO2, данные о траектории перемещения, UV, частоту дыхания, и другие виды данных.

Умная одежда

Микросхема управления монтируется в одну из бирок, подлежит стирке и не чувствительна к внешним разрушающим факторам. Зарядка осуществляется на основе трехмерной индукционной зарядки и реализуется в виде paper thin перезаряжаемого аккумулятора.

Подобную одежду можно использовать как для спортивных целей, так и для нужд контроля безопасности / производительности труда на производстве. Если говорить о промышленности, то такие датчики способны отслеживать перемещения по территории завода или цеха, чтобы видеть местонахождение работника в реальном времени.

IoT умный бетон

Существенной проблемой при строительстве различных  зданий и специализированных бетонных конструкций, является вопрос соблюдения технологии, которая заложена изготовителем бетонных смесей.

В первые 30 дней после заливки крайне важно контролировать процесс застывания бетона с точки зрения температурных режимов и показателей влажности для несущих конструкций. Иногда важны также и вибрационные характеристики.

Классически эти показатели контролируются на глаз, более ответственные специалисты, в процессе застывания бетона, высверливают конические пробы, которые отвозят в специализированные лаборатории. В таких лабораториях ответ, как правило, дают через 2-3 дня, то есть когда принимать меры уже слишком поздно.

Риски подобного подхода заключаются в том, что внутри бетонной смеси формируется кристаллическая решетка с иными показателями прочности, чем это задумывал производитель. В самом плохом случае мосты могут падать, а в домах образовываться трещины.

IoT умный бетон позволяет кардинально решить эту проблему:

  1. Спроектировано специальное устройство, которое крепится к арматуре, выводится тонкий щуп, служащий антенной для передачи данных вдоль арматуры, после чего датчик заливается бетоном.
  2. Встроенная батарея позволяет снимать данные о температуре и влажности в режиме онлайн в течение 30 дней, в основной период сбора данных о соблюдении технологии. И по истечении 30 дней данные с датчика все равно можно получить. Под воздействием электромагнитной индукции устройство передаст необходимую информацию.

Умный бетон

Таким образом решаются две задачи одновременно:

  • Онлайн-контроль соответствия бетонной смеси заданным характеристикам (температура, влажность и так далее)
  • Регулярные метрологические поверки состояния здания или несущих конструкций на всем жизненном цикле его эксплуатации.

Реальных примеров применения Iot решений достаточно много, не все из них доведены до логического завершения, многие просто недофинансированы или находятся на стадии прототипа. Виной всему  отсутствие практики инвестиций и страхования рисков R&D разработок в России. Именно поэтому, большинство подобных решений делается в США, Европе и Азии, а затем приходит на наш рынок как иностранное решение.

Консультация эксперта

Автор материала: Сергей Александрович Кулабухов, управляющий директор ГК "ЛАРГА"