Internet rzeczy (IoT) charakteryzuje wzajemne połączenie poszczególnych elementów ekosystemu IoT, w tym czujników, bram, routerów, platform, aplikacji i innych systemów. Termin ten często odnosi się do różnych systemów sieciowych, które są klasyfikowane na podstawie przepustowości, zasięgu i zapotrzebowania na energię.
Projekty IoT mają różne wymagania, a wiele z nich wykorzystuje różne metody połączeń. Aby ułatwić wybór właściwej technologii, wraz z marką Industrial Shields przygotowaliśmy przegląd dostępnych rozwiązań. W ofercie marki znajdują się kompleksowe rozwiązania z zakresu automatyki przemysłowej do zastosowań IoT i IIoT.
Wyzwania związane z łącznością
Zanim omówimy rozwiązania, przyjrzymy się wyzwaniom, jakie niesie ze sobą łączność. Jedną z głównych przeszkód jest wdrażanie najnowszych technologii. W obecnych czasach bycie na bieżąco jest niemal niemożliwe, warto jednak zadbać o dostęp do podstawowej wiedzy. Dane mogą być monitorowane na różne sposoby z pomocą zewnętrznego partnera lub poprzez zamknięte rozwiązania, które można dostosować do potrzeb, naprawiać, modernizować itp.
Można również wybrać rozwiązania typu open-source, które pozwolą na posiadanie całego systemu i zarządzanie nim. Wówczas można decydować, co ma być monitorowane, jak często i gdzie mają być wysyłane lub przechowywane dane. Jest to rozwiązanie, które pozwala oszczędzić na kosztach licencjonowania, konsultacji oraz programowania.
Wybór właściwej technologii IoT wymaga nie tylko zrozumienia Internetu rzeczy, ale także znajomości stosownych wymagań projektowych w poszczególnych fazach projektu.
Rozwiązania w zakresie łączności IoT
Internet rzeczy to rozbudowana technologia, która łączy w świat rzeczywisty z cyfrowym, przyczyniając się do tworzenia bardziej inteligentnej przyszłości. IoT wciąż przyciąga uczestników rynku i inwestorów ze względu na swój niemal nieskończony potencjał. Ponieważ technologie takie jak komórkowa, Wi-Fi i Bluetooth są powszechnie stosowane, wielu użytkowników nie docenia właściwego doboru rozwiązań IoT. IoT jest jednak kluczowym elementem prawidłowo funkcjonującego przedsiębiorstwa, zwłaszcza inteligentnych fabryk.
Dlatego z pomocą Industrial Shields zaprezentujemy rozwiązania, dzięki którym można odpowiednio kontrolować i łączyć swoje zasoby.
IoT i sterowniki PLC
Firma Industrial Shields zaprojektowała znakomite portfolio produktów przeznaczonych do zastosowań IoT, m.in. zaawansowane sterowniki PLC i inne urządzenia, wzbogacone o technologie Arduino, ESP32 i Raspberry Pi. Rozwiązania IoT i IIoT obejmują szeroki zakres możliwości. Poniżej krótko przedstawiliśmy niektóre z nich.
Szklarnia IoT
Dzięki czujnikom IoT możliwe jest gromadzenie danych z różnych obszarów szklarni z niespotykaną dotychczas szczegółowością. Pozwala to na monitorowanie i kontrolę kluczowych zmiennych klimatycznych, takich jak wilgotność, temperatura, nawadnianie, światło, poziom CO2 i wilgotność gleby. Użytkownicy mogą zadbać o zachowanie doskonałej wydajności i kondycji szklarni, śledząc na bieżąco stan roślin i rejestrując wszelkie zdarzenia i awarie.
Sterowniki PLC serii Arduino marki Industrial Shields wraz z platformą prototypowania typu open-source oraz komputerem Panel PC, zostały zainstalowane w szklani o powierzchni około 20 000 m², co pozwoliło na monitorowanie i automatyzację różnych procesów. Wszystkie czujniki zostały podłączone do sieci poprzez platformę Open Mote. Do tej samej sieci podłączono również kilka sterowników PLC Arduino oraz komputer Touchberry (Raspberry Panel PC), co pozwala na monitorowanie stałej i prawidłowej parametryzacji.
Zapraszamy do obejrzenia poniższego filmu, z którego można dowiedzieć się, jak monitorować i sterować wieloma wejściami/wyjściami za pomocą sterownika Arduino PLC Industrial Shields i komputera panelowego Raspberry Pi PC.
IoT w motoryzacji
Internet rzeczy jest szeroko stosowany w przemyśle motoryzacyjnym, łącząc urządzenia takie jak czujniki, kamery i lokalizatory GPS, które są połączone z chmurą i dostarczają danych w czasie rzeczywistym. Pozwala to na usprawnienie procesów produkcyjnych i transportu samochodów.
Sterowniki PLC Raspberry firmy Industrial Shields zostały również zainstalowane w setkach myjni samochodowych, aby monitorować ich aktualny stan – pracę lub zatrzymanie oraz przyczyny zatrzymania: wyłączenie, awaria lub konserwacja.
Zainstalowano także kilka czujników do monitorowania zużycia energii (w częściach silników, pomp lub sprężarek) w różnych częściach myjni w celu gromadzenia danych.
Istnieje też możliwość monitorowania pracy poszczególnych tuneli myjni, ponieważ wszystkie urządzenia są podłączone do sieci. Pozwala to na monitorowanie awarii, wycieków i zużycia zasobów, dzięki czemu można analizować i redukować koszty eksploatacji. Pozwala to na analizę opłacalności ekonomicznej poszczególnych tuneli w myjni.
IoT w środkach trwałych i zapasach
Podłączone czujniki monitorują w magazynie wszystkie zasoby znajdujące się na terenie obiektu. Inteligentne półki mogą ostrzegać o niskim stanie zapasów, niewłaściwym rozmieszczeniu towarów, nieodpowiedniej temperaturze, kradzieży i innych problemach, przekazując informacje o stanie zapasów.
Firma Industrial Shields zaprojektowała do tego zadania system składający się z platformy Open Mote i sterowników PLC ESP32, który pozwolił na monitorowanie warunków środowiskowych w magazynie logistycznym o powierzchni około 100 000 m2.
Jaki protokół komunikacyjny IoT wybrać
Każdy protokół komunikacyjny IoT charakteryzuje się unikalnymi cechami, które sprawiają, że jest on odpowiedni lub nieodpowiedni do danych zastosowań. Protokoły różnią się między innymi zasięgiem, wymaganiami dotyczącymi pamięci, zapotrzebowaniem na energię, kosztami instalacji itp. Niektóre z nich są zdolne do komunikacji przez bariery fizyczne, podczas gdy inne mogą łączyć urządzenia tylko wewnątrz jednego budynku. Na przykład Bluetooth, popularna technologia komunikacji IoT w zakresie inteligentnego domu, fitnessu i opieki zdrowotnej, wymaga niewielkiej mocy i pamięci do uruchomienia, ale jej zasięg jest ograniczony.
Oprogramowanie do rozwiązań IoT
Industrial Shields oferuje sterowniki PLC z obsługą technologii Wi-Fi, Bluetooth, DALI, LoRa i innych. Jak zaznacza firma: „Rozwiązania połączeniowe, które są odpowiednie dla jednej firmy, mogą zupełnie nie sprawdzić się w innych. Wszystko zależy od założonych celów”. Przykładem może być protokół komunikacyjny RS-485, który służy do przesyłania danych z dużą szybkością na odległość do 12 metrów.
Jednym z wielu zastosowań produktów Industrial Shields jest wykorzystanie sterownika PLC do określenia obecnej lub przewidywanej temperatury lokalnej. Chodzi o aplikację, która jest szeroko stosowana i stanowi solidny proof-of-concept. W tym przypadku sterownik PLC został skonfigurowany przy użyciu niezbędnych dyrektyw HTTPCMD i JSONPARSE.
Marka opracowała wyspecjalizowane urządzenia przemysłowe WLAN (Industrial Wireless LAN), które spełniają unikalne wymagania standardu Wi-Fi w przemyśle, aby zapewnić przedsiębiorstwom najlepszą infrastrukturę do udostępniania wszelkiego rodzaju danych.
ThingsBoard
MQTT, CoAP i HTTP to trzy szeroko stosowane protokoły IoT, umożliwiające łączność urządzeń, obsługiwane są zarówno w chmurze, jak i lokalnie. ThingsBoard to platforma IoT typu open-source służąca do zarządzania urządzeniami oraz gromadzenia, przetwarzania i wizualizacji danych. Dzięki połączeniu skalowalności, odporności na błędy i wydajności ThingsBoard dane nigdy nie zostaną utracone. Szereg rozwiązań monitorujących Industrial Shields opiera się na tym rozwiązaniu open-source IoT. Dla klientów jest to duża zaleta, ponieważ mogą zaoszczędzić na kosztach licencjonowania i cieszyć się elastycznością.
MQTT
MQTT to standardowy protokół komunikacyjny OASIS, który ma na celu połączenie zdalnych urządzeń przy bardzo małym rozmiarze kodu i niewielkiej przepustowości sieci przy użyciu transportu komunikatów typu publish/subscribe. Obecnie MQTT jest wykorzystywany w wielu sektorach, w tym w motoryzacji, produkcji, telekomunikacji, przemyśle naftowym i gazowym itp.
W przedstawionych powyżej rozwiązaniach Industrial Shields wykorzystano protokół komunikacyjny MQTT.
Firmata
Firmata to standardowy protokół, który umożliwia oprogramowanie działające na komputerze głównym (takim jak Panel PC) do komunikacji z mikrokontrolerami (takimi jak Arduino). Protokół ten może działać jako oprogramowanie sprzętowe w dowolnej architekturze mikrokontrolera, a także jako oprogramowanie na dowolnym komputerze głównym. Istotą tego oprogramowania jest stworzenie mechanizmu, dzięki któremu program główny może komunikować się z Arduino. Celem jest umożliwienie użytkownikom pełnej kontroli nad Arduino za pomocą oprogramowania komputerowego.
Emoncms
Emoncms jest zaawansowaną aplikacją internetową typu open-source do przetwarzania, rejestrowania i wyświetlania danych dotyczących energii, temperatury i innych typów danych. Korzystając z Emoncms, można wyświetlić na serwerze internetowym to, co dzieje się w sterowniku PLC Arduino. Ponadto możliwe jest wyświetlanie wykresów i porównywanie danych w celu uzyskania lepszej informacji zwrotnej z instalacji. Dane można wizualizować na komputerze, tablecie lub smartfonie.
Node-RED
Node-RED to narzędzie programistyczne oparte na przepływie informacji na potrzeby Internetu rzeczy, łączące w nowy sposób urządzenia sprzętowe, API i usługi online. Za pomocą przeglądarki internetowej oferuje możliwość łatwego tworzenia przepływów danych z wykorzystaniem szerokiej gamy węzłów w palecie, które pozwala na stworzenie aplikacji za pomocą jednego kliknięcia.
Dlaczego warto wybrać markę Industrial Shields?
Produkcja wysokiej jakości, wysokowydajnych przemysłowych sterowników PLC w technologii Arduino, ESP32 i Raspberry wyniosła sprzęt Industrial Shields oparty na open-source na wyższy poziom. Konwencjonalny sterownik PLC można zastąpić programowalnym sterownikiem logicznym opartym na otwartym kodzie źródłowym w dowolnych aplikacjach automatyki.
Wybór urządzeń Industrial Shields pozwala na korzystanie z otwartego rozwiązania bez kosztów licencyjnych. Warto sięgnąć po sprzęt, który został stworzony i wyprodukowany z myślą o automatyce przemysłowej. Na życzenie klienta istnieje możliwość modułowego wykonania projektu, który w przyszłości może zostać rozbudowany. Poza tym, Industrial Shields zapewnia atrakcyjne ceny, doskonałą obsługę i wsparcie techniczne.
Polecane produkty
Programowalne sterowniki logiczne, M-Duino, Industrial Shields
Programowalne sterowniki logiczne, ESP32, Industrial Shields
Panele dotykowe, Industrial Shields
Programowalne sterowniki logiczne, Raspberry PLC, Industrial Shields
