wersja mobilna
Online: 389 Środa, 2016.09.28

Technika

M2M w świecie

poniedziałek, 19 kwietnia 2010 13:39

Technologie M2M (machine to machine) obejmują szeroką gamę rozwiązań komunikacyjnych służących do wymiany informacji pomiędzy maszynami. Wykorzystywane mogą być w różnego rodzaju układach telemetrycznych, systemach służących do bezprzewodowego monitoringu i sterowania odbiornikami przenośnymi oraz stacjonarnymi lub po prostu w dowolnych urządzeniach wymieniających ze sobą informacje. Wraz z upowszechnianiem się technologii WLAN oraz GSM wykorzystanie systemów M2M od kilku lat nieprzerwanie rośnie, a z dnia na dzień przybywa ich możliwości aplikacyjnych. Czynnikami sukcesu są też malejące ceny układów komunikacyjnych oraz możliwość pracy bez konieczności licencjonowania pasma transmisji. W artykule omawiamy najpopularniejsze rozwiązania komunikacji bezprzewodowej M2M wraz z przykładami ich zastosowań.

CZYM JEST M2M?

Rys. 1. Typowa sieć bezprzewodowa

Początki rozwoju technologii M2M sięgają aplikacji telemetrycznych umożliwiających przesyłanie danych pomiarowych na odległość. Wczesne zastosowania telemetrii obejmowały na przykład transmisję z pojazdów kosmicznych do centrum NASA oraz przesyłanie sygnałów sterujących w odwrotnym kierunku bez interwencji człowieka. W dalszej kolejności koncepcję tę zastosowano w samochodach Formuły 1, w których komputery pokładowe mają możliwość transmisji danych dotyczących kluczowych parametrów pojazdu.

Pierwsze rozwiązania M2M wymagały dużych nakładów finansowych, obecnie technologia ta jest powszechna, a zakres jej użycia cały czas się poszerza. Wpływa na to szereg czynników, w tym postęp technologiczny w elektronice, miniaturyzacja urządzeń i rozwój technologii sieciowych. Komunikacja M2M stosowana jest współcześnie przede wszystkim w szerokiej gamie aplikacji do zdalnego, bezprzewodowego monitoringu i sterowania, w szczególności w automatyce. Ponieważ funkcjonalność tego typu systemów pokrywa się znacząco z możliwościami klasycznych systemów telemetrycznych, obydwa typy rozwiązań zalicza się do technologii M2M.

Typowa współczesna sieć M2M złożona jest z grupy urządzeń, które wyposażone są w możliwość transmisji danych. Niezbędne jest także łącze realizujące połączenie między elementami systemu i komputerem głównym. Od strony programowej należy zapewnić odpowiedni interfejs, który pozwala na przetwarzanie, przechowywanie i przesyłanie danych. Dane mogą być transmitowane jedno- lub częściej dwukierunkowo. Informacja jest przesyłana z poszczególnych segmentów sieci do centrali lub rozgłaszana przez jedno centralne urządzenie – wówczas bywa wykorzystywana na przykład do aktualizacji oprogramowania. Transmisja między segmentami sieci M2M zazwyczaj nie ma charakteru ciągłego – poszczególne urządzenia przesyłają dane okresowo, przez większość czasu pozostając w stanie czuwania.

STRUKTURA SIECI

Komunikacja w przemysłowej sieci M2M odbiega od standardów wymiany danych w tradycyjnych systemach kontroli. Zazwyczaj rozwiązanie bezprzewodowe składa się z względnie niezależnych węzłów, które wspólnie tworzą sieć. Poszczególne stacje mogą być włączane do sieci bądź z niej usuwane bez jakiegokolwiek znaczącego wpływu na inne węzły oraz na sieć jako całość.

Tymczasem w przypadku typowego przemysłowego systemu kontrolnego punkty te są często współzależne. Różnice obejmują także możliwe architektury sieci. Większość systemów przemysłowych ma centralną jednostkę kontrolną, która wysyła sygnały sterujące oraz służy za przekaźnik sygnałów pomiędzy poszczególnymi segmentami. Sieci M2M również mogą być budowane w oparciu o taką strukturę, dodatkowo mogą realizować niezależną komunikację pomiędzy poszczególnymi węzłami, co pozwala na wymianę kluczowych informacji w czasie rzeczywistym.

Cechą odróżniającą sieci M2M od innych przemysłowych rozwiązań jest także niezależność od lokalizacji. Zazwyczaj systemy kontrolne działają w oparciu o stacje rozmieszczone w obrębie jednego budynku – na przykład w obszarze danej fabryki. Komunikacji M2M nie dotyczą ograniczenia lokalizacyjne. Systemy pracujące w tym standardzie obejmują często urządzenia rozproszone na większym obszarze (i np. komunikujące się z wykorzystaniem technologii GSM). Dodatkową zaletą systemów M2M jest więc mobilność.

Węzły sieci nie muszą być na stałe umieszczone w jednym miejscu ani też nie ma przeciwwskazań, aby zmieniały swoją pozycję w czasie pracy. W przeciwieństwie do tradycyjnych przemysłowych systemów sterujących sieci M2M są dedykowane do aplikacji opartych o przemieszczające się źródła danych. Jest to istotne ze względu na rosnącą rolę urządzeń przenośnych, gdzie możliwość relokacji węzłów sieci bez naruszania struktury całego systemu staje się sprawą zasadniczą.

JAKIE ŁĄCZE?

Rys. 2. Kontrola poziomu cieczy w zbiorniku

Jednym z podstawowych zadań w projektowaniu sieci M2M jest wybór łącza odpowiedniego dla danej aplikacji. Jest to uwarunkowane wieloma czynnikami. Do podstawowych zagadnień należy zasięg działania sieci decydujący o mobilności poszczególnych węzłów oraz dostępna infrastruktura. Wdrażane są zarówno sieci oparte o standardy bezprzewodowe, jak i tradycyjne sieci kablowe.

Komunikacja bezprzewodowa jest jedynym rozwiązaniem w przypadku urządzeń przenośnych. Z kolei w odniesieniu do urządzeń stacjonarnych zastosowanie tego typu transmisji często zmniejsza koszty, ponieważ nie ma konieczności zapewnienia odpowiedniej instalacji, niezbędnej do połączenia urządzeń w sieć kablową. Mimo to obie techniki często rywalizują w odniesieniu do tych samych aplikacji.

Biorąc pod uwagę wykorzystywane częstotliwości, w większości bezprzewodowych aplikacji M2M używa się trzech ich zakresów: 433 MHz, 868 MHz oraz 2,4 GHz, które są pasmami przeznaczonymi do zastosowań bezlicencyjnych w Europie i większości krajów świata. Wprawdzie do określonych przepisami zastosowań wykorzystywać można również inne dostępne pasma (zależnie od krajów), ale ich popularność jest relatywnie niewielka. Ze względu na specyfikę zastosowań urządzeń pracujących na pasmach bezlicencyjnych, otrzymały one oficjalną nazwę ISM (Industrial, Scientific, Medical).

W zakresach 433 i 868 MHz nie ma popularnych i ogólnie przyjętych standardów protokołów sieciowych, zdecydowanie inaczej jest w przypadku zakresu częstotliwości 2,4 GHz. Korzysta z niego wiele nowoczesnych systemów wymiany danych, w tym tych używanych w komunikacji M2M. Wśród rozwiązań bezprzewodowych można wymienić standardy takie jak m.in. Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee i inne, które omawiane są w dalszej części artykułu. Sieci te charakteryzują się zazwyczaj zasięgiem obejmującym odległości od kilku do kilkuset metrów.

W związku z tym aplikacje budowane w oparciu o wymienione standardy obejmują względnie mały obszar – np. fabrykę lub magazyn, w obrębie których poszczególne węzły sieci mogą być w pełni mobilne. Do komunikacji bezprzewodowej na większe odległości stosowane są zazwyczaj łącza radiomodemowe oraz GSM. Popularność tych ostatnich rośnie nie tylko z powodu wygody stosowania, lecz także malejących cen i możliwości skorzystania z istniejącej infrastruktury.

WI-FI…?

Wykorzystanie lokalnej sieci bezprzewodowej sprowadza się w przemyśle najczęściej do wyboru pomiędzy dwoma przodującymi standardami: IEEE 802.11 oraz ZigBee. Pomimo że obie technologie zostały zaprojektowane do różnych celów, rozwiązania te mają zalety, które można wykorzystać w komunikacji M2M. Standard 802.11 (Wi-Fi, określany też często po prostu mianem WLAN – Wireless Local Area Network) tworzony był z myślą o sieciach komputerowych, ponieważ miał się stać bezprzewodową konkurencją dla przewodowego Ethernetu.

Technologia ta została jednak szeroko zaadaptowana w aplikacjach M2M, zwłaszcza w zastosowaniach przemysłowych. Urządzenia działające w oparciu o wersje 802.11b i g komunikują się na częstotliwości 2,4 GHz, wersji 802.11a odpowiada częstotliwość 5 GHz. Jest ona wdrażana w sytuacji, gdy w danym środowisku mogą pojawić się interferencje z innym urządzeniami pracującymi w paśmie 2,4 GHz.

Ta odmiana standardu jest także wykorzystywana w sieciach, które składają się z bardzo dużej liczby połączonych stacji lub gdy niezawodność transmisji jest szczególnym priorytetem. W sieci WLAN jest możliwe połączenie stacji w trybie peer to peer, mimo to znacznie bardziej powszechna jest komunikacja za pośrednictwem punktu dostępowego. Takie rozwiązanie ułatwia komunikację pomiędzy poszczególnymi urządzeniami i połączenie z inną siecią, w tym Internetem.

Omawiany standard wspiera też szereg protokołów sieciowych ważnych z punktu widzenia aplikacji M2M, w tym protokół SNMP istotny pod względem konfiguracji urządzeń, Ethernet/IP oraz standardy sieci przemysłowych – np. Profinet i Modbus. Technologia WLAN zapewnia także szerokie możliwości ochrony transmitowanych informacji. Zasięg sieci opartych na urządzeniach zgodnych z 802.11 (w zależności od wersji) wynosi od kilkunastu do kilkudziesięciu metrów wewnątrz pomieszczeń do ponad 500 metrów na zewnątrz.

…CZY ZIGBEE?

Rys. 3. Monitoring sprzętów sportowych

Standard ZigBee powstał stosunkowo niedawno. W przeciwieństwie do 802.11 przeznaczeniem ZigBee było od początku zapewnienie komunikacji między różnymi przyrządami pomiarowymi – np. w lokalnych sieciach czujników, systemach liczników czy urządzeń monitorujących. Specyfikacja ZigBee obejmuje przede wszystkim proste rozwiązania sieciowe, łączące niewielkie urządzenia o małym poborze energii.

Nacisk położono również na niezawodność transmisji (wbudowany mechanizm potwierdzania handshake), elastyczność konfiguracji sieci oraz uproszczenie implementacji stosu obsługującego protokół. Do transmisji wykorzystywane jest m.in. pasmo 2,4 GHz, przy czym nie jest wymagany centralny punkt dostępowy, ponieważ sieci ZigBee mogą tworzyć topologię kratową (także inne, typu gwiaździste, P2P, itp.).

Podstawowe różnice pomiędzy technologią WLAN i ZigBee dotyczą szybkości transmisji danych, poboru mocy oraz topologii sieci. W przypadku 802.11 możliwa jest szybka transmisja danych (do 54 Mb/s lub szybciej dla wersji 802.11n), co wynika z pierwotnego jej przeznaczenia do sieci komputerowych. Tymczasem urządzenia w sieci ZigBee mogą komunikować się z prędkością do 250 kb/s (dotyczy pasma 2,4GHz). W związku z tym sieci w standardzie 802.11 umożliwiają ciągłe korzystanie z aplikacji opartych o zasoby na przykład z Internetu, tymczasem najbardziej odpowiednim sposobem komunikacji w sieci ZigBee jest okresowa wymiana danych.

Z kolei pod względem energetycznym to moduły ZigBee są bardziej atrakcyjne. Urządzenia komunikujące się w tym standardzie są zasilane bateryjnie i często przez większość czasu pracują w trybie czuwania. Przejście do stanu aktywnego następuje jedynie w momencie transmisji zgromadzonej informacji lub aktualizacji danych i oprogramowania na potrzeby samego urządzenia. Ze względu na stosunkowo małą aktywność jest możliwa praca przez kilka lat bez konieczności wymiany baterii.

Możliwość ograniczenia zużycia energii sprawia, że moduły ZigBee są optymalne pod względem kosztów utrzymania w przypadku budowania sieci z bardzo dużą liczbą urządzeń. Zaletą jest także stosowana w standardzie ZigBee kratowa topologia sieci. Pozwala ona na rozszerzanie sieci M2M o setki i tysiące komunikujących się czujników. Sieci ZigBee mają możliwość samokonfigurowania – jeżeli dane urządzenie znajduje się aktualnie w trybie online, zostaje natychmiast wykryte i transmisja jest nawiązana.

Topologia kratowa jest idealnym rozwiązaniem w aplikacjach M2M, które zazwyczaj składają się z dużej ilości węzłów. Warto także dodać, że na rynku dostępne są bramy (konwertery) pomiędzy sieciami stosowanymi w automatyce (np. Modbus) oraz ZigBee, co umożliwia łatwe wykorzystanie komunikacji bezprzewodowej w już istniejącej sieci.

 

INNE STANDARDY KOMUNIKACJI ISM

Należy zaznaczyć, że do komunikacji bliskiej stosowane są również urządzenia w innych stanstandardach, takich jak np. pracujący w paśmie 2,4GHz Bluetooth. Przeznaczony jest on do aplikacji o niewielkim zasięgu i małym poborze energii. Cechuje się możliwością zestawiania bezpośrednich połączeń izochronicznych oraz tworzenia elastycznych sieci wymiany danych.

Bluetooth pozwala na jednoczesną komunikację pomiędzy kilkoma urządzeniami, a transmisja danych odbywa się w trybie asymetrycznym lub symetrycznym (maksymalna szybkość transmisji w obydwu kierunkach wynosi 432,6kb/s). Bluetooth doczekał się też licznych następców, głównie w postaci własnościowych technologii różnych producentów, a na jego bazie powstały też inne standardy, takie jak Wibree (obecnie określany mianem Bluetooth ultra low power). Warto wspomnieć również o takim „klasycznym” rozwiązaniu bezprzewodowym jak DECT.

Standard ten powstał wprawdzie z myślą o telefonach bezprzewodowych, ale jego cechy umożliwiają wykorzystanie go także do transmisji danych. Zapewnia on transmisję z prędkością do 552 kb/s na odległość około 50 metrów w budynkach i do 150 metrów poza nimi. Z mechanizmów DECT korzysta również protokół HomeRF, który przewidziany jest do komunikacji w paśmie 2,4 GHz.

Producenci obsługujący rynek przemysłowy opracowują też własne technologie, takie jak choćby Smart Wireless z Emerson Process Management. Innym nowoczesnym i promowanym przez wiele firm rozwiązaniem jest opracowany przez HART Communication Foundation standard WirelessHART. Są to rozwiązania typowo przemysłowe, o których informacje prezentujemy w raporcie w bieżącym numerze.

A MOŻE GSM?

W przypadku gdy dane muszą być transmitowane bezprzewodowo na większe odległości niż kilkaset metrów, jedynym wyjściem stają się radiomodemy lub sieci komórkowe. Te ostatnie są w automatyce coraz popularniejsze, a interfejsy do komunikacji GSM oferowane są jako samodzielne podzespoły, ale też wbudowywane np. w sterowniki programowalne czy inne urządzenia. Warto tutaj zwrócić uwagę na istotne aspekty, którymi są konieczność zapewnienia komunikacji z odpowiednią siecią komórkową i wykorzystanie kart SIM.

Rys. 4. Sterowanie nawadnianiem gruntów

Połączenie tysiąca urządzeń w sieć w obrębie jednego kraju jeszcze kilka lat temu stanowiłoby ogromne wyzwanie. Zagadnienie to stawało się jeszcze bardziej złożone, gdy sieć miała obejmować znacznie więcej maszyn, które na dodatek byłyby rozlokowane na terenie różnych krajów. W każdym państwie jest inny operator sieci GSM, w związku z czym zarządzanie siecią w skali światowej musiało zostać bardzo uproszczone.

W przypadku gdy dane urządzenie ma komunikować się z innymi za pośrednictwem sieci GSM, a transmisja obejmuje kilka krajów, należy zadbać o wyposażenie poszczególnych układów w odpowiednie karty SIM. W pewnym stopniu komplikuje to proces dystrybucji. W związku z tym wprowadzono standaryzowane karty M2M SIM oraz wdrożono odpowiednie uregulowania międzynarodowe, co uprościło seryjną produkcję oraz rozprowadzanie sprzętu.

Inny problem stanowiło testowanie gotowych produktów przed wysłaniem ich do klienta. Jeżeli urządzenie komunikowało się za pośrednictwem sieci komórkowej, do tej pory nie było możliwości przetestowania go bez aktywacji, co wiązało się z dodatkowymi opłatami. Obecnie ze względu na wzrost zapotrzebowania na tego typu usługi dla aplikacji M2M operatorzy sieciowi coraz częściej zapewniają możliwości darmowego testowania. Także z punktu widzenia klienta można dostrzec zmiany prowadzące do uproszczeń i zwiększenia elastyczności w zakresie korzystania z transmisji za pośrednictwem sieci komórkowej. Proces aktywacji sieci M2M staje się bardziej zautomatyzowany, a klienci otrzymują po prostu urządzenie gotowe do pracy.

Wszystkie niezbędne operacje związane z identyfikacją kart SIM są przeprowadzane automatycznie. Sieci M2M wymagają odmiennego podejścia w projektowaniu i w procesie produkcji kart SIM. W urządzeniach działających w standardzie GSM są to elementy usuwalne. Co więcej – czas użytkowania karty SIM w telefonie jest względnie krótki i wynosi w większości przypadków kilka lat. W przypadku zastosowań przemysłowych wymagania są inne. Oczekuje się, że w aplikacjach M2M czas pracy urządzeń wyposażonych w karty SIM będzie wynosił przynajmniej 10 lat bez konieczności wymiany.

Ponadto należy uwzględnić także to, że urządzenia w sieciach M2M pracują często w trudnych, przemysłowych warunkach. Mogą być wówczas narażone na wibracje i przebywanie w ekstremalnie wysokiej lub niskiej temperaturze oraz w różnej wilgotności. Rozwiązaniem jest technologia wbudowanych kart SIM. Zamiast dotychczasowych plastikowych kart, coraz powszechniej stosuje się układy w obudowach. Dzięki temu karty SIM stają się po prostu kolejnym układem scalonym wlutowanym na płycie głównej urządzenia. Można w ten sposób uniknąć ręcznego usuwania i ponownego wkładania plastikowej karty. Pozwala to ograniczyć koszty oraz zmniejszyć prawdopodobieństwo błędów w montażu, ponieważ urządzenie bezpośrednio po złożeniu jest testowane, bez konieczności fizycznej interwencji operatora.

ZASTOSOWANIE KOMUNIKACJI M2M

Jednym z najczęstszych zastosowań sieci M2M są aplikacje przemysłowe i monitorowanie parametrów w procesach produkcyjnych, monitorowanie instalacji – np. w oczyszczalniach ścieków, itp. Zadaniem takich urządzeń jest gromadzenie i przesyłanie danych z poszczególnych stanowisk, w tym m.in. w celu wykrywania niepoprawnych parametrów ich pracy, co pozwala uniknąć przerw w pracy spowodowanych awariami.

Możliwość podglądu stanu urządzenia w czasie rzeczywistym przyśpiesza rozwiązywanie ewentualnych problemów. Często można w ten sposób uniknąć interwencji personelu, która zazwyczaj wiąże się z zatrzymaniem produkcji. Coraz powszechniejsze staje się wykorzystywanie komunikacji M2M w budynkach inteligentnych – przykładowo do sterowania oświetleniem. Scentralizowany system kontroli obecności jest szczególnie pożądany w rozległych budynkach (magazynach, fabrykach).

Dane z czujników ruchu mogą być na bieżąco analizowane, co pozwala na automatyczne wyłączanie zbędnego oświetlenia i umożliwia bardziej efektywne zarządzanie zużyciem energii. Monitoring poszczególnych pomieszczeń jest podstawowym zabezpieczeniem przed ingerencją osób trzecich. Innym przykładem zastosowania sieci M2M jest kontrola sprzętów, które są czasowo wypożyczane klientom przez firmy leasingujące (na przykład maszyny budowlane lub typowe sprzęty biurowe). Urządzenia takie wymagają stałego monitorowania i kontroli ze strony dostawcy.

Klienci oczekują bowiem, że dany sprzęt będzie działał poprawnie, a w razie uszkodzenia zostanie szybko naprawiony. Oznaki zbliżającej się awarii, zidentyfikowane odpowiednio wcześniej, w znacznym stopniu zmniejszają koszty i zwiększają wydajność urządzeń. O podstawowych wymaganiach sprzętu dotyczących konserwacji personel serwisujący powinien być informowany z wyprzedzeniem. Umożliwia to zaplanowanie reakcji na ewentualną usterkę. Dotyczy to zwłaszcza dostarczenia niezbędnych materiałów i elementów – na przykład części zapasowych.

Przepływ informacji pozwala usprawnić oraz zmniejszyć koszty związane z ewentualnymi działaniami logistycznymi. Dodatkową presją stają się nowe uregulowania wprowadzane w zakresie opłat za rzeczywiste wykorzystywanie danego sprzętu (pay per use). W systemie tym klienci płacą jedynie za czas, w którym sprzęt jest używany i działa bezawaryjnie. Wszystko to sprawia, że dla dostawców leasingowanych sprzętów bezpieczeństwo i precyzja danych dotyczących stanu tych urządzeń oraz konieczność analizy informacji w czasie rzeczywistym stają się sprawą zasadniczą.

ROZWIĄZANIA TYPU DROP IN

Rys. 5. Monitoring warunków przewozu artykułów spożywczych

Określenie drop in networking dotyczy rozmieszczania sieci bezprzewodowych w środowisku, w którym niemożliwe jest wdrożenie sieci przewodowych. Praktycznie wszystkie najpopularniejsze obecnie technologie bezprzewodowe – ZigBee, Wi-Fi, sieci komórkowe i radiowe – znajdują zastosowanie w aplikacjach drop in. Zasadniczy moduł w sieciach tego typu to brama, która służy jako punkt zbiorczy dla danych gromadzonych przez poszczególne elementy sieci – na przykład czujniki.

Segment ten odpowiada za zbieranie informacji i ich dalszą transmisję do węzła centralnego, w którym powstają bazy danych i znajdują się aplikacje przetwarzające zgromadzone informacje. Przykładem omawianej sieci jest przedstawiona na rysunku 2 aplikacja monitorująca poziom cieczy w zbiornikach. W tym przypadku zdecydowano się na wykorzystanie modułów standardu ZigBee, ponieważ w pobliżu nie było żadnego punktu dostępowego sieci bezprzewodowej.

Ponadto za wykorzystaniem tego typu sieci przemawiała mała ilość transmitowanych danych. Komunikacja M2M pomiędzy urządzeniami w systemie jest wymagana, ponieważ niezbędna jest wymiana informacji o aktualnym poziomie cieczy i zachowanie podobnego poziomu we wszystkich zbiornikach. Rozwiązania drop in stosowane są także wtedy, gdy w danym miejscu istnieje już sieć kablowa. Mimo możliwości podłączenia do takiej sieci często na przeszkodzie stają problemy organizacyjne, które pojawiają się w czasie współpracy z jej operatorem.

Przykładem jest sytuacja, w której producent danego sprzętu chce monitorować jego zachowanie w czasie testów u klienta. Korzystając z technologii drop in, można ominąć istniejącą infrastrukturę sieciową i niezbędne dane przesyłać bezpośrednio do centrali firmy. Technologia bezprzewodowa może być wreszcie wykorzystana w celu zapewnienia redundancji tradycyjnego, już istniejącego przewodowego łącza komunikacyjnego.

APLIKACJE NIETYPOWE

Można podać także wiele innych, często specyficznych przykładów wykorzystania sieci M2M. Jednym z nich jest monitoring sprzętu w siłowni. Urządzenia tego typu w przypadku uszkodzenia wymaga kosztowych napraw, które zazwyczaj muszą odbywać się na miejscu. Pożądana staje się więc możliwość zdalnego nadzorowania stanu danego sprzętu. Dzięki temu możliwe byłoby diagnozowanie najczęstszych przyczyn awarii i stosowanie odpowiednich środków im zapobiegających.

Szacuje się, że wdrożenie takich rozwiązań ograniczyłoby konieczność prowadzenia napraw sprzętu na miejscu o blisko 20%. Nietypowym miejscem na wdrożenie sieci M2M jest z pewnością pole golfowe.

Rys. 6. Sterowanie oświetleniem w rozległych magazynach

Problemem jest równomierne nawadnianie gruntu. Obszary zacienione i położone niżej są przeważnie narażone na zbyt intensywne nawilżanie. Z kolei tereny nasłonecznione są wysuszone. Rozwiązaniem jest zastosowanie czujników wilgotności gruntu w najbardziej newralgicznych punktach. W tym zastosowaniu idealnie sprawdzają się moduły sieci ZigBee. Dane z sensorów są przesyłane do jednostki centralnej.

Steruje ona zraszaczami, porównując odczyty z czujników z założoną optymalną wartością zawartości wilgoci w glebie. Opisywane rozwiązanie przyczynia się do ograniczenia zużycia wody o blisko 15% oraz zapewnia równomierną jakość podłoża w obrębie całego pola. Awaria pojazdu, chłodziarki lub po prostu niedomknięte drzwi samochodu dostawczego mogą być przyczyną poważnych strat w przypadku transportu łatwo psującej się żywności. Odpowiednio rozmieszczone czujniki na bieżąco mogą informować o kluczowych parametrach, co pozwala zapobiegać awariom sprzętu. Szybka identyfikacja oznak awarii na przykład zamrażarki może uchronić dostawcę przed stratami towaru.

PROGNOZY

W ostatnich latach przeanalizowano wpływ tzw. inteligentnych rozwiązań w zakresie serwisowania sprzętu na odczucia klientów oraz na sam proces usuwania usterek. Analiza dowiodła wielu zalet sieci M2M. Dotyczyły one przede wszystkim wydłużenia czasu bezawaryjnego działania sprzętów. Ponadto odnotowano skrócenie czasu usuwania awarii. Osiągnięto to dzięki ograniczeniu czasu związanego z reakcją na wystąpienie usterki i z oddelegowaniem odpowiedniego personelu serwisującego.

Zmniejszyło to koszty napraw, co z kolei pozytywnie wpłynęło na opinię o firmie wśród klientów. Ocenia się, że w ciągu kilku najbliższych lat możliwość pracy w sieci M2M stanie się jedną z podstawowych funkcji decydujących o konkurencyjności danego sprzętu. Zyski z realizacji opisywanych systemów są jednak często nieadekwatne do kosztów. Średni przychód uzyskiwany dzięki realizacji sieci M2M stanowi przeciętnie zaledwie ułamek dochodów osiąganych w przypadku, gdy przepływ informacji jest realizowany w inny sposób.

Mimo to według najnowszych badań rozwiązania M2M są wdrażane blisko 10-krotnie częściej. Analitycy z Berg Insights szacują, że liczba urządzeń połączonych z siecią komórkową w USA wyniesie 66 mln w 2011 roku (w 2006 roku było to tylko 9 milionów). Ocenia się, że obecnie na świecie blisko 110 mln urządzeń pracuje, łącząc się ze sobą i tworząc swoistą „sieć maszyn”. W ciągu kilku najbliższych lat można się spodziewać jeszcze szybszego wzrostu rynku sieci M2M, rzędu nawet powyżej 20% rocznie. Tak szybki wzrost powoduje, że z pewnością warto zainteresować się omawianym rynkiem i rozwijanymi technologiami.

Monika Jaworowska,
Zbigniew Piątek

 

zobacz wszystkie Nowe produkty

Stałoprądowe zasilacze 300-600 W EVS do systemów magazynowania energii

2016-09-28   |
Stałoprądowe zasilacze 300-600 W EVS do systemów magazynowania energii

Stałoprądowe zasilacze nowej serii EVS zostały zaprojektowane do zastosowań w systemach magazynowania energii i innych wymagających zasilania stałym prądem, np. oczyszczania wody czy powlekania galwanicznego. W zależności od wersji mogą być chłodzone przez naturalny obieg powietrza (wersje 300 W) lub za pomocą wbudowanego wentylatora (wersje 600 W).
czytaj więcej

Huby USB do zastosowań przemysłowych

2016-09-28   | Conrad Electronic Sp. z o.o.
Huby USB do zastosowań przemysłowych

Conrad Business Supplies wprowadził do oferty nowe huby (rozdzielacze) USB 2.0 marki renkforce. Urządzenia z czterema lub siedmioma portami są przeznaczone do zastosowań przemysłowych i innych, gdzie wymagana jest wysoka stabilność mechaniczna oraz bezpieczeństwo instalacji.
czytaj więcej

Nowy numer APA