Qu'est-ce qu'un capteur intelligent et comment fonctionne-t-il ?

Un capteur intelligent est un appareil qui prend les données de l'environnement physique et utilise des ressources de calcul intégrées pour exécuter des fonctions prédéfinies lors de la détection d'une entrée spécifique, puis traiter les données avant de les transmettre.

Les capteurs intelligents permettent une collecte plus précise et automatisée de données environnementales avec moins de bruit erroné parmi les informations enregistrées avec précision. Ces dispositifs sont utilisés pour les mécanismes de surveillance et de contrôle dans divers environnements, notamment les réseaux intelligents, la reconnaissance des champs de bataille, l'exploration et de nombreuses applications scientifiques.

Le capteur intelligent est également un élément crucial et intégral de l’Internet des objets. La technologie IoT permet de fournir un identifiant unique pour presque tout et de transmettre des données depuis ou sur ces objets via Internet ou un réseau de capteurs similaire. Une implémentation des capteurs intelligents consiste en tant que composants d’un réseau de capteurs et d’actionneurs sans fil, qui peut comporter des milliers de nœuds. Chaque nœud est connecté à un ou plusieurs autres capteurs et hubs de capteurs ainsi qu'à des actionneurs individuels.

Les microprocesseurs mobiles basse consommation fournissent généralement des ressources de calcul dans les environnements IoT. Au minimum, un capteur intelligent est constitué d’un capteur, d’un microprocesseur et d’une technologie de communication sans fil. Les ressources de calcul doivent faire partie intégrante de la conception physique. Un capteur qui envoie simplement ses données pour un traitement à distance n’est pas considéré comme un capteur intelligent.

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Un capteur intelligent peut également inclure plusieurs autres composants en plus du capteur principal. Ces composants peuvent inclure des transducteurs, des amplificateurs, un contrôle d'excitation, des filtres analogiques, des convertisseurs analogique-numérique et une compensation qui fournit une correction intégrée des mesures ou des sorties loin d'être idéales. Un capteur intelligent intègre également des éléments définis par logiciel qui fournissent des fonctions telles que la conversion de données, le traitement numérique et la communication avec des appareils externes.

Un capteur intelligent connecte un capteur de base brut à des ressources informatiques intégrées qui permettent de traiter les entrées du capteur. Le capteur de base est le composant qui fournit la capacité de détection. Il peut être conçu pour détecter la chaleur, la lumière ou la pression. Souvent, le capteur de base produit un signal analogique à partir d’un algorithme d’application qui doit être traité avant de pouvoir être utilisé. Ce processus est également appelé traitement du signal.

À ce stade, la technologie intégrée d’un capteur intelligent entre en jeu. Dans le traitement du signal, un microprocesseur intégré utilise une technique appelée filtrage pour supprimer le bruit du signal et convertir le signal du capteur dans un format numérique utilisable.

La technologie des capteurs intelligents contient également des capacités de communication intégrées qui leur permettent de se connecter à un environnement informatique cloud privé ou à Internet. Cela leur permet de communiquer avec des appareils externes.

Les capteurs intelligents ont de nombreuses utilisations. On les trouve couramment dans les environnements industriels et sont le moteur de l'Industrie 4.0 et de l'automatisation industrielle, de la robotique et d'autres instruments avancés.

Les usines utilisent souvent des capteurs intelligents à des fins de diagnostic. Des capteurs de température intelligents garantissent que les machines ne surchauffent pas, et des capteurs de vibrations surveillent les machines risquant de se desserrer par vibrations. Les capteurs intelligents permettent également de contrôler les processus, par exemple en surveillant un processus de fabrication et en effectuant les ajustements nécessaires pour qu'il puisse atteindre les objectifs de qualité ou de production. Il s’agissait autrefois de processus manuels, mais des capteurs intelligents les ont automatisés.

Les capteurs intelligents jouent également un rôle clé dans l’avancement des systèmes de sécurité modernes. Les capteurs d'imagerie thermique détectent la chaleur corporelle d'un intrus. De même, les appareils tels que les serrures intelligentes, les capteurs de mouvement et les capteurs de fenêtres et de portes sont généralement connectés à un réseau commun. Cela permet aux capteurs de sécurité de travailler ensemble pour créer une image complète de l'état de sécurité actuel. Ils sont fréquemment utilisés dans les applications résidentielles et industrielles pour détecter diverses fuites.