Fünf IoT-Sensortrends, die es wert sind, beobachtet zu werden

Spencer Chin | 10. Mai 2023

Der Schlüssel zum IoT (Internet der Dinge) sind heute Sensoren, die alle möglichen Parameter überwachen, von Bewegung über Strom bis hin zu Temperatur. Diese Sensoren sind überall zu finden, darunter Smartphones, Türklingeln, Thermostate, Fahrzeuge und Geräte. Sie erfassen wichtige Daten, die in Echtzeit mit Benutzern geteilt und für den späteren Abruf und die Analyse gespeichert werden können. Diese Sensoren können in Geräte/Geräte integriert, mit Verarbeitungs- und Kommunikationsfunktionen eingebettet oder als eigenständige Geräte implementiert werden, bei denen Verarbeitungs- und wichtige Kommunikationsfunktionen an das Gateway übertragen werden.

Laut IoT Analytics, einem Marktforschungs- und Informationsunternehmen, machten IoT-Sensoren ein Drittel aller im Jahr 2022 ausgelieferten Sensoren aus. Das durchschnittliche IoT-Gerät ist mittlerweile mit vier Sensoren ausgestattet. Das Unternehmen beziffert den IoT-Sensormarkt im Jahr 2022 auf 10,9 Milliarden US-Dollar und wird in den nächsten fünf Jahren voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 16 % wachsen.

IoT Analytics hat fünf Trends in der IoT-Sensortechnologie identifiziert, die die IoT-Sensorlandschaft in den kommenden Jahren verändern werden.

IoT-Sensoren werden die Rechenkapazität erhöhen und ihre Fähigkeit verbessern, Signale von mehreren diskreten Sensorelementen zu erkennen. Diese oft als „intelligente Sensoren“ bezeichneten Sensoren können die Signalverarbeitung und -analyse an Bord durchführen, anstatt Daten nur zur Verarbeitung an einen anderen Ort zu übertragen. Diese Sensoren werden praktisch zu „Edge“-Geräten in einem IoT-Netzwerk. IoT-Analysen prognostizieren auch, dass fortschrittliche intelligente Sensoren KI-Fähigkeiten erlangen werden, die es ihnen ermöglichen, sofortige Entscheidungen zu treffen, anstatt die Daten woanders hin zu senden und Datendiebstahl zu riskieren.

Da IoT-Sensoren kontinuierlich arbeiten können müssen, sind Batterietechnologien für diese Geräte ungeeignet. Daher entwickeln Ingenieure IoT-Sensoren, die mit erneuerbaren Energiequellen wie Solar- oder Bewegungsenergie arbeiten. Dies ist besonders wichtig, wenn sich Sensoren an abgelegenen oder unzugänglichen Orten befinden. Der Einsatz von Energy Harvesting veranlasst Sensorhersteller wiederum dazu, den Formfaktor des Sensors zu reduzieren, um den Energieverbrauch zu senken, und das Signal-Rausch-Verhältnis zu verbessern, um Rauschen und Interferenzen herauszufiltern, die dem Sensor ebenfalls die benötigte Energie entziehen könnten.

Da gefährliche oder abgelegene Standorte die Installation physischer Sensoren erschweren, verwenden einige IoT-Installationen mittlerweile Soft- oder virtuelle Sensoren. Softsensoren sind Rechenalgorithmen, die den Wert einer schwer zu messenden Größe auf der Grundlage anderer vorhandener physikalischer Sensoren und Algorithmen/Rechenmodelle schätzen, die auf den Wert der gemessenen Größe schließen. Ein typischer Softsensor erstellt ein Vorhersagemodell, das Echtzeitdaten aus Instrumenten- und Laboranalysen verwendet, um Prozess- und Produktionsbedingungen abzuschätzen. Diese Modelle fungieren als inferenzielle Sensoren zur Vorhersage von Qualitätsparametern, möglicherweise als Alternative zu zusätzlichen physikalischen Sensoren.

Ein virtueller Sensor ähnelt einem Softsensor, basiert seine Werte jedoch ausschließlich auf Algorithmen und Rechenmodellen.

Insbesondere beim autonomen Fahren wird die Sensorfusion, bei der Daten mehrerer Sensoreingänge zusammengeführt werden, immer wichtiger. Bei diesen Anwendungen stammen die Sensordaten von LiDAR-, Radar- und 3D-Kameras. Da diese Sensoreingänge unterschiedliche Merkmale der Fahrumgebung erfassen, ist es notwendig, die Daten dieser Sensoren zu erfassen und zu interpretieren, um eine genauere Analyse der Fahrsituation zu erhalten. Richtig umgesetzt, ermöglicht die Sensorfusion dem Fahrzeug, die richtigen Maßnahmen zu ergreifen, die effizient, zuverlässig und vor allem sicher sind.

Die Technologie von Biosensoren und Einwegsensoren hat sich in den letzten Jahren ausgereift und wurde in der Gesundheitsbranche eingeführt. Ein Biosensor, auch „biologischer Sensor“ genannt, verfügt über ein Bioelement, das mit dem getesteten Analyten interagiert, und einen Wandler, der die biologische Reaktion in ein elektrisches Signal umwandelt. Je nach Anwendung werden Biosensoren auch als Immunsensoren, Optroden, Resonanzspiegel, chemische Kanarienvögel, Biochips, Glukometer oder Biocomputer bezeichnet.

Spencer Chin ist leitender Redakteur für Design News und berichtet über den Elektronik-Trend. Er verfügt über langjährige Erfahrung in der Entwicklung von Komponenten, Halbleitern, Subsystemen, Energie und anderen Aspekten der Elektronik sowohl aus Geschäfts-/Lieferketten- als auch aus Technologieperspektive. Er ist erreichbar unter [email protected]

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