Entendendo o monitoramento sem fio
Definição: O que é monitoramento sem fio?
Monitoramento sem fio (também chamadas de redes de sensores sem fio ou WSN) refere-se a monitoramento de condições sistemas que utilizam sensores alimentados por bateria para transmitir vibração, Os sistemas sem fio transmitem dados de temperatura e outras informações por meio de comunicação por radiofrequência (RF) para receptores centrais, eliminando a necessidade de cabos de sinal entre os sensores e o hardware de monitoramento. Esses sistemas combinam sensor, processamento local, transmissor de rádio e bateria em pacotes compactos montados diretamente no equipamento, comunicando as medições para gateways/receptores que encaminham os dados para o software de monitoramento por meio de redes da instalação.
O monitoramento sem fio reduz drasticamente os custos de instalação (sem necessidade de passar cabos), permite o monitoramento de equipamentos rotativos, instalações temporárias e locais de difícil acesso, além de possibilitar a rápida expansão da área de cobertura. Os avanços tecnológicos em eletrônica de baixo consumo e captação de energia estão tornando o monitoramento sem fio cada vez mais viável para aplicações permanentes. monitoramento online aplicações.
Arquitetura do sistema
Nós de sensores sem fio
- Sensor: MEMS ou piezoelétrico acelerômetro, sensor de temperatura
- Processador: Microcontrolador para processamento de sinais e compressão de dados
- Rádio: Transmissor de baixa potência (2,4 GHz, típico abaixo de GHz)
- Poder: Bateria (duração típica de 3 a 5 anos) ou sistema de captação de energia.
- Tamanho: Pacote compacto (cartão de crédito para baralho de cartas)
Infraestrutura de rede
- Gateways/Receptores: Coletar dados de múltiplos nós sensores
- Rede Mesh: Os sensores retransmitem informações entre si, ampliando o alcance.
- Conectividade em nuvem: Conexão à internet para acesso remoto.
- Software: Tendências, análises, alertas, reportagens
Vantagens
Simplicidade de instalação
- Sem necessidade de puxar cabos (grande economia de custos)
- Instalar sensor, configurar rede, operacional
- Tempo de instalação: minutos versus horas para instalações com fio.
- Necessidade mínima de mão de obra qualificada
Flexibilidade
- Sensores fáceis de adicionar ou realocar.
- Monitoramento temporário simples
- Programas piloto de baixo risco
- Escalável incrementalmente
Equipamentos de difícil acesso
- Locais remotos (tanques, torres, instalações suspensas)
- Equipamento rotativo (difícil de conectar)
- Áreas perigosas (minimizar intrusões)
- Ativos distribuídos (oleodutos, parques eólicos)
Custo-eficácia
- Custo de instalação inferior ao da instalação com fio.
- Permite o monitoramento de equipamentos anteriormente antieconômicos.
- Ampliar a cobertura dentro do mesmo orçamento
Limitações e Desafios
Duração da bateria
- Vida útil limitada (típica de 1 a 5 anos)
- É necessária a substituição da bateria.
- É necessário monitorar o status da bateria.
- A captação de energia ajuda, mas aumenta a complexidade.
Resolução de dados
- Capacidade de processamento limitada (economia de bateria)
- Taxas de amostragem mais baixas do que sistemas com fio
- Detalhes espectrais reduzidos
- Pode perder conteúdo de alta frequência.
Confiabilidade da comunicação
- Interferência de radiofrequência de equipamentos elétricos
- Limitações de alcance (estruturas metálicas atenuam os sinais)
- Possibilidade de perda de dados em caso de interrupção da comunicação.
- Complexidade da gestão de redes
Preocupações com a segurança
- Redes sem fio vulneráveis a ataques/interferências
- Criptografia e autenticação necessárias
- Considerações sobre cibersegurança
Aplicações
Cobertura de Equipamentos Gerais
- Ampliar o monitoramento para equipamentos que não eram monitorados anteriormente.
- Monitorar grandes populações de equipamentos de forma econômica.
- Equipamentos auxiliares
Monitoramento Temporário
- Campanhas de diagnóstico de curto prazo
- Equipamentos emprestados/alugados
- Equipamentos de construção
- Equipamento sazonal
Ativos remotos
- Turbinas eólicas
- Equipamentos para dutos
- Equipamentos de mineração
- Instalações distribuídas
Tendências Tecnológicas
Colheita de energia
- A captação de energia vibracional prolonga a vida útil da bateria.
- Colheita de gradiente térmico
- Energia solar para aplicações externas
- A caminho da operação autossustentável
Processamento de borda
- Mais análises no nó sensor
- Transmita apenas alarmes ou dados comprimidos.
- Reduz as necessidades de energia e largura de banda.
Integração de IIoT
- Plataformas da Internet Industrial das Coisas
- Análises baseadas na nuvem
- Aprendizado de máquina em escala
- Interfaces de smartphone/tablet
Critérios de seleção
Use a conexão sem fio quando:
- Custo da cablagem proibitivo ou impraticável
- É necessário monitorar várias máquinas de prioridade moderada.
- Monitoramento temporário ou experimental
- Equipamentos remotos ou distribuídos
- Análise de vibração padrão adequada (proteção não crítica)
Usar conexão com fio quando:
- Equipamentos críticos que exigem monitoramento contínuo de alta fidelidade.
- É necessário um sistema de proteção da máquina (desligamento automático).
- São necessárias taxas de amostragem ou resolução espectral muito altas.
- Mandato regulamentar para sistemas com fio
O monitoramento de vibração sem fio representa uma tecnologia facilitadora que torna o monitoramento de condição economicamente viável para equipamentos anteriormente excluídos de programas devido aos custos de cabeamento. Embora não substitua os sistemas com fio para aplicações críticas, a tecnologia sem fio expande consideravelmente a cobertura de monitoramento, oferece monitoramento temporário flexível e possibilita novas aplicações em ativos remotos e distribuídos, democratizando o monitoramento de condição em instalações industriais.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 