Realtidsensorer

Realtidsensorer er sensorer som leverer data og som er designet til at kunne behandles og anvendes inden for et fastsat tidsrum. Forskellen mellem realtid og almindelig tid er deterministisk latenstid: i realtidssystemer må data og resultater ankomme inden for en foruddefineret tidsramme, ellers kan konsekvenserne være alvorlige. Real-tidsniveauet deles ofte i hard realtid, hvor missede deadlines ikke tolereres, og soft realtid, hvor forsinkelser tolereres i mindre grad.

Et realtidsensor-system består af sensorenheden, en lokal signalbehandling eller edge-computing, og et kommunikationslag, som ofte leverer tidsstemplede data til kontrolsystemer. For at sikre determinisme benyttes tidsstempling, faste sampling- og kommunikationslatensbudgetter, samt ofte et realtid-operativsystem og deterministiske netværk. Mange systemer bruger også kalibrering og synkronisering for at sikre stempel- og afgivelsestidspunkter er præcise.

Nøgleteknikker og standarder omfatter tidsudjævning via IEEE 1588 Precision Time Protocol (PTP), NTP i mindre strengt miljøer, og deterministiske netværk som EtherCAT, Profinet, CAN eller TSN (Time-Sensitive Networking). Data kan blive behandlet i kanten (edge) eller i centrale systemer; protokoller som MQTT og OPC UA understøtter dataudveksling og integration i større kontrolmiljøer.

Anvendelser inkluderer automatisering i fremstillingsindustrien, robotanlæg, autonome køretøjer og droner, medicinsk overvågning og kirurgiske systemer, energi og miljøovervågning samt bygningsautonomi. Udfordringer omfatter opretholdelse af lave og garanterede latensbudgetter, jitter, dataintegritet, cybersikkerhed, strømforbrug samt behovet for løbende vedligeholdelse og kalibrering.