sensorijärjestelmistä

Sensorijärjestelmä tarkoittaa järjestelmää, joka koostuu fyysisten suureiden mittaavista sensoreista sekä niihin liittyvistä komponenteista ja ohjelmistoista, jotka keräävät, muuntavat, käsittelevät ja esittävät mittaustietoa. Sensorijärjestelmät voivat olla yksittäisiä sensoreita tai hajautettuja sensoriverkkoja.

Pääkomponentit ovat sensori tai transduktori, signaalin säätö (suodatus ja vahvistus), tiedonkeruuyksikkö (analoginen/digitaalinen muunnin), prosessointiyksikkö, tallennus sekä viestintäinfrastruktuuri. Järjestelmässä on usein kalibrointi sekä mittaustarkkuuden, toistuvuuden, vasteajan ja dynaamisen alueen määrittely.

Sensorin tyypit jakautuvat fysikaalisiin (lämpötila, paine, kosteus, liike, kiihtyvyys), kemiallisiin/biologisiin, optisiin sekä kuvantamiskykyisiin sensoreihin. Hajautetuissa järjestelmissä käytetään langattomia sensoriverkkoja (WSN) tai esineiden internetin (IoT) yhteyksiä, ja mittaustiedot kulkevat kohti palvelin- tai tiedonkeruukeskuksia.

Arkkitehtuuri voi olla hierarkkinen tai hajautettu; tieto voidaan käsitellä reunalla (edge) tai pilvessä, ja käytetään datafusiota sekä tiedon aggregointia. Yhteensopivuus standardien kanssa ja sovellusten integrointi sekä protokollat kuten MQTT, CoAP tai Bluetooth Low Energy ovat tyypillisiä huomioita.

Sovellukset kattavat teollisuusautomaation sekä ympäristö- ja rakennusten monitoroinnin, terveydenhuollon, liikenteen sekä älykotiratkaisut sekä maatalouden hallinnan. Hyötyjä ovat parempi turvallisuus, resurssien tehokas käyttö ja automaatio, mutta haasteina ovat sensorien laatu, kalibrointi, energianhallinta, verkkoyhteydet sekä tietoturva ja yksityisyys.

Tulevaisuuden kehitystrendejä ovat tekoälyn integrointi, reunankäsittely (edge computing), energianlähteiden hyödyntäminen sensoreissa sekä parempi yhteentoimivuus standardien avulla.