目前,人工智能 (AI) 和机器学习的迅速发展正在为 IoT(物联网)带来负担得起的虚拟传感器,从而实现从智能家居到工业自动化的一系列潜在应用。虚拟传感器使用机器学习来根据过去的读数预测物理传感器将测量的内容。
什么是虚拟传感器?
虚拟传感器是物理传感器基于软件的模型,可以模拟物理传感器的行为并生成传感器读数,而无需实际的物理硬件。它们可以用作数字孪生来监视或控制物理传感器,为某些应用程序提供具有成本效益和可扩展的解决方案。
虚拟传感器利用人工智能和机器学习前沿的发展,使用数据驱动的方法来估算关键过程参数。除了较便宜外,当物理传感器由于空间条件(例如传感器空间不足)或恶劣环境(例如暴露于酸或极端温度)而无法放置在首选位置时,虚拟传感器提供了一种有趣的替代方案。虚拟传感技术可以降低信号噪声,从而在传感器的输出被其他测量相同现象的传感器确认时增加信号的可信度。最后,虚拟传感器非常灵活,可以根据需要重新设计,而物理传感器一旦安装,通常只能通过机械干预来重新定位。
成本是关键优势
工业4.0是虚拟传感技术的重要驱动力。工厂数字化所需的信息是从许多现场传感器获得的。如果仅将物理传感器用于此目的,那么工厂数字化的成本可能会让许多公司望而却步。使用虚拟传感器可以将此成本降至最低。
标准如何提供帮助
虚拟传感器正在成为未来社会的基础技术。未来五年,它们的使用预计将以超过 30% 的复合年增长率(CAGR)增长,而且这一趋势可能会持续多年。
由 IEC 和 ISO 组成的一个分委会SC 41,负责物联网和数字孪生的标准化工作。在最近接受e-tech 的采访时,其主席 François Coallier 提到“下一步,我们可能会为虚拟传感器和数据质量制定标准:我们如何确保我们从各种传感器收集的大量信息是适当的,符合正确的标准。为人工智能制定标准的ISO/IEC JTC 1/SC 42正在研究这些问题,因此我们可以在这方面携手合作”。