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  • Type de capteur : Asset tracking

Qu’est ce qu’un capteur radio sans fil ?

Il associe un système de captage chargé de convertir en signal électrique une grandeur physique (chaleur, humidité, vibrations, rayonnement…), une unité de traitement informatique et stockage des données et un émetteur radio. Le signal radio est interprété par une passerelle qui convertit le signal sans fil pour partager les données sur un réseau informatique. La passerelle a en général une alimentation externe et elle est connectée au réseau informatique via un câble Ethernet ou un deuxième réseau sans fil de type WiFi, cellulaire, ..
Si l’on veut conserver les données collectées, ou ne pas payer d’abonnement à un opérateur de réseau, on peut installer ses propres passerelles, avec par exemple le réseau LoRaWAN.

Exemple de capteurs connectés sans fil

Capteur sans fil de vibration ou d'accélération (pour détecter un mouvement, un fonctionnement anormal, un choc)
Capteur de localisation d'actifs (utilise le GPS ou le Bluetooth pour définir l'emplacement; pour les inventaires ou le geofencing ...)
Capteur de la qualité de l'air ( analyse des particules fines)
Capteur de consommation d'énergie ( compte les flashs, les impulsions, l'intensité du courant, le flux d'eau)
Capteur de continuité électrique ou contact sec (détecte quand un circuit électrique est ouvert ou fermé, ce qui peut signifier une coupure d'alimentation ou l'ouverture d'une porte)
Capteur de coupure ou réactivation du courant (pour éviter de perdre le contenu du congélateur en cas de panne)
Capteur de flexion (la flexion de l'antenne permet de mesurer une force, un flux, le vent, une présence, etc..)
Capteur sans fil de fuite d'eau ou de remplissage de cuve
Capteur d'hygrométrie ou humidité (pour la gestion de l'eau)
Capteur d'nclinaison (ouverture d'une porte basculante ou d'un dome, déplacement..)
Capteur d'intensité électrique (permet d’estimer la consommation)
Capteur de luminosité (ce n'est pas Versailles ici)
Capteur de maintenance (un capteur de vibration avec un logiciel d'analyse spécifique)
Capteur d'ouverture fermeture (pour éviter les courants d'air ou prévenir d'une intrusion)
Capteur sans fil de pression (utile notamment pour la maintenance pour signaler un filtre encrassé ou une durite percée)
Capteur connecté de pression atmosphérique (prévision météo)
Capteur de présence de personnes (s'il n'y en a pas ne pas laisser le chauffage ou la climatisation allumée)
Capteur de présence de véhicule (gestion du stationnement)
Capteur connecté de température (thermorésistante pour la précision ou thermocouple pour une plage large)
Capteur de tension électrique
Capteur ultrasons (pour mesurer les distances)

Un capteur sans fil radio offre une autonomie et une portée importantes


Avoir un capteur sans fil signifie que son installation sera rapide et peut coûteuse.
Le capteur sans fil ne nécessite en effet pas d’alimentation. Il est alimenté par une pile ou une batterie, qui peut elle-même être rechargée par des panneaux solaires. Afin que son autonomie soit la plus importante possible (plus de 12 ans pour certains capteurs) il est conçu pour consommer le moins possible d’énergie. Le capteur sans fil ne va donc pas émettre en continu mais à des intervalles réguliers définis par l’utilisateur ou en fonction d’événements extérieurs ( par exemple s’il est déplacé). La forme et la fréquence de l’onde radio, qui va transporter l’information du capteur jusqu’à la passerelle, ont elle-mêmes fait l’objet d’études poussées, pour consommer le moins possible.
L’onde radio a une portée de plusieurs kilomètres, ce qui permet d’installer des capteurs sans fil dans des lieux isolés sans électricité. Certains capteurs ont même la possibilité de communiquer entre eux : ils peuvent alors servir de relais entre un capteur et la passerelle.


Le capteur sans fil va là où un capteur filaire ne peut aller


Les capteurs sans fil peuvent être utilisés dans des endroits qui sont difficiles d'accès en raison des conditions extrêmes, telles que la température élevée, pH, pression, etc. Grâce aux capteurs sans fil, les opérateurs peuvent surveiller en permanence les procédés dans des environnements dangereux, et transmettre les données à un opérateur situé à une distance de sécurité. La mesure sans fil est également utile pour obtenir des données dans les endroits difficiles d'accès, et quand le capteur est en mouvement ou en rotation.

Type de mesure: les capteurs sans fil  ont généralement une fonction unique. Ils sont spécialement conçus pour la température, pression, débit, etc,  Le capteur doit être choisi aussi en fonction de la plage mesurée. Par exemple pour mesurer une plage de température étendue avec une précision faible on choisira un capteur sans fil de type thermocouple, alors qu’un capteur thermo-résistant permettra d’avoir une plus grande précision sur une plage de température plus petite.  


Quelques exemples d’applications des capteurs sans fil


Applications militaires

Un réseau de capteurs déployé sur un secteur stratégique ou difficile d'accès, permet par exemple de surveiller les mouvements (capteur de mouvement, accéléromètre) , d'analyser le terrain avant d'y envoyer des troupes (qualité de l’air avec des capteurs de particules fines).


Applications à la sécurité

Les altérations de structure d'un bâtiment, d'une route, d'un quai, d'une voie ferrée, d'un pont ou d'un barrage hydroélectrique (à la suite d'un séisme ou du vieillissement) peuvent  être détectées par des capteurs de flexion ou de vibraions. Les capteurs ne s'activent que périodiquement et peuvent fonctionner durant des années. Un réseau de capteurs de mouvements peut constituer un système d'alarme distribué qui servira à détecter les intrusions sur un large secteur (geofencing).


Applications environnementales

Des capteurs de vibration sont placés aux sommets des volcans. Les capteurs de températures et de flux mesurent la fonte des glaciers etc ..


Agriculture

Les capteurs d’hygrométrie permettent de détecter le stress hydrique des plantes. Les données sont associées à celles des prévisions météo pour gérer les arrosages.


Industrie

Des capteurs peuvent être déployés pour détecter des fuites d’eau ou de produits toxiques (gaz, produits chimiques, éléments radioactifs, pétrole, etc.) et alerter les utilisateurs et secours plus rapidement, pour permettre une intervention efficace.
Les capteurs permettent de connaître en temps réel les consommations d’eau, de gaz, d’électricité des usines.

Applications médicales et vétérinaire


Des réseaux de capteurs permettent une surveillance permanente des patients et des patients dans un hôpital. Des boutons d’appel radio pour les patients peuvent utiliser le même système que celui des capteurs pour réduire les coûts des infrastructures.


Applications commerciales

Les capteurs permettent de suivre des colis en transit ou de s’assurer qu’il n’y a pas eu de rupture de la chaîne du froid.