Embedded software development for a vibration sensor node in a smart-sensor platform

Abstract

The arrival of the 5G technology brought a new perspective to the IIoT field. Relying on even faster data rates than its forerunner, the new standard enables a wider range of sensors to be connected to the internet. In this scenario, the Fraunhofer IPT developed a concept for a multi-sensor platform, a smart sensor board which allows real-time transmission of industrial machinery data through the 5G network. This work presents the development of a software for one of its sensor nodes, using the vibration sensor as a reference. In order to supply certain a pre-processing stage right after the data sampling, an FFT and a Wavelet transformation were implemented. The response time and the accuracy of both features were obtained using different methods. At the end, the values were analyzed and some promising results were achieved. The FFT delivered answers between 750 to 950 microseconds, depending on the chosen property, and its accuracy was overall good for the application, considering a qualitative analysis. Final considerations and possible future works ere also presented and discussed.

A chegada da tecnologia 5G trouxe uma nova perspectiva para o campo da IIoT. Apresentando uma taixa de transmissão de dados ainda maior que o seu antecessor, a nova geração ptorna possível que uma maior gama de sensores possa ser conectada a internet. Tendo em vista essse cenário, o Frunhofer IPT desenvolveu um conceito para uma plataforma multi-sensores, uma placa de sensores inteligentes que permite uma transmissão em tempo real de dados da produção mecânica através da rede 5G. Esse trabalho apresenta o desenvolvimento de um software para um dos dos nós de sesores inteligentes, usando o sensor de vibração como referência. Com o objetivo de fornecer uma etapa de pré-procesamento logo após a obtenção do dado, uma FFT e uma transformada de Wavelet foram implementadas. O tempo de resposta e a acurácia das duas foram obtidas usando diferentes métodos. No fim, os valores foram analisados e alguns resultados foram obtidos. A FFT entregou respostas entre 750 e 950 microegundos, dependendo da propriedade escolhida, e a sua acurácia foi em geral boa para a aplicação, considerando uma análise qualitativa. Considerações finais e possíveis trabalhos futuros também foram apresentados e discutidos.