作者：王澤榮 武建松 張婷婷 [摘要]在生活節(jié)奏快捷以及科技發(fā)達(dá)的今天,“物聯(lián)網(wǎng)”逐漸成為人們熱議的話(huà)題,本文闡述了物聯(lián)網(wǎng)的定義與概念,對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了研究,并且列舉了傳感器在物聯(lián)網(wǎng)中的各種應(yīng)用。
[關(guān)鍵詞]物聯(lián)網(wǎng) 傳感器
一、物聯(lián)網(wǎng)概念與定義
物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of things)的概念是在1999年提出的,它的定義很簡(jiǎn)單:把所有物品通過(guò)射頻識(shí)別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái),進(jìn)行信息交換和通訊,實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。
現(xiàn)在對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的定義至少有幾十種,都是不同領(lǐng)域?qū)＜覐牟煌I(lǐng)域定義的,我們?nèi)追N有代表性的供大家參考:
1.英語(yǔ)中“物聯(lián)網(wǎng)”一詞:Internet of Things,可譯成物的互聯(lián)網(wǎng)。
2.2005年ITU關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的定義:是一個(gè)具有可識(shí)別,可定位的傳感網(wǎng)絡(luò)。
3.經(jīng)過(guò)與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)(也含固定網(wǎng)絡(luò))連接,使物體與物體之間實(shí)現(xiàn)溝通和對(duì)話(huà),人與物體之間實(shí)現(xiàn)溝通與對(duì)話(huà)。能實(shí)現(xiàn)上述功能的網(wǎng)稱(chēng)為物聯(lián)網(wǎng)。
4.作者比較贊成一種基于泛網(wǎng)及其多制式、多系統(tǒng)、多終端等綜合的物聯(lián)網(wǎng)的定義——或稱(chēng)為廣義物聯(lián)網(wǎng)。
二、國(guó)內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀
從國(guó)際上看,歐盟、美國(guó)、日本等國(guó)都十分重視物聯(lián)網(wǎng)的工作,并且已作了大量研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用工作。如美國(guó)把它當(dāng)成重振經(jīng)濟(jì)的法寶,所以非常重視物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,它的核心是利用信息通信技術(shù)(ICT)來(lái)改變美國(guó)未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式和結(jié)構(gòu)(金融、制造、消費(fèi)和服務(wù)等),改變政府、企業(yè)和人們的交互方式以提高效率、靈活性和響應(yīng)速度。按歐盟專(zhuān)家講,歐盟發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)先于美國(guó),確實(shí)歐盟圍繞物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應(yīng)用作了不少創(chuàng)新性工作。在北京全球物聯(lián)網(wǎng)會(huì)議上,他們介紹了《歐盟物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃》(Internet of things-Anactionplan for Europe)其目的也是企圖在“物聯(lián)網(wǎng)”的發(fā)展上引領(lǐng)世界。
我國(guó)在“物聯(lián)網(wǎng)”的啟動(dòng)和發(fā)展上與國(guó)際相比并不落后,我國(guó)中長(zhǎng)期規(guī)劃《新一代寬帶移動(dòng)無(wú)線通信網(wǎng)》中有重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)研究開(kāi)發(fā)“傳感器及其網(wǎng)絡(luò)”,國(guó)內(nèi)不少城市和省份已大量采用傳感網(wǎng)解決電力、交通、公安、農(nóng)漁業(yè)中的“M2M”等信息通信技術(shù)的服務(wù)。
在溫總理關(guān)于“感知中國(guó)”的講話(huà)后我國(guó)“物聯(lián)網(wǎng)”的研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用工作進(jìn)入了高潮,江蘇省無(wú)錫市一馬當(dāng)先率先提出建立“感知中國(guó)”研究中心,中國(guó)科學(xué)院、運(yùn)營(yíng)商、知名大學(xué)云集無(wú)錫共同協(xié)力發(fā)展我國(guó)的物聯(lián)網(wǎng)。
三、傳感器在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用
一說(shuō)到傳感器,可能大家就會(huì)往小的方面想,在物聯(lián)網(wǎng)的大概念下,一個(gè)泛在的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),隨著參照物的不同,傳感器可以是一個(gè)“大”的“智能物件”,它可以是一個(gè)機(jī)器人、一臺(tái)機(jī)床、一列火車(chē),甚至是一個(gè)衛(wèi)星或太空探測(cè)器。物聯(lián)網(wǎng)關(guān)注傳感器的實(shí)際應(yīng)用,下面是按應(yīng)用方式進(jìn)行的分類(lèi)。
1.液位傳感器:利用流體靜力學(xué)原理測(cè)量液位,是壓力傳感器的一項(xiàng)重要應(yīng)用,適用于石油化工、冶金、電力、制藥、供排水、環(huán)保等系統(tǒng)和行業(yè)的各種介質(zhì)的液位測(cè)量。
2.速度傳感器:是一種將非電量(如速度、壓力)的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏孔兓膫鞲衅?適應(yīng)于速度監(jiān)測(cè)。
3.加速度傳感器:是一種能夠測(cè)量加速力的電子設(shè)備,可應(yīng)用在控制、手柄振動(dòng)和搖晃、儀器儀表、汽車(chē)制動(dòng)啟動(dòng)檢測(cè)、地震檢測(cè)、報(bào)警系統(tǒng)、玩具、結(jié)構(gòu)物、環(huán)境監(jiān)視、工程測(cè)振、地質(zhì)勘探、鐵路、橋梁、大壩的振動(dòng)測(cè)試與分析,以及鼠標(biāo),高層建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性和安全保衛(wèi)振動(dòng)偵察上。
4.濕度傳感器:分為電阻式和電容式兩種,產(chǎn)品的基本形式都為在基片涂覆感濕材料形成感濕膜�？諝庵械乃羝接诟袧癫牧虾�,元件的阻抗、介質(zhì)常數(shù)發(fā)生很大的變化,從而制成濕敏元件,適用于濕度監(jiān)測(cè)。
5.氣敏傳感器:是一種檢測(cè)特定氣體的傳感器,適用于一氧化碳?xì)怏w、瓦斯氣體、煤氣、氟利昂(R11、R12)、呼氣中乙醇、人體口腔口臭的檢測(cè)等。
6.壓力傳感器:是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器,廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境,涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè)。
7.激光傳感器:利用激光技術(shù)進(jìn)行測(cè)量的傳感器,廣泛應(yīng)用于國(guó)防、生產(chǎn)、醫(yī)學(xué)和非電測(cè)量等。
8.MEMS傳感器:包含硅壓阻式壓力傳感器和硅電容式壓力傳感器,兩者都是在硅片上生成的微機(jī)械電子傳感器,廣泛應(yīng)用于國(guó)防、生產(chǎn)、醫(yī)學(xué)和非電測(cè)量等。
9.紅外線傳感器:利用紅外線的物理性質(zhì)來(lái)進(jìn)行測(cè)量的傳感器,常用于無(wú)接觸溫度測(cè)量、氣體成分分析和無(wú)損探傷,應(yīng)用在醫(yī)學(xué)、軍事、空間技術(shù)和環(huán)境工程等。
10.超聲波傳感器:是利用超聲波的特性研制而成的傳感器,廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國(guó)防、生物醫(yī)學(xué)等。
11.遙感傳感器:是測(cè)量和記錄被探測(cè)物體的電磁波特性的工具,用在地表物質(zhì)探測(cè)、遙感飛機(jī)上或是人造衛(wèi)星上。
12.視覺(jué)傳感器:能從一整幅圖像捕獲光線數(shù)以千計(jì)的像素,工業(yè)應(yīng)用包括檢驗(yàn)、計(jì)量、測(cè)量、定向、瑕疵檢測(cè)和分撿。
雖然,物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈包括傳感器和芯片供應(yīng)商、應(yīng)用設(shè)備提供商、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)及服務(wù)提供商、軟件與應(yīng)用開(kāi)發(fā)商和系統(tǒng)集成商。但是,作為“金字塔”的塔座,傳感器將會(huì)是整個(gè)鏈條需求總量最大和最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)。“傳感器是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支撐、應(yīng)用的支撐和未來(lái)泛在網(wǎng)的支撐,傳感器感知了物體的信息,RFID賦予它電子編碼,傳感網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)的演變是信息技術(shù)發(fā)展的階段表征。”
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