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傳感器在物聯網中應用
更新時間:2011-09-08   點擊次數:6572次

傳感器可“大”可“小”

  感知層由傳感器和部分與傳感器連成一體的傳感網(無源傳感器)組成,處于三層架構的zui底層,這也是物聯網zui基礎的聯接和管理對象。 zui廣義來說,傳感器是把各種非電量轉換成電量的裝置,非電量可以是物理量、化學量、生物量等等。

  一說到傳感器,可能大家就會往小的方面想,在物聯網的大概念下,一個泛在的物聯網系統,隨著參照物的不同,傳感器可以是一個“大”的“智能物件”,它可以是一個機器人、一臺機床、一列火車,甚至是一個衛星或太空探測器。這也是為什么在DCM劃分中用“Device”(設備或裝置)來描述物聯網底層的原因,筆者認為,這樣描述更符合物聯網目前的戰略地位。

  傳統的、狹義的傳感器種類已有很多,而且有多種分類方法,例如,可分為有源和無源兩大類。有源傳感器將非電量轉換為電能量,無源程序傳感器不起能量轉換作用,只是將被測非電量轉換為電參數的量。每一類傳感器又可做進一步細分,如圖1所示的生物傳感器、納米傳感器的細分。物聯網關注傳感器的實際應用,下面是我們按應用方式進行的分類。

  形形色色的傳感器

  生物傳感器: 對生物物質敏感并將其濃度轉換為電信號進行檢測,涉及的是生物物質,主要用于臨床診斷檢查、治療時實施監控、發酵工業、食品工業、環境和機器人等。

  汽車傳感器: 它把汽車運行中各種工況信息,如車速、各種介質的溫度、發動機運轉工況等,轉化成電信號輸給計算機,測量溫度、壓力、流量、位置、氣體濃度、速度、光亮度、干濕度、距離等。

  液位傳感器: 利用流體靜力學原理測量液位,是壓力傳感器的一項重要應用,適用于石油化工、冶金、電力、制藥、供排水、環保等系統和行業的各種介質的液位測量。

  速度傳感器: 是一種將非電量(如速度、壓力)的變化轉變為電量變化的傳感器,適應于速度監測。

  加速度傳感器: 是一種能夠測量加速力的電子設備,可應用在控制、手柄振動和搖晃、儀器儀表、汽車制動啟動檢測、地震檢測、報警系統、玩具、結構物、環境監視、工程測振、地質勘探、鐵路、橋梁、大壩的振動測試與分析,以及鼠標,高層建筑結構動態特性和安全保衛振動偵察上。

  核輻射傳感器: 利用放射性同位素來進行測量的傳感器,適用于核輻射監測。

  振動傳感器: 是一種目前廣泛應用的報警檢測傳感器,它內部用壓電陶瓷片加彈簧重錘結構檢測振動信號,用于機動車、保險柜、庫房門窗等場合的防盜裝置中。

  濕度傳感器: 分為電阻式和電容式兩種,產品的基本形式都為在基片涂覆感濕材料形成感濕膜。空氣中的水蒸汽吸附于感濕材料后,元件的阻抗、介質常數發生很大的變化,從而制成濕敏元件,適用于濕度監測。

  磁敏傳感器: 利用磁場作為媒介可以檢測很多物理量的傳感器,測量位移、振動、力、轉速、加速度、流量、電流、電功率等。

  氣敏傳感器: 是一種檢測特定氣體的傳感器,適用于一氧化碳氣體、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等。

  力敏傳感器: 是用來檢測氣體、固體、液體等物質間相互作用力的傳感器,適用于力度監測。

  位置傳感器: 用來測量機器人自身位置的傳感器,適用于機器人控制系統。

  光敏傳感器: 是利用光敏元件將光信號轉換為電信號的傳感器,適用于對光的探測; 還可以作為探測元件組成其他傳感器,對許多非電量進行檢測。

  光纖傳感器: 是將來自光源的光經過光纖送入調制器,使待測參數與進入調制區的光相互作用后,導致光的光學性質發生變化,稱為被調制的信號光,再經過光纖送入光探測器,經解調后,獲得被測參數,適用于對磁、聲、壓力、溫度、加速度、陀螺、位移、液面、轉矩、光聲、電流和應變等物理量的測量。

  納米傳感器: 運用納米技術制造的傳感器,應用領域為生物、化學、機械、航空、軍事等。

  壓力傳感器: 是工業實踐中zui為常用的一種傳感器,廣泛應用于各種工業自控環境,涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產自控、航空航天、*、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業。

  位移傳感器: 又稱為線性傳感器,它分為電感式位移傳感器、電容式位移傳感器、光電式位移傳感器、超聲波式位移傳感器、霍爾式位移傳感器,主要應用在自動化裝備生產線對模擬量的智能控制。

  激光傳感器: 利用激光技術進行測量的傳感器,廣泛應用于國防、生產、醫學和非電測量等。

  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械電子傳感器,廣泛應用于國防、生產、醫學和非電測量等。

  半導體傳感器: 利用半導體材料的各種物理、化學和生物學特性制成的傳感器,適用于工業自動化、遙測、工業機器人、家用電器、環境污染監測、醫療保健、醫藥工程和生物工程。

  氣壓傳感器: 用于測量氣體的壓強,適用于與氣體壓強相關的物理實驗, 也可以在生物和化學實驗中測量干燥、無腐蝕性的氣體壓強。

  紅外線傳感器: 利用紅外線的物理性質來進行測量的傳感器,常用于無接觸溫度測量、氣體成分分析和無損探傷,應用在醫學、軍事、空間技術和環境工程等。

  超聲波傳感器: 是利用超聲波的特性研制而成的傳感器,廣泛應用在工業、國防、生物醫學等。

  遙感傳感器: 是測量和記錄被探測物體的電磁波特性的工具,用在地表物質探測、遙感飛機上或是人造衛星上。

  高度傳感器: 其原理是測得滑臂與基準線夾角的大小來換算出相應的熨平板高度,用于高度測量。

  地磅傳感器: 是一種將質量信號轉變為可測量的電信號輸出的裝置,用于稱重。

  圖像傳感器: 是利用光電器件的光電轉換功能,將其感光面上的光像轉換為與光像成相應比例關系的電信號“圖像”的一種功能器件,廣泛用于自動控制和自動測量,尤其是適用于圖像識別技術。

  厚度傳感器: 測量材料及其表面鍍層厚度的傳感器,用于厚度測量。

  微波傳感器: 是利用微波特性來檢測一些物理量的器件,廣泛用于工業,交通及民用裝置中。

  視覺傳感器: 能從一整幅圖像捕獲光線數以千計的像素,工業應用包括檢驗、計量、測量、定向、瑕疵檢測和分撿。

  空氣流量傳感器: 是測定吸入發動機的空氣流量的傳感器,適用于汽車發動機。

  化學傳感器: 對各種化學物質敏感并將其濃度轉換為電信號進行檢測的儀器,適用于礦產資源的探測、氣象觀測和遙測、工業自動化、醫學上遠距離診斷和實時監測、農業上生鮮保存和魚群探測、防盜、安全報警和節能等。

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