传感器技术对物联网发展的意义

传感器技术对物联网发展的意义 无线互联科技45 网络地带? 传感器技术对物联网发展的意义 江 昆(鄂东职业技术学院，湖北 黄冈 438000) 摘 要:本文将从传感器在物联网中的技术地位、当前传感器在物联网领域内的应用、传感 器技术在我国发展情况三个方面，来论述传感器 对我国物联网发展的意义之所在。 关键词:物联网;感知;传感器节点 2012年2月14日中华人民共和国工业和信息化部对外发布了 《物联网“十二五”发展规划》，在“十二五”期间，我国物联网 建设面临着八项主要任务，其中“大力攻克核心技术”摆在了规 划的首位，可见突破物联网中的核心技术是我国当前发展物联 网的首要任务。 “物联网”是把物理实体的相关信息通过一些特殊的采集 方式,转变成可供现有网络传输共享的数据，最后利用计算机 网络实现对其进行管理与控制。、就目前我国对于物联网相关 技术的成熟度来看，通信技术和计算机数据处理技术相对成 熟，而传感技术平台的搭建却相对较薄弱，因此发展传感器技 术不仅是我国实现物联网核心技术的关键，也是全面发展战略 目标的关键。 传感器技术的定义是:“利用能感受规定被测量的敏感元 件或转换元件，按照一定的规律,将人类无法直接获取或识别 的信息转换成可识别的信息数据的技术”。传感器技术不仅能 感受到被测量的信息，并且还能将检测感受到的信息，按一定 规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息 的传输、处理、控制等要求，这也是实现物联网感知技术的首 要环节。 1 传感器在物联网技术中的地位和作用 物联网公认的三个层次是感知层、网络层、应用层，而感知 层是物联网的数据和物理实体基础。没有感知，也就没有物联 数据的采集，也就没有了网络上物体特征数据。因此，感知层是 物联网中先行技术，只有感知层的技术达到了要求，整个物联 网才能正常运行。在感知层中以传感器技术最为关键，它不仅 是构建感世界的“生命力”，也是构建“物联”概念的硬件“细 胞”。 传感器属于物联网的神经末梢，成为人类全面感知自然的 最核心元件，各类传感器的大规模部署和应用是构成物联网不 可或缺的基本条件。传感器是物联网中获得环境动态变化信 息的唯一手段和途径, 依靠传感器准确、可靠、实时的采集信 息，对传感节点信息进行转化处理与传输, 为物联网应用系统 提供可供 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 处理和应用的实时数据。要构建物联网，就应当 首先构建无线传感网，而无线传感器网络就是由部署在监测区 域内大量的微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一 个多跳的自组织网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理 1 网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给观察者。 在物联网构建初期，大量基础设备生产尤其是自动化生产 过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参 数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到质量标 准。因此可以说，没有优良的传感器技术，现代化生产也就失去 了基础;没有传感器技术支持，物联网构造将失去基础。 2 传感器在物联网领域内的应用 在物联网中，传感器用来对各种数据信息的进行采集和简 单的加工处理，并通过固有 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 ，将数据信息传送给物联网终 端处理。如通过RFID进行标签号码的读取;通过GPS得到地面 传感节点发射的物体位置信息;通过图像感知器得到图片或图 像;通过环境传感器取得环境温湿度等参数，这些都是传感技 术在物联网中产生的效应。在物联网的大概念下,传感器可以是 一个“大”的“智能物件”,它可以是一个微型芯片、一块玻璃、 一辆汽车,甚至可以是一个卫星或太空探测器。目前，传感器在 物联网领域内的应用主要有以下几个方面: 2.1 物流及安保领 物流和安保领域是物联网应用最成功的两个领域，因为他 们自身特点决定了应用的必要性。首先，对于现在的物流管理方 式大部分采用手持机以条码或标签方式读取货物附着信息，通 过GPS模块，可以在中间流通领域，很容易的回传这些信息，做 到了物品管理中的无缝跟踪。其次，在安保领域，由于某些大型 赛事、活动等，对安全有着特殊的要求，在这里将会用到许多 传感器，如:压电传感器、电涡流传感器、红外线传感器、超声 波传感器等，利用这些传感器对会场或活动场馆的安全进行监 测，一旦发现危险情况，通过传感器连接的警报装置，能够迅 速告知监控中心或安保人员，及时采取行动措施。 2.2 环境参数监测 对于环境监测的对象主要有:空气温湿度，土壤温湿度， 气体成分含量，光照强度、水温水质等。传感器被植入对这些 环境参数进行监测的场合，就能对环境参数的采集、传送，人 们通过这些参数对生活环境的改变做出适当的调节，如空气温 度传感器监测到的温度值，可能被用来控制空调是否开启，土 壤水分传感器监测到的水分含量，可能被用来控制水泵是否抽 水浇灌等，这个领域内所用到的传感器大多有:电阻式传感器、 电容式传感器等。 2.3 设备状态检测 在设备状态检测领域，主要使用的传感器有超声波传感 器，红外线传感器，差动电感式传感器等，这些传感器用于检 测物体的位置、运动、振动情况等参数。例如:在进行设备管理 时——尤其是移动机械，如:工程机械管理，我们首先要通过 无线电波确定每个工程机械的位置，然后通过一段时间后对其 位置的检测，知道工程机械移动方向和移动轨迹，方便的实现 对大型工程机械的管理功能。我国的“三一重工”就率先对大 2 型工程机械实现了准确的定位，就近维护的售后服务方式，为 客户及时排除了产品在作业时的故障。 2.4 环境感知检测 有些传感器感知的不是一组离散数据，而是一串不间断的数据流，如:使用摄像头进行图像 采集，使用CCD相机拍照等。 还有些传感器仅仅记录检测区域的状态，如智能家居的门窗开 关，智能交通中利用地感线圈等采集车流量信息等。 3 传感器技术在我国当前的发展情况 经过30多年来的科技攻关，我国敏感元件与传感器的制 造技术有了长足的进步，主要表现在:建立了传感技术国家重 点实验室、微米/纳米国家重点实验室、国家传感技术工程中心 等研究开发基地;MEMS、MOEMS(微光机电系统)等研究项目列 入了国家高新技术发展重点;我国生产的传感器的品种规格已 有近6000种，并已在国民经济发挥了重要应用。经过“十五”、 “十一五”的攻关和产业化建设，目前全国已有2000多家企事 业单位从事传感器的研发、生产和应用。 虽然我国传感器技术在政府的支持和引导下得到了长足发 展，但与国外先进技术相比，我国传感器行业总体技术水平还 是相对比较落后的，中国传感器的应用范围较窄，更多的应用 仍然停留在工业测量与控制等基础应用领域，与国外发达国家 相比仍有较大差距。主要包括以下几个方面: 3.1 核心制造技术严重滞后于国外 国外传感器的新技术、新产品、新工艺、新材料不断涌现， 传感器数字化、智能化、微型化已成趋势，大多数产品已变成现 实，且在不断完善、不断升级，而我国的传感器虽然所涉足的研 究开发领城基本与国外相差无几，但由于在应用理念上的局限 造成了传感技术开发力度不够，特别是核心制造技术的深度和 广度上还远远落后于国外。 3.2 人才培养力度太小，产业发展不足 传感器及其技术的特点之一是技术密集，由于技术密集， 也自然要求人才所掌握的专业广度和深度的密集。由于传感器 技术是一门多学科、跨专业的综合型技术，从目前国内的情况 看，能够适应当今传感器技术发展需求且具备开发传感器新兴 应用领域的人才相对缺乏，这使得行业技术发展滞后，产业发 展动能不足。 3.3 产业规模小，投资力度不够 由于我国传感器技术应用属于基础型和低端型，所以制约 了社会生产的规模和强度。其次是由于我国政府对传感器技术 和产业的重要性认识不够, 导致对传感器技术重要性的认识 滞后于计算机技术和通讯技术, 使得产业投入规模和强度太 小。 然而传感器技术的发展速度缓慢,将直接影响到我国未 来信息技术及产业的发展，很有可能会使我国在物联网领域内 失去我国目前所占据的制高点。 目前，我国传感器产品及其产业化水平与国外发达国家相 3 比还有很大的差距，而传感器技术的发展正处于由传统向新型 传感器发展的关键阶段，传感器更新换代快、需求量大、需求 增长速度快，由于国内传感器的发展落后于需求的增加，国内 大片市场被国外产品所占领面对国际市场的竞争，我国传感器 行业处于非常不利的地位，甚至在某些领城出现生存危机。因 此，要抓住机遇，立意创新，迎接挑战，坚持走科技与产业相结 合的道路，加强具有自主知识产权的新型传感器的开发，加速 现有科研成果的转化和产业化，迅速提高国产传感器的市场占 有率，这才是我国传感器产业自身发展的当务之急，也是我国传 感器发展的必由之路。 [参考文献] [1]张应福.物联网技术与应用[J].通信与信息技术,2010,(1). [2]孔晓波.物联网概念与演进路径[J].电信工程技术与 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 化,2009,(12). [3]丁露,梅恪.智能传感器在物联网领域中的应用. 信息技术与标准化. 2010,8 . 4