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对于物联网而言 传感器有多重要?

2019-10-24佚名

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不同类型的应用程序需要不同类型的传感器才能从环境中收集数据。本文介绍了一些常见的物联网传感器。

    在物联网(IoT)生态系统中,有两点非常重要:互联网以及诸如传感器和执行器之类的物理设备。物联网系统的底层由传感器连接性和收集信息的网络组成。该层是物联网系统的重要组成部分,并与下一层即网关和网络层建立网络连接。

    传感器的主要目的是从周围环境中收集数据。传感器或物联网系统的“物”构成了前端。这些在信号转换和处理后直接或间接连接到物联网网络。但是所有传感器都不相同,不同的物联网应用需要不同类型的传感器。例如,数字传感器使用串行外围设备接口(SPI)总线即可轻松直接与微控制器接口。但是对于模拟传感器,可以使用模数转换器(ADC)或Sigma-Delta调制器将数据转换为SPI输出。

一、IoT传感器的一些常见类型

    1、温度传感器

    这些设备测量从物体或周围区域产生的热量。它们可用于空调,冰箱和用于环境控制的类似设备中。它们还用于制造过程,农业和健康行业。

    从制造业到农业,温度传感器几乎可用于每种物联网环境。在制造中,传感器用于监视机器的温度。在农业中,这些可用于监测土壤,水和植物的温度。

    温度传感器包括热电偶,热敏电阻,电阻温度检测器(RTD)和集成电路(IC)。图2显示了一些常见类型的温度传感器。

    2、湿度传感器

    空气中的水蒸气量或湿度会影响人体舒适度以及许多工业生产过程。因此,监控湿度水平很重要。湿度测量最常用的单位是相对湿度(RH),露/霜点(D/FPT)和百万分率(PPM)。

    3、运动传感器

    运动传感器不仅用于安全目的,而且还用于自动门控制,自动停车系统,自动水槽,自动马桶冲洗器,干手机,能源管理系统等。您可以在IoT中使用这些传感器,并通过智能手机或电脑。HC-SR501无源红外(PIR)传感器是用于爱好项目的流行运动传感器。

    4、气体传感器

    这些传感器用于检测有毒气体。最常用的传感技术是电化学,光电离和半导体。随着技术的进步和新规范的推出,有大量的气体传感器可以用来帮助扩展物联网应用中部署的有线和无线连接。

    5、烟雾感应器

    烟雾探测器已经在家庭和工业中使用了很长时间。随着物联网的出现,其应用变得更加方便和用户友好。此外,将无线连接添加到烟雾探测器可实现其他功能,从而增加安全性和便利性。

    6、压力传感器

    这些传感器用于物联网系统中,以监视由压力信号驱动的系统和设备。当压力范围超出阈值水平时,设备会提醒用户应解决的问题。例如,BMP180是一种流行的数字压力传感器,用于手机,PDA,GPS导航设备和户外设备。压力传感器还分别用于智能车辆和飞机中以确定力和高度。在车辆中,胎压监测系统(TPMS)用于在胎压过低并可能产生不安全驾驶条件时向驾驶员发出警报。

    7、影像感应器

    这些传感器可用于数码相机,医学成像系统,夜视设备,热成像设备,雷达,声纳,媒体室和生物识别系统中。在零售行业中,这些传感器用于监视通过IoT网络访问商店的客户。在办公室和公司建筑物中,它们用于通过IoT网络监视员工和各种活动。

    8、加速度传感器

    这些传感器用于智能手机,车辆,飞机和其他应用中,以检测物体的方向,摇动,敲击,倾斜,运动,定位,冲击或振动。不同类型的加速度计包括霍尔效应加速度计,电容式加速度计和压电式加速度计。

    9、红外传感器

    这些传感器可以测量物体散发的热量。它们被用于各种IoT项目中,包括医疗保健以监测血液流量和血压,智能手机以用作远程控制和其他功能,可穿戴设备以检测光量,温度计以监测车辆的温度和盲点检测。

    10、接近传感器

    这些传感器无需任何物理接触即可检测附近物体的存在或不存在。感应器,电容式,光电,超声波和磁性传感器的类型不同。这些主要用于对象计数器,过程监视和控制。

    在典型的物联网系统中,传感器可以收集信息并路由到控制中心,在该中心做出决定,并响应于该感应到的输入将相应的命令发送回执行器。

二、精确传感器的重要性

    想象一下,你是一家酒吧老板,并且你要测量从其中一个水龙头流出的啤酒量。一种执行此操作的方法是,将传感器安装在从啤酒桶到水龙头的管线上。该传感器很可能在内部装有小叶轮。当啤酒流过传感器时,它将导致叶轮旋转,就像气象站上的螺旋桨一样。

    当叶轮旋转时,它将向计算机发送一连串的电脉冲。计算机将解释脉冲,以确定流过多少啤酒。听起来很简单,对吧?

    这是传感器变得有趣的地方。如果回头看一下上面的描述,你会发现这样的测量从未直接测量过传感器中流过的啤酒量。这样的测量只是从一连串的电脉冲中解释了传感器。这意味着必须首先弄清楚如何解释传感器,那就是校准。

    要校准传感器,这样测量方案变成了必须拿一个容量已知的容器,例如品脱杯。然后,必须在各种条件下填充该容器,以确定电脉冲信号的外观。

    例如,第一次倒出一个新的小桶时,泡沫往往会更多,与从啤酒中部倒出的泡沫(啤酒)相比,泡沫的读法有所不同。只有通过反复试验和大量数据,这样测量出来的数据才是可信可解释的,这些数据就能确定倒入了多少啤酒。

    一旦相关性众所周知,就可以制定协议以始终确保传感器正确读取。这称为校准。著名的制造商将提供经过完全校准的设备,并提供有关如何重新校准以验证传感器精度的说明。

    感测到的数据的准确性至关重要,因为你将基于对数据的后续分析来制定关键任务决策,如果数据错误,这些决策将毫无价值。

    这也就是传感器在物联网中扮演的角色,整个物联网系统的有效性都是依靠传感器收集到数据的精准性作为依据的。

三、物联网平台

    IoT设备与其他IoT设备连接,通过Internet传输协议提供数据。因此,物联网系统中的两个主要部门是后端的网络和物联网平台以及前端的传感器和执行器。

    大多数物联网平台都依赖传感器。有许多可用的物联网平台,但突出的两个主要物联网平台是工业和消费者。这两个平台的应用和要求略有不同。工业物联网平台必须稳定,可靠和安全,因为平台故障可能要花费数百万美元甚至生命。另一方面,消费物联网平台的故障可能只是给您带来的不便。

    但是,在你的应用选择优秀物联网平台时,需要考虑一些通用参数。其中一些参数包括可靠性,稳定性,灵活性,安全性支持,定价模型,移动/Web应用程序支持,处理多种连接产品的能力,电源或网络连接失败时的数据保留或备份以及启动的速度和时间产品。

四、小结

    随着物联网应用的增长,对传感器的需求也在增长。有各种各样的传感器可用。但是对于物联网应用,选择合适的传感器以及合适的物联网平台也很重要。

责任编辑:程玥
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