物联网的末梢神经-传感器

传感器网CGQ.BZ · 2019-12-16 17:35:18 · 656次浏览

跟随5G的正式商用,物联网的春天终于到来,早在3G时代就开始对物联网进行各种畅想,各种概论、导论满天飞,但因为基础网络的局限,始终没有得到大规模应用落地。目前很多场景确实实现了部分物联网,但是要实现万物互联还有不少路要走。然而联网不是最终目的,联网后的应用才是我们所追求的,这就涉及到了一个最根本的问题,物联网之前通过什么来获取数据?

传感器,一个古老而与时俱进的信息单元。

什么是传感器?

专业上的定义是将外界信号转换为电信号的装置。通俗来讲,传感器是一种检测装置,能够感知外界信号(如速度、位移、温度、湿度、声强、力度、流量、光、化学等),按照一定的规律转换成电学量,来满足信息的传输、处理、存储、显示、控制等要求,是实现物联网信息获取的首要环节。

可以结合人的感觉器官来理解:

视觉-光敏传感器;

味觉-化学传感器;

触觉-压敏/温敏传感器;

听觉-声敏传感器;

嗅觉-气敏传感器。

传感器各部分组成及功能

敏感元件:感知非电变量并按照一定规律转换成可用非电信号;

转换元件:将敏感元件的可用非电信号转换成可用电信号;

调节/转换电路:将转换元件输出的可用电信号变换成便于存储、显示、处理和控制的有用电信号,例如电桥、放大器、振荡器、、阻抗变换器、脉冲调制电路等;

辅助电路:通常包括电源。

传感器与通信技术和计算机技术并称信息技术的三大支柱,是物联网不可缺少的信息采集手段。在智能家电物联网中随处可见,如电冰箱、电饭煲中的温度传感器;空调中的温湿度传感器;煤气灶中的天然气泄漏和烟雾传感器;照相机中的光传感器等,是我们人类感官的延伸和扩展,是物联网的神经末梢。

物联网对传感器的要求:

1、灵敏度高、精度适当,通常要求其输出信号和感知的信号称线性关系,静态响应和动态响应的准确度能满足要求;

2、适用性强,体积小、质量轻、低功耗、测量范围宽、适应范围宽、强度高、不易受外界干扰的影响等;

3、经济性好,成本低、寿命长、抗老化等;

4、响应快、稳定性好、安全可靠、信噪比高;

5、易用易维修。

发展趋势简析

物联网的云管端总体架构中,云计算和5G通信网络已经相对走在前列,而传感器相对滞后,所谓“头脑发达、四肢简单”正式目前的现状,但是对先进传感器的需求会越来越强烈、越来越多,市场需求必将拉动技术的发展。

功能上:

更高精度、更高可靠性、更快响应速度、更高灵敏度、更高互换性、更高分辨率、更高信噪比、更低功耗等,特别是对低功耗的追求,万物互联不能以提高能源消耗为代价。

实现途径上:

探索新材料和新理论;

发展数字式和智能传感器;

采用新技术、新工艺;

发展微纳米传感器,集成微功耗、多功能、微型化于一体;

探索研究敏感元件的信息获取机理,发展“仿生传感器”。

未来可期!

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