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传感器技术成物联网基础 制约物联网发展

来源:中国传感器 浏览次数: 日期:2014年4月28日 08:50
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摘要:

感知企业系统是通过监测企业各种环境和管理信息并进行分析汇总,以保证企业的正常运行及为员工提供舒适的工作环境,提高企业生产、管理效率。感知企业系统主要包括三个子系统:感知环境、感知安防、感知管理等,无线传输方式可选用Zigbee、GSM及GPRS。

一、传感器是物联网的基础
  上个世界九十年代世界兴起的internet浪潮,在领军企业的带动下,二十多年来改变了我们的生活,但其信息的来源大部分来源于键盘、鼠标,也就是通过人的辅助把自然界的信息(如文字、图表、照片等)通过计算机终端来交流。
  众所周知,视频通信带来了新的模式,最根本的原因,是因为摄像头图像传感器(图像CMOS,CCD)的出现,既是通信方式革命性转变,也给传感器带来新的技术上的要求。
  物联网与互联网的最大区别在于采集或获取自然界的各种物理量、化学量、生物量的方式不同,互联网是人工的,物联网是自动的。因为物联网采用了传感器。
  传感器是把自然界的各种物理量(温度、压力、长度等),化学量(PH值、水溶氧等),生物量(新鲜度、活性)变成可测量的电信号,我们大众所讲的摄像头,本质是图像传感器。
  因为作为一个整体系统的物联网概念,在感知、传输和应用三个层次中,一定是你中有我,我中有你,但无论如何描述物联网都离不开传感器,不管是物理量还是化学量,是开关量还是线性量,是有线的还是无线的,是昂贵的还是廉价的,目的只有一个,把自然的参量变成可应用的电讯号,因而传感器是物联网的基础。
  二、传感技术制约物联网的发展
  IT技术的发展速度及水平是不平衡、不一致、不统一、不同速的,新技术的发展都是在现有的技术基础上不断的挖掘,同时市场应用和技术难度也决定新技术的发展速度。
  纵观计算机、通信、网络和传感器的发展速度,我们可以用不同的运输器来形容其不同的速度,计算机技术在cpu和存储器的支持下,犹如一家掠空的飞机通信技术好比高速列车飞驰而过网络技术也不甘示弱,其发展速度如同高速公路上的BMW而传感器却相对慢了下来,犹如一辆马车行走在乡间小道。
  三、发展传感技术的难点与思路
  我们先来关注一个现象,全球著名的通信公司有思科、诺基亚、华为、中兴全球著名的计算机公司有戴尔、惠普、联想等全球著名的互联网公司有谷歌、百度、新浪等全球著名的软件公司有微软、甲骨文等而全球著名的传感器公司是谁呢?这个问题恐怕我们在坐的行内人士也难以回答,这不是我们知识面不够多,而是传感器行业本身的问题。
  发展传感器的难点是什么?主要有两点,一是技术繁杂而不仅是复杂,二是应用多样,因而市场分散,同时如何应用本身就是一个技术。
  传感器的技术管理,首先表现在第一层次种类多,包括物理量、化学量、生物量,以及未定义的自然参量。第二层次表现在每类自然参量的多样性,如物理量,又包括力、热、光、电、磁等多种一级参量。第三个层次是每种一级参数,又包括多种不同原理,而这些不同原理的传感器,又不能全部替代其他原理。例如,压力传感器,就有应变片原理、压电原理、电容原理、硅压阻原理、陶瓷原理、溅射薄膜原理、蓝宝石原理、微熔原理等。每种原理都各有优缺点。同样,常见的温度传感器、湿度传感器、流量传感器、转速传感器等都有不同的原理。第四个层次是由于不同原理,就涉及到不同的科学技术。例如压力传感器就涉及到金属、非金属材料技术、机加工技术和MEMS技术、半导体技术、电子技术等等.
  传感器市场广泛但不集中。同时,同一个传感器可以解决不同问题,例如,压力传感器可以测量压力,也可测量高度、液位。同一个问题又可以用不同的传感器来解决。例如,转速,根据情况的不同,可以用开关型传感器解决。也可以用编码器,还可以用加速度传感器、陀螺仪等来解决。这就是,掌握各种传感器技术,并学会在不同的环境下应用,本身就是一门技术。
  发展传感器的思路在哪里?本人以为,在目前已具备的条件下,最有效的办法就是大量应用。用市场来驱动技术,降低成本,进而规模化应用,走向良性循环。物联网就是为我们提供了这样的市场和机会。因而,目前是快速发展传感器技术的大好时机。
  四、物联网产品常用传感器产品有
  1、压力传感器
  空压机专用压力传感器、空调制冷系统专用压力传感器、汽车专用压力传感器、扩散硅压力变送器、智能压力变送器、溅射薄膜压力变送器、陶瓷电阻压力变送器、高精度压力变送器、液位变送器、无线压力传感器及无线液位传感器。
  2、惯性传感器
  主要为基于MEMS技术研发生产的惯性传感器产品有角速率传感器(陀螺仪)、加速度传感器、倾角传感器、垂直陀螺仪、汽车惯性传感器、惯性测量单元、航姿系统、组合导航系统、无线倾角计及无线加速度计。
  3、物联网产品
  1)感知企业系统(SES)
  感知企业系统是通过监测企业各种环境和管理信息并进行分析汇总,以保证企业的正常运行及为员工提供舒适的工作环境,提高企业生产、管理效率。感知企业系统主要包括三个子系统:感知环境、感知安防、感知管理等,无线传输方式可选用Zigbee、GSM及GPRS。
  2)感知家庭系统(SHS)
  感知家庭系统由网络传输和感知系统两个部分组成。网络传输负责将感知到的各种参数传递给手机或电脑,可以通过ZIGBEE、GPRS、GSM等无线传输感知系统以智能服务器为核心,采集家庭的环境、安全信息,并接收来自手机或电脑的控制命令。感知家庭系统根据功能可分为三个子系统:感知安防、感知救助、感知环境。不同家庭可根据具体需求,选择适合的子系统。
  3)跌倒报警器
  随着人口老龄化趋势的加剧,老年人的家庭护理需求日益增多。跌倒报警器实时监测老人身体的运动状态,老人意外摔倒时,跌倒报警器通过GSM/GPRS自动发送报警短信,也可在老人感觉身体不适时手动发送求助报警短信,及时通知子女或指定人员,以便得到及时救援。跌倒器还可应用于贵重物品防盗、站岗哨兵所遇紧急情况跌倒时的自动报警。
  五、传感技术的发展决定物联网的成败
  综上所述,传感技术已经大大地滞后了,尤其是中国物联网的发展,传感器技术已经摆到了十分重要、十分必要、十分紧迫的地位,成为提高、完善物联网的关键要素。没有传感器,勿谈物联网。尤其是全球、全面意义上的物联网。没有传感器,就没有物联网,就没有感知中国,就没有智慧地球。就如同智慧人类,却没有眼睛、耳朵、鼻子、皮肤一样。

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