感知层由传感器和一些与传感器集成的传感器网络(无源传感器)组成。 它处于三层架构的最底层,也是物联网最基本的连接和管理对象。 从广义上讲,传感器是一种将各种非电量转换成电量的装置。 非电量可以是物理量、化学量、生物量等。
说到传感器,大家可能会想到一些小东西,比如前几期提到的“电子尘埃”。 在物联网的大概念下,一个无处不在的物联网系统,参照物不同,传感器可以是一个“大”的“智能物件”,它可以是机器人、机床、火车,甚至 是卫星或太空探测器。 这也是DCM事业部为什么用“Device”(设备或装置)来形容物联网底层的原因。 笔者认为,这样的描述更符合当前物联网的战略定位。
传统和狭义传感器的种类很多,分类方法也有很多,比如可以分为主动式和被动式两大类。 有源传感器将非电量转换为电能,无源程式传感器不进行能量转换,只是将被测非电量转换为电参数量。 每一类传感器还可以进一步细分,如图1所示,细分为生物传感器和纳米传感器。 物联网侧重于传感器的实际应用,下面是我们按应用细分。
汽车传感器:将汽车运行中的各种工况信息,如车速、各种介质的温度、发动机工作状况等,转换成电信号,传送到计算机,测量温度、压力、 流量、位置、气体浓度、速度、亮度、干湿度、距离等。
液位传感器:利用流体静力学原理测量液位,是压力传感器的一个重要应用。 适用于石化、冶金、电力、制药、给排水、环保等系统和行业中各种介质的液位测量。
速度传感器:是将非电功率(如速度、压力)的变化转换为电功率变化的传感器,适用于速度监测。
加速度传感器:是一种能够测量加速度力的电子器件,可用于控制、手柄振动和晃动、仪器仪表、汽车刹车启动检测、地震检测、报警系统、玩具、结构、环境监测、工程测量振动、 地质勘探、铁路、桥梁、大坝振动测试与分析,鼠标、高层建筑结构动力特性与安全振动勘察。
核辐射传感器:利用放射性同位素进行测量的传感器,适用于核辐射监测。
振动传感器:是目前应用广泛的一种报警检测传感器。 它采用压电陶瓷片和弹簧重锤结构来检测内部的振动信号。 用于机动车防盗装置、保险柜、仓库门窗等。
湿度传感器:分为电阻式和电容式两种。 该产品的基本形式是在基材上涂上一层感湿材料,形成一层感湿膜。 空气中的水蒸气吸附在湿敏材料上后,元件的阻抗和介电常数会发生较大变化,从而制成湿度敏感元件,适用于湿度监测。
气体传感器:是检测特定气体的传感器。 适用于一氧化碳气体、煤气、煤气、氟利昂(R11、R12)、呼出气中的乙醇、人体口腔内口臭的检测。
位置传感器:用于测量机器人自身位置的传感器,适用于机器人控制系统。
光敏传感器:是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器,适用于检测光; 也可以作为检测元件组成其他传感器来检测很多非电量。
光纤传感器:光源发出的光通过光纤送到调制器,使被测参数与进入调制区的光相互作用,使光的光学性质发生变化,即 称为调制信号光,然后通过光纤送到调制器。 入射光探测器经解调后得到被测参数,适用于磁、声、压力、温度、加速度、陀螺、位移、液位、扭矩、光声、电流、应变等物理量的测量。
压力传感器:是工业实践中最常用的传感器。 广泛应用于各种工业自动控制环境,涉及水利水电、铁路交通、智能楼宇、生产自动控制、航空航天、军工、石油化工、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业 .
位移传感器:又称线性传感器,分为电感式位移传感器、电容式位移传感器、光电位移传感器、超声波位移传感器、霍尔位移传感器,主要应用于自动化设备生产线中模拟量的智能控制。
激光传感器:利用激光技术进行测量的传感器,广泛应用于国防、生产、医学和非电测量领域。
MEMS传感器:包括硅压阻式压力传感器和硅电容式压力传感器,它们都是在硅片上生成的微机械电子传感器,广泛应用于国防、生产、医学和非电测量领域。