光纖傳感技術在物聯網中的應用研究

李志平

【摘要】 物聯網在當今社會發展的步伐比較快，其是新一代信息技術非常主要的一部分，也是信息化時代飛快發展的基本保障，因此，光纖傳感技術在物聯網的發展也得到了廣泛的應用。物聯網的核心是傳感器，本文主要闡述了光纖傳感器在物聯網中的一些優勢和應用。

【關鍵詞】 光纖傳感技術 物聯網 傳感網絡 應用

引言：物聯網發展的基礎是互聯網，是在互聯網的基礎上拓寬而來的新型網絡，其利用云計算和大數據等技術，從而實現信息的交流和溝通，因此，其在現代信息技術中發揮著領導的作用。而互聯網因為其優勢非常多，所以被廣泛的應用，在物聯網中，光纖傳感技術的作用非常大，它對物聯網充分發揮自身的價值有著關鍵的影響。

一、物聯網的概述

互聯網在二十世紀發展的速度非?？欤湓谟嬎銠C網絡中發揮著重要的作用，同時也給人們的生活帶來極大的方便，提高了人們生活的質量，但是，隨著我國科學技術在不斷的進步，人們對事物的感知能力和控制要求也越來越高，因此，物聯網技術蔓延開來，成為了以互聯網為基礎的計算機網路。

物聯網的基本定義是，通過紅外感應器、射頻識別、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，根據相關的規定，把任何物品與互聯網連接起來，從而更方便的進行信息交換和通訊，實現智能化的識別、跟蹤、定位、監控和管理的一種新型網絡。從另外一個角度說，物聯網就是無論在什么時間、什么地點然后可以將人、物品以通信方式之間相互連接起來，達到人們需求的一種網絡。

物聯網的體系架構主要是由感知層、網絡層、應用層等結構組成。其中感知層的作用是實現智能化的感知，其主要可以進行信息的采集、捕獲和物體的識別等活動。網絡層是用來實現信息傳送和通信的。應用層則主要包括各類應用，例如，智能電網、工業監控、綠色農業等。

二、光纖傳感器技術在物聯網發展過程中存在的問題

在物聯網發展過程中計算機技術和通信技術占據的位置比較領先，而傳感器技術處于的位置較差，因為傳感技術存在問題比較多，主要體現在以下幾個方面。

1、國家對光纖傳感技術的支持力度不夠大，領導的管理比較分散，不集中，對傳感器推進力度不強，產業政策不實，使傳感器產業落后通信產業和計算機產業等。

2、對與光纖傳感技術的核心技術少，并且創新能力非常差，對新原理、新器件開發不夠多，導致新材料的數量非常少，對傳感器的基礎理論研究不夠重視，對傳感器的研究工作、各種結構材料的特性研究、數學模型的建立、仿真及工藝模擬等工作不夠重視，從而我國的傳感技術遠遠落后于國外對傳感技術的研究工作。

3、共性關鍵技術還沒有被解決，主要包括設計技術、可靠性技術、封裝技術、裝備技術等。

4、品種、規格以及系列不全，相關技術也達不到國家規定的指標。我國大多數傳感產品都難以形成系列，高端的產品往往不能被生產。

傳感器技術的發展狀況直接影響著物聯網市場的發展。在未來的幾年里，物聯網的發展會非常迅速，高科技市場占有量將會明顯的提高，其產業要比互聯網大，如果在這種情況之下，傳感器技術不能得到相應的發展，那么我國傳感器市場就會被國外占有，從而經濟也會巨大的損失，國家的安全也會受到威脅。

三、光纖傳感器的原理與發展現狀

3.1 光纖傳感器原理以及其分類

光纖傳感器主要通過以下幾個組成部分組成，光源、傳輸纖維、探測器、信號處理設備等構成。光纖傳感器的工作原理是把光通過光纖傳輸到調制器，當測量參數與光進行相互作用之后，改變光的性質，使發出的光變為調制的信號光，然后，利用光纖把光傳送到光電探測器，然后把光信號轉變為電信號，最終由信號處理設備將物理量進行還原。

在我們的生活中，光纖傳感器的種類非常多，這些傳感器主要分為兩大類型，即傳感型與傳光型。與傳統的電傳感器相比，光纖傳感器的優點非常突出，其抗干擾性非常強、絕緣性好、靈敏度偏高，因此，現代社會中應用光纖傳感器的領域非常多。

3.2 光纖傳感器的發展現狀

光纖傳感器被應用以后，人們對其有著特別的關注，并且對光纖傳感技術進行了深入的研究。如今，我國光纖技術的發展非常快，通過光纖傳感器可以對不同到的物理量進行合理的測量，例如，位移、溫度、速度、角度等，而國外很多國家研究的光纖控制系統、核輻射監控、民用計劃等多個方面取得了很大的成就。

我國對光纖傳感器的研究工作比較晚，因此研究所或者一些企業等對光纖傳感器的深入研究促進了光纖傳感技術的發展，通過研究表明光纖傳感器技術的發展前景比較好，并且此技術有很強的創新性，光纖傳感技術主要是應用了物聯網技術，從而也大大加快了我國物聯網發展的速度。

四、光纖傳感技術在物聯網中的應用

4.1光纖傳感技術在物聯網中主要的位置

傳感器已經成為物聯網發展的重要的一部分，所以，傳感器性能是否過關直接影響著物聯網的性能，而物聯網獲得信息主要是依照傳感器的，可見，傳感器的可靠性、抗干擾性等都會對物聯網應用性能起著關鍵的作用。

4.2光纖傳感在建筑方面的應用

1、鋼筋混凝土是目前建筑方面應用比較多的材料，在這種材料中應用光纖傳感技術的主要表現是，將光纖材料直接埋入混凝土結構中，之后可以測量混凝土的熱應力等，在混凝土凝固的時候可能會因為水化作用而產生溫度梯度，那么熱應力會使結構產生裂縫，采用光纖傳感器埋入混凝土可以測量其內部溫度變化，從而更好的控制混凝土冷卻的速度。

2、橋梁關系著國家經濟的發展，維護和建造橋梁是國家基礎設施建設的根本前提。光纖傳感器測量橋梁的振動，可以更還的了解橋梁振動的頻率、振幅等，主要測量的方法是，將信號光纖放置在橋梁中，信號光纖會隨橋梁的振動而產生相應的振動響應，輸出的光會作周期性的變化，因此，光電探測器接收到的光強也作周期性的變化。

3、巖土工程檢測的特點是長時效性、環境復雜、施工環境制約等，并且其檢測工作是一件不容易做到的工作。但是近幾年發現光纖傳感器可以解決這一問題，其具有反應快、體積小、不導電、質量輕、抗腐蝕等特點，已經成為了巖土力學工程的檢測的工具。

4.3光纖傳感在軍事方面的應用

光纖傳感技術在軍事上也同樣發揮著重要的作用，光纖陀螺儀在現代的應用中發揮著重要的作用，已經廣泛應用與民航機，無人機、導彈的定位和控制中。而光纖水聽器已經在船舶軍艦收集聲音和潛艇探測方面得到了廣泛的應用。光纖網絡在更多地區也得到了發展。而世界上很多發達國家的安全防衛系統也在應用分布式光纖傳感網絡系統的安全防衛技術。

通過以上可以分析出，物聯網的發展需要以大量傳感器獲得的各種環境參數為依據，從而可以為物聯網提供可靠的數據信息，得到人們需要的結果。

結語：根據本文所述，光纖傳感器已經成為了光纖技術領域的新型產業，并且在未來將會有更多的光纖新興產業出土、開花、結果。隨著我國社會和經濟在飛快發展的同時，光纖傳感技術在物聯網的應用中得到了重要的發展時機，今后，基于光纖傳感技術在物聯網中的研究將具有廣泛、巨大的價值。

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