傳感器在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

魏東東

摘要：隨著21世紀(jì)的到來，智能時代也應(yīng)運而生，其中最為典型的就是物聯(lián)網(wǎng)以及傳感器。因此，本文就傳感器在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用進行分析與研究。

關(guān)鍵詞：傳感器；物聯(lián)網(wǎng)；應(yīng)用

中圖分類號：TP212.9 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）08-0044-01

1 傳感器在物聯(lián)網(wǎng)中的功能

隨著物聯(lián)網(wǎng)的大力發(fā)展，給人們生活帶來的便捷性眾所周知，而在物聯(lián)網(wǎng)中充當(dāng)“中樞神經(jīng)”的傳感器則顯得至關(guān)重要。其中二維碼技術(shù)、傳感器以及射頻識別技術(shù)都是現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中運用較多技術(shù)，傳感器就是其中的核心環(huán)節(jié)，是外界信息與系統(tǒng)內(nèi)部信息之間傳遞的橋梁，正因為傳感器及時的將外界的信息及時傳輸?shù)轿锫?lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，物聯(lián)網(wǎng)才能夠及時的做出調(diào)整。另一方面，物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)主要包括三個部分：應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層以及感知層。其中最為關(guān)鍵的是感知層，它是物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)與物理實體的基礎(chǔ)層，主要由傳感器與傳感網(wǎng)兩者相結(jié)合，也是三層中的最下面，同時它也作為物聯(lián)網(wǎng)的管理對象。由此可見，感知層在物聯(lián)網(wǎng)中的重要地位，首先感知層起到感知作用，將物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)進行感知，從而讀出網(wǎng)絡(luò)物體特征數(shù)據(jù)。因此，只有完善感知層的技術(shù)，才能保障物聯(lián)網(wǎng)的正常運行。此外，感知層中的傳感器技術(shù)更是重中之重，這是構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)條件。物聯(lián)網(wǎng)采集信息主要依賴傳感器完成，傳感器就是代替物聯(lián)網(wǎng)“去看、去聽、去嗅”，是感知層的核心技術(shù)[1]。當(dāng)代社會中，物聯(lián)網(wǎng)正常運行離不開傳感器的各環(huán)節(jié)配合，每個環(huán)節(jié)的傳感器不僅能夠?qū)ξ锫?lián)網(wǎng)的運行過程進行監(jiān)視，還能控制物體在運行過程中的各項參數(shù)，保障設(shè)備的正常運行，事先物聯(lián)網(wǎng)的運行的最佳效果。俗話說：“物聯(lián)天下、傳感先行”，這句俗語已經(jīng)成為行業(yè)內(nèi)廣為流傳的共識。

總之，傳感器的主要功能可以歸納為：將大自然中各個變量轉(zhuǎn)化為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中可讀的電子信號。因此，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)不同環(huán)節(jié)對傳感器的需求不同，傳感器的種類也是多樣化的。從應(yīng)用方面細(xì)分為液位傳感器、速度傳感器以及濕度傳感器、超聲波傳感器等等。就國內(nèi)外傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況來看，這一領(lǐng)域已經(jīng)成為各國高新技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展?fàn)幭鄵寠Z的“香餑餑”，也正是因為傳感器在科學(xué)技術(shù)、生活日用以及工業(yè)生產(chǎn)等方面起到的重要作用。

2 傳感器在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

2.1 監(jiān)測環(huán)境

利用傳感器大量收集大自然中與人類以及自然環(huán)境有關(guān)的物質(zhì)含量、排放量以及各物質(zhì)狀態(tài)等數(shù)據(jù)，對環(huán)境質(zhì)量的變化進行實時追蹤，從而保障環(huán)境的質(zhì)量，對環(huán)境水平進行監(jiān)視并實時控制環(huán)境水平。此外，傳感器將收集來的數(shù)據(jù)能夠作為日后環(huán)境管理、污染治理以及防災(zāi)減災(zāi)等方面提供有力的、科學(xué)的、可靠的參照數(shù)據(jù)。另一方面，結(jié)合對環(huán)境監(jiān)測的不同目的，可以將環(huán)境監(jiān)測細(xì)分為四大類，主要包括：一是監(jiān)視性監(jiān)測；二是背景值監(jiān)測；三是特定目的監(jiān)測；四是研究性監(jiān)測。這四類監(jiān)測工作開展伊始，都需要仰仗傳感器的幫助，依賴傳感器對監(jiān)測對象進行信息提取，故而傳感器是一個提取環(huán)境信息的有力工具，它將外界收集的物質(zhì)含量、排放量以及物質(zhì)狀態(tài)等參數(shù)轉(zhuǎn)化為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中可以識別的電信號。現(xiàn)階段，國內(nèi)傳感器對環(huán)境監(jiān)測中的電子元件有氣體傳感器、溫度傳感器、生物傳感器等。由于傳感器的誕生，對環(huán)境進行可持續(xù)、大規(guī)模以及實時監(jiān)測成為一件可能事件，對物理世界進行更為透徹、清晰的感知也成為一項可能[2]。

2.2 智慧交通

智慧交通監(jiān)測系統(tǒng)中所需的傳感器種類以及數(shù)量就比較多，涉及到聲音、圖像、視頻、溫度、濕度以及光線等方面的傳感器，其部署范圍之廣、數(shù)量之多都說明了傳感器在智慧交通中起到的重要作用是其他元件裝置比擬不了的。由十字路口傳感器、車輛上的GPS全球定位系統(tǒng)發(fā)射出的信號，借助信號控制器進行收集，在經(jīng)過專網(wǎng)發(fā)送，這時交管大數(shù)據(jù)中心進行下一步處理，由此可見，傳感器技術(shù)的推廣為智慧交通提供了技術(shù)上的支撐。此外，主干路上的傳感器以及車輛自身的傳感裝置，這些發(fā)射出的信號都為智能交通監(jiān)控交通實時狀態(tài)以及車輛匯流狀態(tài)提供了參考數(shù)據(jù)。通過專網(wǎng)將收集的信息發(fā)送至交通管理中心，通過實時路面管控，對交通擁堵路段實時車輛分流以及網(wǎng)上播報，充分發(fā)揮智慧交通的便利性，為人們的出行方式進一步優(yōu)化，提升人們出行體驗。

2.3 醫(yī)療護理

在醫(yī)療研究、護理保健方面，傳感器的應(yīng)用也十分多。其中具體表現(xiàn)在借助傳感器可以檢測人體的各項參數(shù)，對醫(yī)院內(nèi)的醫(yī)生、護士以及患者的行為進行管控以及對藥房藥物進行管理等等。假設(shè)患者在身上安裝特殊的傳感器，例如心率監(jiān)測或者血壓檢測裝置，那么醫(yī)生就能夠借助傳感器網(wǎng)絡(luò)對安裝特殊傳感器的病人進行實時監(jiān)控，獲取最新、最真實的病情參數(shù)，從而當(dāng)特殊裝置發(fā)生異常時能夠第一時間進行搶救措施，大大提升醫(yī)療救治存活率[3]；另一方面，藥房中的藥品進行分類時，分別安裝不同的傳感器節(jié)點，計算機通過大數(shù)據(jù)計算，降低患者重復(fù)或者錯誤性用藥的可能性。現(xiàn)階段，在實際醫(yī)療過程中，大部分三甲醫(yī)院已經(jīng)安裝了無線傳感器，對藥房的物品能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測、對患者進行愈后病情追蹤，具有十分典型的實際意義。

2.4 智能家居

設(shè)計智能家居的初衷就是為了給居住者提供更多的便利與舒適感，通過將住宅內(nèi)的各個家具進行有機結(jié)合，使其能夠靈活運作，相互配合，進一步提升居住者的居住體驗。要想實現(xiàn)這一目的，首先是利用無線傳感器將住宅內(nèi)的濕度、溫度、光照以及空氣成本進行收集并記錄，根據(jù)不同的天氣狀態(tài)，利用無線網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程傳感器進行連接，最終在遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中完成對空調(diào)、門窗以及其他電器家具的控制[4]。如早上放在洗衣機的衣服，可以設(shè)置回家前一小時進行洗滌，這樣回家就能夠直接拿出來晾曬；夏天時，可以在回家前半小時遠(yuǎn)程打開空調(diào)，這樣開車回去就不用下車到家像蒸籠一樣悶熱，可以直接享受舒爽宜人的室內(nèi)涼氣。以上種種改變都離不開傳感器的應(yīng)用，從而打造了智能家居時代，給人們帶來前所未有的體驗，提供了局域人性化的智能家居環(huán)境。

3 結(jié)語

綜上所述，隨著物聯(lián)網(wǎng)在各個領(lǐng)域中的不斷應(yīng)用，其科技含量也在不斷提升，相應(yīng)的硬件成本隨之下降，而物聯(lián)網(wǎng)中的核心元件傳感器則將會得到更大的推廣與應(yīng)用，所以傳感器產(chǎn)業(yè)鏈將得到空前發(fā)展。隨著市場不斷利好的信息傳來，能夠預(yù)計的是物聯(lián)網(wǎng)的市場份額將不斷擴大，鑒于此，我國傳感器行業(yè)可以借助這一市場發(fā)展趨勢推廣我們國產(chǎn)的傳感器。因此，隨著傳感器產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)市場的前景將會被眾人看好，將傳感器與物聯(lián)網(wǎng)進行有機結(jié)合，能夠有效實現(xiàn)物與物之間相互關(guān)聯(lián)，物皆能知的發(fā)展趨勢[5]。

參考文獻

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[5]楊志康.基于merkle樹的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全的的研究與應(yīng)用[D].北京郵電大學(xué)，2018.