光電傳感器在物聯網系統中的應用分析

李安然

◆摘? 要：光電傳感器在我們的生活中應用極為廣泛，例如：煙霧報警器、條形碼掃描筆、感應門等。光電傳感器能將光信號轉化成電信號，基本原理為光電效應，同時，由于光電傳感器自身擁有響應時間短、反應靈敏、分辨率高等極多的優勢，所以被廣泛應用于眾多不同的領域，為當代人生活質量的提升以及一些領域的研究做出了極大的貢獻。

◆關鍵詞：光電傳感器;物聯網系統;應用分析

一、引言

現如今，光電傳感器在自動化領域和工業設計方面的應用已經較為普及和成熟，在其他領域的應用還有待被發掘，當光電傳感器應用到物聯網系統中時，物聯網系統的相應設備也可以具備更廣泛的應用領域，與此同時，設備的功能和適用場景也可以得到豐富。接下來，本文將著重從現狀下光電傳感器在物聯網系統中的具體應用出發，研究其主要方式和應用特點，重在探討光電傳感器不同應用狀態下的區別及優勢。

二、光電傳感器的工作原理及分類方式

光電傳感器具備普通測量工具所沒有的優勢——非接觸式測量，而這種特殊的測量方式取決于光電傳感器工作的核心原理——光電效應。利用光的波動性和粒子性，形成光電流，其反射效果與光粒子流照射物體的材質也息息相關。

光電傳感器種類多種多樣，劃分標準不同，類別也不同，當標準為復雜光電效應時，則可分為三種，分別為內光電效應、外光電效應和光電伏特效應。特定功能的實現要求光電傳感器具備多種敏感光電元件，彼此相互協同運作，又具備自己不可替代的功能。

三、光電傳感器的應用形式及主要特點

光電傳感器擁有不同的測量方式，而不同測量功能的具備，來源于光電傳感器中核心部分元件的不同排列方式，也就是位置差異。

（一）發光式

發光式的測量方法中，發光的是被測物體，同時也是光源，輔助光源此時并不能夠發揮作用。測量參數的獲得主要依靠發光物體發出光線照射到光電元件來實現，此過程，也就是光信號轉化為電信號的過程。在現實生活中，比色溫度計、光照度儀等都是發光式光電傳感器應用的實例。

（二）透射式

透射式，顧名思義，光源在到達被測物體表面時，除去被吸收的部分，還有可以透過被測物體作用于光電接收元件的部分，因而被測物體也通常放置在光源與接收元件之間。該種測量方式測量的物體一般具備一定的透光度，除此之外，渾濁性物體的測量也適用于這種方法。

（三）反射式

基于反射的條件和基本原理，反射式測量法適用的被測量物體具備以下兩種特征：第一，表面相對粗糙;第二，不透光。而被測物體的理化性質具體則是通過對反射光光強以及反射角度的研究得到的結果。

（四）遮蔽式

將光源、被測物體、光電接收元件依次放置，在光源發出光照射到被測物體時，由于被測物體不透光的特性，一部分光通量將被遮擋，光電接收元件測量得到的形狀和尺寸，可以反映被測物體的一些特性。其在日常生活中的主要應用在于工件測量和振動頻率的檢測等方面。

四、物聯網系統概述

物聯網具體而言，也就是物與物之間通過某種聯系建立的可以互相作用的系統，而這種聯系一般通過數字信號進行交互。就目前而言，激光掃描、定位系統、紅外感應器等是最為常見的信息交互方式，而不同的信息也擁有特定的信息傳輸渠道，以此實現物與物之間的通信功能。該種具備智能化和可擴展性的網絡體系即為現狀下物聯網系統的現實應用形式。通俗來講，物聯網就相當于連接物與物的互聯網，其特性體現在實體設備于特定網絡體系中實現自身功能，建立物聯網系統。

五、光電傳感器在物聯網系統中的具體應用——以光敏電阻為例

（一）光敏電阻的原理及應用特征

作為常見的光電傳感器器件之一的光敏電阻，具備很多優勢，如：靈敏度高、體積小、沖擊等，這就使得它的應用領域極為廣泛，現狀下，光敏電阻已經普及至各種類型的智能居家系統和物聯網設備。光敏電阻的本質是由光導管構成的區別于普通光電器件的半導體，其組成成分中含有硫化物、硒化物等材質。基于光敏電阻的特殊性能，工作時，當光照射至光敏電阻時，其接受的光能要高于之前做出的預設，位于光敏電阻中的活躍分子經過躍遷作用增大電導率，阻值降低，伴隨這一過程的是光能到電能的轉換。而為了使受光面積更大，光敏電阻在制作時通常采用薄片型。

（二）光敏電阻與物聯網系統的融合應用

市面上常用的光敏電阻大多數為國內生產，小巧且價格較低。由于信號轉換過程可能存在差錯，因而在光敏電阻內部加入了電流放大器，可以對結果進行修正，保證結果的準確度，讓阻值與光照強度之間的線性關系更加明顯。具體應用映射在生活當中則為一些常見的電子產品，例如：數碼相機、光感應照明燈等，除此之外，光敏電阻在攝像頭、交通燈、電子眼等裝置中也有相當廣泛的應用。

六、結束語

科學技術不斷發展，光電傳感器的應用領域也在隨之不斷擴展，從工業設計到自動化領域，從自動化領域到物聯網系統，光電傳感器在應用中逐漸趨于成熟，其應用的形式也越來越多樣化。聚焦光電傳感器在物聯網系統中的應用，涉及的光電傳感器類型多種多樣，不同類型有其相適應的系統和優勢，經過相關技術人員的探索研究，光電傳感器與物聯網系統的融合愈加完美，相信，在不久的將來，光電傳感器可以被普及到未曾涉及的領域，造福人類。

參考文獻

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