傳感器在物聯網中的應用

魏東東

摘要：隨著21世紀的到來，智能時代也應運而生，其中最為典型的就是物聯網以及傳感器。因此，本文就傳感器在物聯網中的應用進行分析與研究。

關鍵詞：傳感器；物聯網；應用

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

1 傳感器在物聯網中的功能

隨著物聯網的大力發展，給人們生活帶來的便捷性眾所周知，而在物聯網中充當“中樞神經”的傳感器則顯得至關重要。其中二維碼技術、傳感器以及射頻識別技術都是現階段物聯網系統中運用較多技術，傳感器就是其中的核心環節，是外界信息與系統內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到物聯網系統中，物聯網才能夠及時的做出調整。另一方面，物聯網的系統主要包括三個部分：應用層、網絡層以及感知層。其中最為關鍵的是感知層，它是物聯網數據與物理實體的基礎層，主要由傳感器與傳感網兩者相結合，也是三層中的最下面，同時它也作為物聯網的管理對象。由此可見，感知層在物聯網中的重要地位，首先感知層起到感知作用，將物聯網中的數據進行感知，從而讀出網絡物體特征數據。因此，只有完善感知層的技術，才能保障物聯網的正常運行。此外，感知層中的傳感器技術更是重中之重，這是構建物聯網的基礎條件。物聯網采集信息主要依賴傳感器完成，傳感器就是代替物聯網“去看、去聽、去嗅”，是感知層的核心技術[1]。當代社會中，物聯網正常運行離不開傳感器的各環節配合，每個環節的傳感器不僅能夠對物聯網的運行過程進行監視，還能控制物體在運行過程中的各項參數，保障設備的正常運行，事先物聯網的運行的最佳效果。俗話說：“物聯天下、傳感先行”，這句俗語已經成為行業內廣為流傳的共識。

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化為物聯網系統中可讀的電子信號。因此，結合物聯網不同環節對傳感器的需求不同，傳感器的種類也是多樣化的。從應用方面細分為液位傳感器、速度傳感器以及濕度傳感器、超聲波傳感器等等。就國內外傳感器產業的發展情況來看，這一領域已經成為各國高新技術領域發展爭相搶奪的“香餑餑”，也正是因為傳感器在科學技術、生活日用以及工業生產等方面起到的重要作用。

2 傳感器在物聯網中的應用

2.1 監測環境

利用傳感器大量收集大自然中與人類以及自然環境有關的物質含量、排放量以及各物質狀態等數據，對環境質量的變化進行實時追蹤，從而保障環境的質量，對環境水平進行監視并實時控制環境水平。此外，傳感器將收集來的數據能夠作為日后環境管理、污染治理以及防災減災等方面提供有力的、科學的、可靠的參照數據。另一方面，結合對環境監測的不同目的，可以將環境監測細分為四大類，主要包括：一是監視性監測；二是背景值監測；三是特定目的監測；四是研究性監測。這四類監測工作開展伊始，都需要仰仗傳感器的幫助，依賴傳感器對監測對象進行信息提取，故而傳感器是一個提取環境信息的有力工具，它將外界收集的物質含量、排放量以及物質狀態等參數轉化為物聯網系統中可以識別的電信號。現階段，國內傳感器對環境監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，對環境進行可持續、大規模以及實時監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

智慧交通監測系統中所需的傳感器種類以及數量就比較多，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全球定位系統發射出的信號，借助信號控制器進行收集，在經過專網發送，這時交管大數據中心進行下一步處理，由此可見，傳感器技術的推廣為智慧交通提供了技術上的支撐。此外，主干路上的傳感器以及車輛自身的傳感裝置，這些發射出的信號都為智能交通監控交通實時狀態以及車輛匯流狀態提供了參考數據。通過專網將收集的信息發送至交通管理中心，通過實時路面管控，對交通擁堵路段實時車輛分流以及網上播報，充分發揮智慧交通的便利性，為人們的出行方式進一步優化，提升人們出行體驗。

2.3 醫療護理

在醫療研究、護理保健方面，傳感器的應用也十分多。其中具體表現在借助傳感器可以檢測人體的各項參數，對醫院內的醫生、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。假設患者在身上安裝特殊的傳感器，例如心率監測或者血壓檢測裝置，那么醫生就能夠借助傳感器網絡對安裝特殊傳感器的病人進行實時監控，獲取最新、最真實的病情參數，從而當特殊裝置發生異常時能夠第一時間進行搶救措施，大大提升醫療救治存活率[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點，計算機通過大數據計算，降低患者重復或者錯誤性用藥的可能性。現階段，在實際醫療過程中，大部分三甲醫院已經安裝了無線傳感器，對藥房的物品能夠實現遠程監測、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，通過將住宅內的各個家具進行有機結合，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。要想實現這一目的，首先是利用無線傳感器將住宅內的濕度、溫度、光照以及空氣成本進行收集并記錄，根據不同的天氣狀態，利用無線網絡與遠程傳感器進行連接，最終在遠程監控系統中完成對空調、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程打開空調，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涼氣。以上種種改變都離不開傳感器的應用，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境。

3 結語

綜上所述，隨著物聯網在各個領域中的不斷應用，其科技含量也在不斷提升，相應的硬件成本隨之下降，而物聯網中的核心元件傳感器則將會得到更大的推廣與應用，所以傳感器產業鏈將得到空前發展。隨著市場不斷利好的信息傳來，能夠預計的是物聯網的市場份額將不斷擴大，鑒于此，我國傳感器行業可以借助這一市場發展趨勢推廣我們國產的傳感器。因此，隨著傳感器產業化發展，物聯網市場的前景將會被眾人看好，將傳感器與物聯網進行有機結合，能夠有效實現物與物之間相互關聯，物皆能知的發展趨勢[5]。

參考文獻

[1]梁路堅.電子汽車衡傳感器的原理及應用[J].科技資訊，2018，16（07）：104-105.

[2].安森美半導體全新開發套件實現無電池的智能無源傳感器在物聯網中的快速應用[J].單片機與嵌入式系統應用，2018，18（02）：94.

[3]郭紀良.物聯網無線傳感器網絡在糧情監測中的應用研究[J].電子元器件與信息技術，2018，2（01）：6-10.

[4]李瑤.物聯網傳感器技術探究[J].中國新通信，2018，20（01）：72-73.

[5]楊志康.基于merkle樹的無線傳感器網絡安全的的研究與應用[D].北京郵電大學，2018.