物联网之感知层和传输层.docx

感知中国：物联网掀起信息革命第三次浪潮之系列专栏文章第五期：物联网之感知层和传输层周洪波物联网DCM三驾马车之感知层前期文章中把物联网产业链分为DCM三个大业务层面，同时DCM也是一个物联网系统的典型技术架构。本期将介绍DCM三层架构的感知层（Device）和传输层（Connect）。感知层由传感器和部分与传感器连成一体的传感网（无源传感器）组成，处于三层架构的最底层，这也是物联网最基础的联接和管理对象。最广义来说，传感器是把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、生物量等等。一说到传感器，可能大家就会往“小”的方面想，如前文提到的“电子尘埃”。在物联网的大概念下，一个泛在的物联网系统，随着参照物的不同，传感器可以是一个“大”的“智能物件”，它可以是一个机器人，一台机床，一列火车，甚至是一个卫星或太空探测器。这也是为什么在笔者DCM划分中我们用“Device”，即设备或装置，来描述物联网底层的原因，笔者认为，这样描述更符合物联网目前的战略地位。传统的、狭义的传感器种类已有很多，有很多种分类方法，例如，可分为有源和无源两大类。有源传感器将非电量转换为电能量，无源程序传感器不起能量转换作用，只是将被测非电量转换为电参数的量。每一类传感器又可做进一步细分，如上图所示的生物传感器，纳米传感器的细分。物联网关注传感器的实际应用，下表是我们按应用方式的一个分类。名称特点应用生物传感器生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器。物传感器涉及的是生物物质，主要用于临床诊断检查、治疗时实施监控、发酵工业、食品工业、环境和机器人等汽车传感器它把汽车运行中各种工况信息，如车速、各种介质的温度、发动机运转工况等，转化成电讯号输给计算机测量温度、压力、流量、位置、气体浓度、速度、光亮度、干湿度、距离等液位传感器利用流体静力学原理测量液位，是压力传感器的一项重要应用。适用于石油化工、冶金、电力、制药、供排水、环保等系统和行业的各种介质的液位测量速度传感器是一种将非电量（如速度、压力）的变化转变为电量变化的传感器速度监测加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备。可应用在控制，手柄振动和摇晃，仪器仪表，汽车制动启动检测，地震检测，报警系统，玩具，结构物、环境监视，工程测振、地质勘探、铁路、桥梁、大坝的振动测试与分析；鼠标，高层建筑结构动态特性和安全保卫振动侦察上核辐射传感器利用放射性同位素来进行测量的传感器。核辐射监测振动传感器是一种目前广泛应用的报警检测传感器，它内部用压电陶瓷片加弹簧重锤结构检测振动信号。用于机动车,保险柜,库房门窗等场合的防盗装置中湿度传感器分为电阻式和电容式两种，产品的基本形式都为在基片涂覆感湿材料形成感湿膜。空气中的水蒸汽吸附于感湿材料后，元件的阻抗、介质常数发生很大的变化，从而制成湿敏元件。湿度监测磁敏传感器利用磁场作为媒介可以检测很多物理量的传感器测量位移、振动、力、转速、加速度、流量、电流、电功率等。气敏传感器是一种检测特定气体的传感器。一氧化碳气体的检测、瓦斯气体的检测、煤气的检测、氟利昂（R11、R12）的检测、呼气中乙醇的检测、人体口腔口臭的检测等等力敏传感器是用来检测气体、固体、液体等物质间相互作用力的传感器。力度监测位置传感器用来测量机器人自身位置的传感器。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对光的探测；还可以作为探测元件组成其他传感器，对许多非电量进行检测光纤传感器是将来自光源的光经过光纤送入调制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质发生变化，称为被调制的信号光，在经过光纤送入光探测器，经解调后，获得被测参数。磁、声、压力、温度、加速度、陀螺、位移、液面、转矩、光声、电流和应变等物理量的测量纳米传感器运用纳米技术制造的传感器.生物、化学、机械、航空、军事等压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业位移传感器又称为线性传感器，它分为电感式位移传感器，电容式位移传感器，光电式位移传感器，超声波式位移传感器，霍尔式位移传感器。主要应用在自动化装备生产线对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、医学和非电测量等MEMS传感器有硅压阻式压力传感器和硅电容式压力传感器，两者都是在硅片上生成的微机械电子传感器。广泛应用于汽车电子、消费电子、工业电子等半导体传感器利用半导体材料的各种物理、化学和生物学特性制成的传感器工业自动化、遥测、工业机器人、家用电器、环境污染监测、医疗保健、医药工程和生物工程气压传感器用于测量气体的绝对压强。适用于与气体压强相关的物理实验,也可以在生物和化学实验中测量干燥