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物联网中常见的传感器类型详解

来源:火狐电竞体育

2021-09-25 01:51:32

  物联网中常见传感器类型详解 物联网(IOT)是最近几年来最热门的技术流行语,它指的是:在收集、共 享和分析数据,并从中创造价值。但如果没有准确数据,物联网也将成为一对 无用的技术,因此,传感器和执行器的重要性使其能够感知周围世界并据此采 取行动。 物联网由几个技术层组成,这些层级使普通事物能够共享数据,并最终提 供智能、自主行动和价值,而这些在很大程度上取决于数据本身的质量。因 此,传感器和执行器是物联网技术中不可或缺的组成部分,并且也是每个物联 网系统开发中的成败因素。 显然,传感器和执行器对于物联网来说是非常重要的,但是它们到底是什 么呢?传感器,也称之为换能器,是一种装置,其任务是监测周围环境中的事 件或者变化,并将这些物理现象(如温度、光、空气温度、运动、化学物质 等)转换成可输出的信号,然后可以对其进行有意义的解读。另一方面,执行 器可以被视为与传感器功能相反的工具。通过解读从控制系统发出的信号并将 其转换成机械运动,执行器实际上是通过各种简单的动作来改变其物理环境, 包括但不仅限于打开或者关闭阀门、改变其他设备的位置或者是角度,激活它 们或者发出声音或者光等。 虽然普通的电子传感器和执行器已经存在了几十年,并且在现代工业应用 中无处不在,但是,物联网的出现为传感器和执行器的应用开辟了全新的可能 性,不仅在工业领域,而且在商业和家用领域也是如此。作为物联网不可或缺 的推动因素,传感器和执行器有助于监测、控制和简化从智能汽车到雨林保护 等各个领域的运营。物联网彻底改变了它们的应用方式并扩大了它们的应用范 围,它使传感器可以用于功能强大的、基于云的分析软件,从而为机器、人员 和环境等开发智能解决方案。 考虑到以上所有因素,毫无疑问,为了保持其快速发展,物联网需要越来 越高效(最好是低成本)的传感器解决方案。可靠的传感器和执行器系统是构 建每一个智能部署的基础,因此,必须了解现有的物联网传感器解决方案和选 项。接下来,让我们探讨物联网项目中最常用的传感器类型。 传感器类型 传感器可以是独立的设备,也可以嵌入到普通物体或机器中,以使它们变 得智能。根据要测量的物理现象可以将其分为几个不同类别。下面是在物联网 中应用最广泛的一些传感器类型。 ▲温度传感器 这种最基本的传感器适用于各种物联网用例,在这些用例中,跟踪空气、 工作环境、机器或其他物体的热状况至关重要。温度传感器在制造工厂、仓 库、天气预报系统和农业中特别有用,其中对土壤进行温度监测旨在提供平衡 且最大化的作物生长环境。 ▲湿度传感器 虽然它们最明显和最广泛的用途是在气象站中报告和预报天气,但令人惊 讶的是,湿度和水分传感器也广泛用于农业、环境监测、食品供应链、暖通空 调和健康监测。 ▲光传感器 依靠环境光线强度,智能电视、手机或电脑屏幕能够通过光传感器来调节 亮度,但是用于检测环境光线的传感器不仅在消费电子产品中很常见,而且在 智慧城市应用中也很普遍。它们越来越多地用于调节路灯或城市照明水平,以 提高经济性。 ▲声音和噪声传感器 智能声音传感器能够监测给定环境中的噪声水平。声音传感器系统能够测 量并提供数据,以帮助防止噪音污染,因此在智慧城市解决方案中越来越受到 重视。 ▲水位(液位)传感器 为了防止自然灾害,水位监测传感器收集的数据可用于洪水预警系统进行 分析和预测。除了环境保护之外,该传感器还可用于各种工业应用,以控制和 优化制造流程。 ▲存在与接近传感器 通过发射电磁辐射束,这种类型的传感器能够感测其目标物体的存在并确 定两者之间的距离。凭借其高可靠性和长寿命,它们迅速进入了智能汽车、机 器人、制造、机械、航空甚至智能停车解决方案等众多物联网领域。 ▲运动传感器 智能建筑系统可能是运动传感器最常见的物联网用例。尽管这一明显事实 大体上是正确的,但除了帮助监控私人或公共空间免受入侵和盗窃之外,运动 传感器的使用正在扩展到能源管理解决方案、智能摄像头、自动化设备等许多 其他方面。 ▲陀螺仪传感器 这种传感器的任务是检测旋转并测量角速度,这使得它非常适合导航系 统、机器人、消费电子产品和涉及旋转的制造流程。对于更日常的物联网应 用,陀螺仪传感器越来越多地安装在运动员使用的物联网设备中,以精确测量 身体运动,以分析和改善他们的运动表现。 ▲化学传感器 检测化合物(固体、液体和气体)的传感器是工业安全系统、环境保护解 决方案以及科学研究中必不可少的元素。此外,它们已经在物联网支持的空气 质量监测中站稳脚跟,这有助于城市抗击空气和水污染的有害影响。 ▲图像传感器 图像传感器将光学数据转换成电脉冲,使连网设备能够观察周围环境,并 利用从所提供的数据分析中获得见解,以采取行动。(来源物联之家网)每当 需要智能设备“看到”周围环境时,就会使用图像传感器,其中包括智能车辆、 安全系统、雷达和声纳等军事设备、医疗成像设备,当然还有数码摄像机。 执行器类型 执行器,顾名思义,可以作用于它们的直接环境,使它们嵌入的机器或设 备能够正确运行。虽然它们很小,并且在操作过程中很少能看到,但是它们的 工作效果可以在车辆、工业机器或任何其他涉及自动化技术的电子设备中感受 到。根据其构建模式和在特定物联网环境中的作用,可以将其分为四个主要类 别: ▲线性执行器——用于使物体或元件沿直线运动。 ▲旋转执行器—它们能够实现设备组件或整个对象的精确旋转运动。 ▲继电器执行器——此类别包括基于电磁的执行器,用于操作灯、加热器 甚至智能汽车中的电源开关。 ▲电磁阀执行器——作为锁定或触发机制的一部分,在家用电器中使用最 广泛,它们还充当基于物联网的煤气和水泄漏监测系统的控制器。 总结 传感器看似是一种微不足道的小型设备,可以将数据馈送到物联网系统, 而这是构建机器智能的真正基础。另一方面,执行器代表了每个智能企业背后 的驱动力。在这两种情况下,物联网不仅对它们的感知和运作方式感兴趣,而 且还对它们能够使事情做得更快更好感兴趣。

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