什么是傳感器？物聯(lián)網(wǎng)中的十大傳感器類型

根據(jù)市場研究人員的說法，當(dāng)今有超過200億個(gè)IoT設(shè)備，并且這個(gè)數(shù)字還在不斷增長。我們無法想象沒有智能手機(jī)和智能手表，以及其他所有都依賴于傳感器信息的現(xiàn)代智能設(shè)備。

什么是傳感器？

它是連接到電子系統(tǒng)并檢測周圍環(huán)境變化的設(shè)備。重點(diǎn)是測量物理現(xiàn)象并將其解釋為電信號。

傳感器具有幾個(gè)關(guān)鍵屬性，可以這樣描述：

范圍：是設(shè)備可以感知的現(xiàn)象的最小值到最大值

敏感度：是影響輸出信號的測量參數(shù)的最小變化

解決方法：是可以檢測到的現(xiàn)象的最小變化

說到分類的方法，主要分為三類：

有源傳感器需要一個(gè)附加的電源信號來使它們工作，而無源傳感器會在 沒有它的情況下生成輸出數(shù)字傳感器提供離散信號，而模擬 顯示連續(xù)信號

檢測類型包括：電，放射性，生物或化學(xué)等

傳感器的低價(jià)格是其在物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目中廣泛使用的原因，并且絕對有助于推動創(chuàng)新。

傳感器在我們生活的許多方面都發(fā)揮著重要作用。他們可以在監(jiān)控心跳并報(bào)告準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的同時(shí)，在醫(yī)院的病床上挽救患者的生命。如果未正確監(jiān)控，工廠內(nèi)部存在的有毒氣體可能會導(dǎo)致嚴(yán)重的后果！您財(cái)產(chǎn)的安全取決于家庭安全系統(tǒng)的操作，這些操作基于從傳感器接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行。

今天，我們將重點(diǎn)介紹以下用于物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的傳感器：

物聯(lián)網(wǎng)中的十大傳感器類型

溫度傳感器

熱敏電阻，熱電偶，集成電路（IC）和電阻溫度檢測器（RTD）屬于用于測量物體或特定區(qū)域溫度變化的設(shè)備。溫度傳感器被應(yīng)用于每個(gè)用于環(huán)境控制的設(shè)備，例如物聯(lián)網(wǎng)中的智能恒溫器。

濕度傳感器

這些測量儀以露/霜點(diǎn)（D / F / PT），相對濕度（RH）和百萬分率（PPM）來測量環(huán)境濕度。在物聯(lián)網(wǎng)中，智能加濕器根據(jù)輸入做出反應(yīng)并增加水分。

運(yùn)動傳感器

運(yùn)動傳感器是物聯(lián)網(wǎng)中最常見的一種，用于安全系統(tǒng)并用于自動化：僅在需要時(shí)才通過激活設(shè)備來節(jié)省能源。您可以選擇多種類型：被動紅外（PIR），振動，超聲波，區(qū)域反射型，微波（MW）和雙重技術(shù)運(yùn)動傳感器。

氣體傳感器

為了使準(zhǔn)確性最大化，這些技術(shù)使用電化學(xué)，半導(dǎo)體和光電離技術(shù)進(jìn)行氣體檢測。在物聯(lián)網(wǎng)中，它們不僅有助于提供較高的室內(nèi)空氣質(zhì)量，而且還可以檢測致命氣體（例如CO），甚至可燃?xì)怏w（例如LPG，CH4，H2）。

煙霧傳感器

煙霧傳感器是物聯(lián)網(wǎng)智能煙霧探測器的重要組成部分，它比傳統(tǒng)傳感器更可靠，響應(yīng)速度更快。現(xiàn)在，可以通過在Smart Smoke Devices中安裝其他傳感器來消除來自灰塵，霧氣或烹飪的虛假警報(bào)，這將有助于做出更準(zhǔn)確的反應(yīng)并通過智能手機(jī)應(yīng)用程序控制系統(tǒng)。

壓力傳感器

廣泛用于交通運(yùn)輸行業(yè)，確定飛機(jī)的高度和車輛的胎壓。智能手機(jī)，PDA，GPS導(dǎo)航設(shè)備經(jīng)常使用BMP180數(shù)字傳感器。 圖像傳感器

這些檢測并傳送用于制作圖像的數(shù)據(jù)。您可以將它們應(yīng)用于相機(jī)，醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)，熱成像設(shè)備，聲納，雷達(dá)，生物識別系統(tǒng)等。

加速度計(jì)

如今，這些設(shè)備對于智能手機(jī)，便攜式游戲機(jī)，智能手表等至關(guān)重要。使用它，您可以檢測對象的方向，搖動，輕擊，運(yùn)動，傾斜和定位。它們由壓電，壓阻或電容元件制成，可將機(jī)械運(yùn)動轉(zhuǎn)換為電信號。

紅外傳感器

您可以使用它們來測量物體散發(fā)的熱量。這些功能使您可以將智能手機(jī)用作遙控器，并幫助智能手表檢測光量。

接近傳感器

如果需要在沒有物理接觸的情況下檢測附近的物體及其屬性，則可以依靠接近傳感器。它們非常適合零售行業(yè)中的IoT項(xiàng)目-在超市中，它們可以監(jiān)控客戶與貨架上某些產(chǎn)品之間的距離。

是什么使傳感器變得智能？

智能傳感器是物聯(lián)網(wǎng)的核心部分–它們從周圍的環(huán)境中收集信息，并使用內(nèi)置的計(jì)算能力對其進(jìn)行處理，以將其傳遞給系統(tǒng)。它由傳感器，微處理器和通信技術(shù)組成，還可能包括放大器，勵磁控制或模擬濾波器。

市場需求的增長對供應(yīng)商來說是一個(gè)問題，因?yàn)槟梢詫⒃O(shè)備縮小到一定程度，但是制造物理盒子的尺寸卻有局限性。性能的提高取決于當(dāng)前的技術(shù)水平，并非只有專家團(tuán)隊(duì)“做不可能的事”才能實(shí)現(xiàn)所有目標(biāo)。由于在特定的使用案例中對微控制器和傳感器的需求各不相同，因此廣泛的碎片化使得尋找一種使跨平臺解決方案更加困難的方法。除此之外，供應(yīng)商通常應(yīng)對物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)日益復(fù)雜的問題，而這通常需要交鑰匙解決方案或參考設(shè)計(jì)。

如果要構(gòu)建智能傳感器，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)，因?yàn)樗鼈儠绊懺O(shè)計(jì)和組件的選擇：

功耗對于某些設(shè)備（尤其是便攜式設(shè)備或小型設(shè)備）至關(guān)重要。如果設(shè)備自行確定何時(shí)打開和傳輸數(shù)據(jù)，則可以大大節(jié)省能源。

當(dāng)需要以最小的延遲傳輸大數(shù)據(jù)時(shí)，低延遲具有巨大的影響。虛擬現(xiàn)實(shí)中的圖像需要實(shí)時(shí)傳輸速度以匹配用戶的動作。

較高的數(shù)據(jù)采樣率對于快速的系統(tǒng)活動學(xué)習(xí)應(yīng)用程序很重要。例如，在預(yù)測性維護(hù)中，傳感器必須以相當(dāng)高的速率采樣以及時(shí)捕獲所有細(xì)微差別并檢測導(dǎo)致設(shè)備故障的所有數(shù)據(jù)。

智能傳感器使用匹配的軟件解決方案將數(shù)據(jù)處理到一定水平將有助于簡化集成。數(shù)據(jù)解釋的預(yù)期時(shí)間在不同的用例中可能會有所不同。

僅必要數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲至關(guān)重要，因?yàn)閭鞲衅髂K中的內(nèi)存成本很高，并且傳輸大量不必要的數(shù)據(jù)毫無用處。因此，傳感器智能的挑戰(zhàn)在于在刪除不需要的數(shù)據(jù)上做出正確的決定，以防止內(nèi)存溢出。

利用傳感器融合實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的物聯(lián)網(wǎng)決策

每個(gè)傳感器都具有獨(dú)特的功能特征，但在某些方面可能不準(zhǔn)確。加速度計(jì)可感應(yīng)x，y和z軸的運(yùn)動，但由于振動可能會提供不正確的數(shù)據(jù)。陀螺儀獲得滾動，俯仰和偏航旋轉(zhuǎn)感測，但沒有偏置漂移。磁力計(jì)可感測x軸，y軸和z軸的磁場，但是磁干擾是一個(gè)問題。我們可以通過使用特殊的過濾技術(shù)和算法來解決所有這些低效率問題，從而消除利用多個(gè)傳感器的輸出產(chǎn)生的錯誤輸入數(shù)據(jù)。

智能傳感器控制器可以融合從多個(gè)輸入收集的單個(gè)數(shù)據(jù)，以提供更正確的數(shù)據(jù)輸出。這項(xiàng)技術(shù)稱為傳感器融合。

您可以通過查看電子羅盤查看其工作方式。該設(shè)備的功能取決于加速度計(jì)和磁力計(jì)的數(shù)據(jù)。為了給用戶帶來更深的體驗(yàn)，但更先進(jìn)的指南針還具有陀螺儀。

傳感器融合還使上下文感知成為可能，這在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域具有開創(chuàng)性的未來。上下文感知系統(tǒng)根據(jù)來自不同傳感器的信息來定義誰，何時(shí)何地，何時(shí)何地。軟件開發(fā)人員使用這些數(shù)據(jù)來找出發(fā)生這種情況的原因，然后對應(yīng)用程序中的適當(dāng)操作進(jìn)行編碼。系統(tǒng)將知道每個(gè)測量參數(shù)的變化情況，并能夠基于對這些參數(shù)的各種組合進(jìn)行分析來做出決策。上下文感知的數(shù)據(jù)比來自單獨(dú)傳感器的數(shù)據(jù)更有價(jià)值，因?yàn)樗梢蕴峁┯嘘P(guān)企業(yè)資產(chǎn)，超市中的買方行為甚至醫(yī)院的患者狀況的更準(zhǔn)確的見解。

為了說明這個(gè)概念，想象一下一輛運(yùn)輸蔬菜的卡車。紙箱上的傳感器可提供位置，氣候條件，振動甚至產(chǎn)生的氣味的最新信息。當(dāng)對食物的潛在變質(zhì)進(jìn)行分析時(shí)，該數(shù)據(jù)將被發(fā)送到云指揮和控制中心。然后，指揮中心可以自動更新軌道的路線以保存貨物。

好消息是，我們已經(jīng)擁有使這一概念廣泛傳播所必需的所有技術(shù)創(chuàng)新。用于上下文感知物聯(lián)網(wǎng)的“大數(shù)據(jù)”處理，機(jī)制和分析工具已經(jīng)可用。唯一真正的問題是市場分散。供應(yīng)商需要制定游戲規(guī)則，并團(tuán)結(jié)一致地創(chuàng)建“空中的全球神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”。

傳感器是物聯(lián)網(wǎng)的真正宿主，它們提供基本信息，完成關(guān)鍵工作并收集數(shù)據(jù)以進(jìn)行進(jìn)一步處理。未來，上下文感知將成為每種設(shè)備的共同特征，從而使世界變得更加智能，并利用創(chuàng)新創(chuàng)造更美好的未來。
編輯：hfy