傳感器的主要用途是從周圍環(huán)境中收集數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的“物”以及傳感器構(gòu)成前端。這些都是經(jīng)過信號(hào)轉(zhuǎn)換和處理后直接或間接連接到物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的。隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展，對(duì)傳感器的需求也在不斷增長。有多種傳感器可用。但對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用來說，選擇合適的傳感器和物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)也非常重要。

在物聯(lián)網(wǎng)(IOT)生態(tài)系統(tǒng)中，有兩件事非常重要：互聯(lián)網(wǎng)和傳感器類的執(zhí)行器等物理設(shè)備。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的底層由傳感器連接和信息采集網(wǎng)絡(luò)組成。該層是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分，與下一層即網(wǎng)關(guān)層和網(wǎng)絡(luò)層建立網(wǎng)絡(luò)連接。但所有的傳感器都不一樣，不同的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需要不同類型的傳感器。例如，數(shù)字傳感器可以使用串行外圍接口(SPI)總線輕松地直接與微控制器接口。然而，對(duì)于模擬傳感器，ADC或Sigma-Delta調(diào)制器可用于將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為SPI輸出。

(一)幾種常見的物聯(lián)網(wǎng)傳感器

1.溫度傳感器

這些裝置測量物體或周圍區(qū)域產(chǎn)生的熱量。它們可用于空調(diào)、冰箱和類似的環(huán)境控制設(shè)備。它們也被用于制造業(yè)、農(nóng)業(yè)和健康工業(yè)。

從制造業(yè)到農(nóng)業(yè)，溫度傳感器幾乎可以應(yīng)用于各種物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境。在制造業(yè)中，傳感器被用來監(jiān)測機(jī)器的溫度。在農(nóng)業(yè)中，這些可以用來監(jiān)測土壤、水和植物的溫度。

溫度傳感器包括熱電偶、熱敏電阻、電阻式溫度檢測器和集成電路。

2.濕度傳感器

空氣中的水汽或濕度會(huì)影響人體的舒適度和許多工業(yè)過程。因此，監(jiān)測濕度水平是很重要的。最常用的濕度測量單位是相對(duì)濕度(RH)、露點(diǎn)/霜點(diǎn)(D/FPT)和百萬分率(PPM)。

3.運(yùn)動(dòng)傳感器

運(yùn)動(dòng)傳感器不僅用于安全目的，還用于自動(dòng)門控制、自動(dòng)停車系統(tǒng)、自動(dòng)水槽、干手機(jī)、能量管理系統(tǒng)等。您可以在物聯(lián)網(wǎng)中使用這些傳感器，也可以通過智能手機(jī)或計(jì)算機(jī)。Hc-sr501被動(dòng)紅外(PIR)傳感器是一種受歡迎的業(yè)余運(yùn)動(dòng)傳感器。

4.氣體傳感器

這些傳感器用于檢測有毒氣體。最常用的傳感技術(shù)是電化學(xué)、光電離和半導(dǎo)體。隨著技術(shù)的發(fā)展和新規(guī)范的引入，大量的氣體傳感器可以用來幫助擴(kuò)展物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中部署的有線和無線連接。

5.煙霧傳感器

煙霧探測器在家庭和工業(yè)中使用已久。隨著物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，其應(yīng)用變得更加方便和用戶友好。此外，在煙霧探測器上添加無線連接可以實(shí)現(xiàn)附加功能，提高安全性和便利性。

6.壓力傳感器

這些傳感器被用于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，以監(jiān)測由壓力信號(hào)驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)和設(shè)備。當(dāng)壓力范圍超過閾值時(shí)，設(shè)備會(huì)提醒用戶需要解決的問題。壓力傳感器也用于智能車輛和飛機(jī)，分別確定力和高度。在車輛中，胎壓監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)用于在胎壓過低和可能出現(xiàn)不安全駕駛情況時(shí)提醒駕駛員。

7.影像傳感器

這些傳感器可用于數(shù)碼相機(jī)、醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)、夜視設(shè)備、熱成像設(shè)備、雷達(dá)、聲納、媒體室和生物測定系統(tǒng)。在零售業(yè)中，這些傳感器用于監(jiān)控通過物聯(lián)網(wǎng)訪問商店的客戶。在辦公室和企業(yè)建筑中，它們被用于通過物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測員工和活動(dòng)。

8.加速度傳感器

這些傳感器用于智能手機(jī)、車輛、飛機(jī)和其他應(yīng)用中，以檢測物體的方向、震動(dòng)、敲擊、傾斜、移動(dòng)、定位、碰撞或振動(dòng)。不同類型的加速度計(jì)包括霍爾效應(yīng)加速度計(jì)、電容式加速度計(jì)和壓電式加速度計(jì)。

9.紅外傳感器

這些傳感器可以測量物體發(fā)出的熱量。它們被用于各種物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目，包括用于監(jiān)測血流和血壓的醫(yī)療保健、用于遙控和其他功能的智能手機(jī)、用于檢測光線的可穿戴設(shè)備、用于監(jiān)測車輛溫度的溫度計(jì)和盲點(diǎn)檢測。

10.接近傳感器

這些傳感器可以在沒有任何物理接觸的情況下檢測到附近物體的存在或不存在。傳感器有電容式、光電式、超聲波式和磁性傳感器等。主要用于對(duì)象計(jì)數(shù)器、過程監(jiān)控。

在一個(gè)典型的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，傳感器可以收集信息并將其路由到控制中心，在控制中心做出決策，并根據(jù)感測到的輸入向執(zhí)行器發(fā)送相應(yīng)的命令。

(二) 物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸協(xié)議與其他物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接并提供數(shù)據(jù)。因此，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的兩個(gè)主要部門是后端網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)以及前端傳感器和執(zhí)行器。

大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)都依賴傳感器。有許多物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)可用，但最突出的兩個(gè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是工業(yè)和消費(fèi)者。兩個(gè)平臺(tái)的應(yīng)用和需求略有不同。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)必須穩(wěn)定、可靠、安全，因?yàn)槠脚_(tái)故障可能會(huì)耗費(fèi)數(shù)百萬美元甚至生命。另一方面，消費(fèi)類物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的故障可能只會(huì)給您帶來不便。然而，在為應(yīng)用程序選擇一個(gè)好的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)時(shí)，需要考慮一些常見的參數(shù)。這些參數(shù)中的一些包括可靠性、穩(wěn)定性、靈活性、安全支持、定價(jià)模型、移動(dòng)/ Web應(yīng)用支持、處理各種連接產(chǎn)品的能力、在電源或網(wǎng)絡(luò)連接失敗的情況下的數(shù)據(jù)保持或備份、以及啟動(dòng)速度和時(shí)間的產(chǎn)品。

(三) 精確傳感器的重要性

想象一下你是一個(gè)酒吧老板，正在測量從水龍頭里流出的啤酒量。一種方法是將傳感器安裝在從啤酒桶到水龍頭的管路上。傳感器內(nèi)部可能有一個(gè)葉輪。當(dāng)啤酒流經(jīng)傳感器時(shí)，它會(huì)使葉輪旋轉(zhuǎn)，就像氣象站的螺旋槳一樣。當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，它向計(jì)算機(jī)發(fā)送一系列的電脈沖。計(jì)算機(jī)將解釋脈沖以確定啤酒的流量。聽起來很簡單，不是嗎?這就是傳感器變得有趣的地方。如果你回顧上述描述，你會(huì)發(fā)現(xiàn)這樣的測量從來沒有直接測量過流經(jīng)傳感器的啤酒量。這樣的測量只能解釋傳感器從一系列的電脈沖。這意味著你必須首先弄清楚如何解釋傳感器，這就是校準(zhǔn)。

為了校準(zhǔn)傳感器，必須采用測量方案使用已知容量的容器，例如品脫杯。然后，必須在各種條件下填充容器，以確定電脈沖信號(hào)的外觀。例如，當(dāng)?shù)谝淮蔚钩鲆粋€(gè)新桶時(shí)，氣泡往往更多。與從啤酒中間倒出的氣泡(啤酒)相比，氣泡的讀數(shù)是不同的。只有通過反復(fù)試驗(yàn)和大量的據(jù)，測得的數(shù)據(jù)才是可信的、可解釋的，這些數(shù)據(jù)才能確定已經(jīng)倒了多少啤酒。

一旦知道相關(guān)性，就可以制定協(xié)議，以始終確保傳感器讀取正確。這稱為校準(zhǔn)。知名制造商將提供完全校準(zhǔn)的設(shè)備以及如何重新校準(zhǔn)以驗(yàn)證傳感器精度的說明。感測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性至關(guān)重要，因?yàn)槟鷮⒏鶕?jù)數(shù)據(jù)的后續(xù)分析做出關(guān)鍵任務(wù)決策，如果數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，這些決策將毫無價(jià)值。這就是物聯(lián)網(wǎng)中傳感器的作用。整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的有效性取決于傳感器采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。