漫谈物联网的传感器

人还是要有梦想 发表于 2020/12/15 16:49:05 2020/12/15
【摘要】 通过与互联网的对比与案例说明物联网(IOT)传感器重要作用及分类


1、咖啡壶的故事

据《中国互联网发展状况统计报告》显示中国网民已达9亿,互联网的普及率已达64%,并且已渗透进人们的工作、生活、休闲中。报告还显示新一代如IOT5G、区域块链、人工智能等新技术正在快速发展,是数字经济、智能社会发展的新方向。

 IOT可能对大家来说,有点陌生。IOTThe Internet of things的简写,直译就是物联网。

互联网联结的是人与人,而物联网连接的是物与物。

互联网起源于美国国防部高级高等研究计划署的阿帕网,该网络于1969年投入使用。

而相较于互联网,物联网就显得没那么神秘,但却很有趣。据记载物联网源自于一次咖啡壶事件。

1991年,英国剑桥大学特洛伊计算机实验室的科学家们工作很忙碌,有一个问题让他们觉得很烦恼,但又不得不做。原来是煮咖啡的地方是在实验室楼下,他们不得不时常下楼来看看咖啡是否煮好,空手而归是常事。

为了解决这个问题,科学家们动手安装了一个迷你摄像机,对准咖啡壶,另外编写了一套程序能让楼上实验室的计算机捕捉到楼下煮咖啡的实时情况,避免了空跑的麻烦。

科学家们后来将这个系统不断进行更新,并且将实时情况上传到互联网。令人惊讶的是,有近240万人造访过这个“咖啡壶”网站,并对“咖啡煮得怎么样”一探究竟。

正是这个无心之举“咖啡壶系统”宣告物联网的诞生。


01特洛伊咖啡壶.png



2、自动售货机

时间拨回到现在,华为云正在举办IoT物联网开发全栈成长计划,本次的案例是自动售货机,事先设置在不同的地点,由于邻近的客户群体不同,当然销售的商品也不尽相同。商家面临的问题是,如何根据自动售货机反馈的数据,优化布点位置,并且根据不同的位置,增补需求更多的商品。

这个案例看似简单,在线下商家可以根据每次销售情况进行分析,并作出布点及配售决策。这要求有一组很强的实时数据分析团队为商家服务。

但在线上,华为云有一整套物联网+人工智能方案,从自动售货机的售卖、数据存储、数据分析最终形成决策参考。

自动售货机是数据的来源,可以看做本案例的感官,通过它,商家才能知晓不同位置客户的喜好,哪些商品在何处可以多卖,哪些要少卖。

 物联网与互联网最大的区别就是,物联网是有感官的网络。物联网能够替我们“看”、“听”、“闻”……,并能将物体转化成一串数字,继而能够被追踪、控制、升级,同时还能与大数据、AI结合,因而可以更加智能地协同工作。

可以说感官(传感器)是整个物联网的工作基础。

下面我们说说物联网常用的传感器分类。 

3、传感器分类

在物联网(中可以使用的传感器有很多种,可以依据不同要求进行分类。下面我们简单介绍:

  • 按工作机理分类,可以分为:
  1. 物理量传感器,如:力学、热量、光学、电学、声学传感器等;
  2. 化学量传感器,如:成分、浓度、离子传感器等;
  3. 生物量传感器,如:生化、生理传感器等;
  • 结构分类,可分为:
  1. 结构型传感器,即根据物理学中场的定律,利用机械构建的形变,检测被测量的传感器,例如气压传感器等;
  2. 物性型传感器,即根据物质定律,利用材料特性检测被测量的传感器,如光强传感器等;
  3. 复合型传感器,即由多种不同类型敏感元素组合而成。
  • 电源分类,可分为
  1. 有源型传感器,即传感器能从被测对象获取能量,形成信号;
  2. 无源型传感器,即传感器需要外部电源供电才能正常工作。

 

可穿戴手表,可以检测人体心率、血氧、体温等生理常数。

其原理是利用人体组织在血管搏动时透光率发生变化这种特性,可以测量得出人体心率数据。

另外不同血红蛋白对红外吸收不同特性,可测量两个不同波长近红外光,就能计算出人体血氧含量。

手表除了设置光电传感器、还设置了体温传感器、螺旋仪传感器,可以通过数据分析人体的运动状态和睡眠状态,提出更健康生活建议。

 

未来随着技术发展,将会有更多传感器出现在可穿戴市场,更多生物信息通过可穿戴设备加入物联网(IOT),更加方便人们的生活。

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