帶你了解一下那些物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代里常見(jiàn)的傳感器

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的進(jìn)步和普及，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)逐步變得容易。物聯(lián)網(wǎng)可極大提高人們的生活質(zhì)量。隨著物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，關(guān)于傳感器你都了解哪些呢？

各種各樣的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，都離不開(kāi)傳感器的支持。資料圖

物聯(lián)網(wǎng)在結(jié)構(gòu)上分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三個(gè)部分。其中，感知層作為網(wǎng)絡(luò)層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)源頭、應(yīng)用層計(jì)算的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，起到了至關(guān)重要的作用。而構(gòu)成感知層的重要組件就是各種各樣的傳感器。

首先，傳感器的基本概念，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是由一種敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成的檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量，并能將檢測(cè)和感受到的信息按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換為電信號(hào)（電壓、電流、頻率或者是相位等）的形式輸出，最終為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的數(shù)據(jù)分析、人工智能提供數(shù)據(jù)來(lái)源。

距離傳感器

距離傳感器根據(jù)測(cè)距時(shí)發(fā)出的脈沖信號(hào)不同，可以分為光學(xué)和超聲波兩種。二者的原理類(lèi)似，都是通過(guò)向被測(cè)物體發(fā)送脈沖信號(hào)，接收反射，然后根據(jù)時(shí)差、角度差和脈沖速度計(jì)算出被測(cè)物體的距離。

目前，距離傳感器被廣泛應(yīng)用于手機(jī)和各種智能燈具中，產(chǎn)品可以根據(jù)用戶(hù)在使用過(guò)程中的不同距離產(chǎn)生不同的變化。

光傳感器

光傳感器的工作原理就是利用光電效應(yīng)，通過(guò)光敏材料將環(huán)境光線的強(qiáng)弱轉(zhuǎn)換為電量信號(hào)。根據(jù)不同材質(zhì)的光敏材料，光傳感器又會(huì)有各種不同的劃分和敏感度。

光傳感器主要應(yīng)用在電子產(chǎn)品的環(huán)境光強(qiáng)監(jiān)測(cè)上。數(shù)據(jù)顯示在一般的電子產(chǎn)品中，顯示器的電量消耗高達(dá)總電量消耗的3成以上，因此隨著環(huán)境光強(qiáng)的變化改變顯示屏的亮度就成了最關(guān)鍵的節(jié)能手段。另外也讓智能地顯示效果更加柔和舒適。

溫度傳感器在藥品冷藏柜，以及疫苗遠(yuǎn)程冷鏈監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用十分廣泛。資料圖

溫度傳感器

溫度傳感器從使用的角度大致可以分為接觸式和非接觸式兩類(lèi)。前者是讓溫度傳感器直接與待測(cè)物體接觸，來(lái)通過(guò)溫敏元件感知被測(cè)物體溫度的變化；而后者是使溫度傳感器與待測(cè)物體保持一定的距離，檢測(cè)從待測(cè)物體放射出的紅外線強(qiáng)弱，從而計(jì)算出溫度的高低。

溫度傳感器主要應(yīng)用在智能保溫和環(huán)境溫度檢測(cè)等和溫度緊密相關(guān)的領(lǐng)域。

煙霧傳感器

煙霧傳感器根據(jù)探測(cè)原理的不同，常用的有化學(xué)探測(cè)和光學(xué)探測(cè)兩種。

前者利用了放射性镅241元素，在電離狀態(tài)下產(chǎn)生的正、負(fù)離子在電場(chǎng)作用下定向運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生穩(wěn)定的電壓和電流。一旦有煙霧進(jìn)入傳感器，影響了正、負(fù)離子的正常運(yùn)動(dòng)，使電壓和電流產(chǎn)生了相應(yīng)變化，通過(guò)計(jì)算就能判斷煙霧的強(qiáng)弱。

煙霧報(bào)警器，資料圖

后者通過(guò)光敏材料，正常情況下光線能完全照射在光敏材料上，產(chǎn)生穩(wěn)定的電壓和電流。而一旦有煙霧進(jìn)入傳感器，則會(huì)影響光線的正常照射，從而產(chǎn)生波動(dòng)的電壓和電流，通過(guò)計(jì)算也能判斷出煙霧的強(qiáng)弱。

煙霧傳感器主要應(yīng)用在火情報(bào)警和安全探測(cè)等領(lǐng)域。

心率傳感器

常用的心率傳感器主要利用特定波長(zhǎng)的紅外線對(duì)血液變化的敏感性原理。由于心臟的周期性跳動(dòng)，引起被測(cè)血管中的血液在流速和容積上的規(guī)律性變化，經(jīng)過(guò)信號(hào)的降噪和放大處理，計(jì)算出當(dāng)前的心跳次數(shù)。

心率傳感器在Apple Watch等可穿戴設(shè)備中應(yīng)用廣泛。資料圖

值得一提的是，根據(jù)人的膚色深淺不同，同一款心率傳感器發(fā)出的紅外線穿透皮膚和經(jīng)皮膚反射的強(qiáng)弱也不同，這造成了測(cè)量結(jié)果方面一定的誤差。通常情況下一個(gè)人的膚色越深，則紅外線就越難從血管反射回來(lái)，從而對(duì)測(cè)量誤差的影響就越大。

目前，心率傳感器主要應(yīng)用在各種可穿戴設(shè)備和智能醫(yī)療器械上。