智能傳感器的工作原理及如何拉動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展

沒有智能傳感器，物聯(lián)網(wǎng)就不可能存在。

盡管傳感器技術(shù)的使用已長(zhǎng)期影響制造商，工業(yè)組織和公用事業(yè)的運(yùn)作方式，但將IoT添加到傳感器中已擴(kuò)大了其影響和用例，為流程帶來(lái)了前所未有的連接和分析能力。如今，智能工廠，智能城市，智能建筑和互聯(lián)個(gè)人正在使用一系列智能傳感器來(lái)收集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以進(jìn)行實(shí)時(shí)洞察和決策。

與傳統(tǒng)的傳感器不同，如今的智能傳感器已啟用Internet，并且比以往任何時(shí)候都更加復(fù)雜。

接下來(lái)深入研究智能傳感器的工作原理及其在各個(gè)垂直領(lǐng)域的用例。

01、什么是智能傳感器？

通常，智能傳感器具有三個(gè)主要組成部分：從環(huán)境中捕獲數(shù)據(jù)的傳感器；一個(gè)微處理器，它計(jì)算在經(jīng)由編程傳感器的輸出; 以及使傳感器能夠傳達(dá)微處理器輸出以采取行動(dòng)的通信功能。

智能傳感器可能包括多種類型的傳感器，以及傳感器，收發(fā)器，放大器，模擬濾波器和電源以及其他組件。

有專家表示為了最有效地實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)傳感器的功能，它應(yīng)該包括無(wú)線通信，足夠智能以進(jìn)行遠(yuǎn)程計(jì)算數(shù)據(jù)，并且可以進(jìn)行編程以適應(yīng)需要的新功能。

02、物聯(lián)網(wǎng)傳感器的類型

用于物聯(lián)網(wǎng)的傳感器幾乎可以用于任何形式的測(cè)量，它提供了一種將所需的現(xiàn)場(chǎng)觀察與應(yīng)用程序聯(lián)系起來(lái)的機(jī)制。要對(duì)傳感器進(jìn)行分類，首先要從物理領(lǐng)域考慮它們。

光和電磁傳感器。這些包括用于零售和物流應(yīng)用的RFID傳感器，用于安全應(yīng)用的成像和身份傳感器，用于智能建筑自動(dòng)化的光傳感器以及用于安全和健康應(yīng)用的放射性傳感器。

熱傳感器。例如，智能建筑中的室溫監(jiān)控，工業(yè)過(guò)程管理中的環(huán)境監(jiān)控或材料溫度監(jiān)控。

振動(dòng)和聲音傳感器。例如，用于區(qū)域安全的地震傳感器；健康監(jiān)測(cè)和工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化的良好壓力；用于民政管理的特定聲音監(jiān)控，例如槍聲檢測(cè)；個(gè)人健康應(yīng)用，例如健身和健康可穿戴設(shè)備；或振動(dòng)傳感器，用于工廠或工業(yè)組織中基于可靠性的設(shè)備維護(hù)。

物質(zhì)和材料傳感器。環(huán)境，安全，健康，農(nóng)業(yè)和環(huán)境自動(dòng)化的許多應(yīng)用都需要特定的流體和氣體傳感器，例如用于檢測(cè)化學(xué)物質(zhì)或氧氣，二氧化碳，濕度或水位的傳感器。

時(shí)間和空間傳感器。例如，用于物流管理的地理信息系統(tǒng)位置傳感器；或用于車輛和交通管理的位置，速度和加速度傳感器。

03、物聯(lián)網(wǎng)傳感器用例

智能傳感器具有三個(gè)廣泛的用途。首先，它們提供了對(duì)現(xiàn)有流程和工作流的更大可見性，識(shí)別項(xiàng)目，定位它們并確定其環(huán)境條件。例如，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中的智能傳感器可以跟蹤溫度和濕度，可以記錄數(shù)據(jù)以進(jìn)行歷史記錄和質(zhì)量管理，或者可以用作工廠或倉(cāng)庫(kù)中警報(bào)或過(guò)程管理的觸發(fā)器。

其次，物聯(lián)網(wǎng)傳感器可以嵌入到產(chǎn)品中以改善流程或產(chǎn)品本身。在制造過(guò)程中，傳感器可以監(jiān)視，控制和改善操作，或者添加到物流中以簡(jiǎn)化產(chǎn)品交付方式。嵌入設(shè)備后，智能產(chǎn)品可以創(chuàng)造新的收入可能性。

第三，傳感器的低成本和更先進(jìn)的功能實(shí)現(xiàn)了更廣泛，更有效的用例。物理傳感器和RFID標(biāo)簽的成本已大幅下降，智能傳感器軟件應(yīng)用程序，連接選項(xiàng)和部署的成本也已大幅下降。

04、智能傳感器的好處

以上概述的IoT傳感器的三個(gè)使用案例可帶來(lái)三類好處。

首先，物聯(lián)網(wǎng)傳感器在現(xiàn)有工作流程和流程中提供了更高的可視性，使公司能夠借助實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來(lái)查看問(wèn)題所在。例如，物流公司可以為其車隊(duì)配備傳感器以檢測(cè)每輛卡車的位置。

隨著公司開始從這些傳感器中挖掘數(shù)據(jù)，第二個(gè)好處浮現(xiàn)出來(lái)：預(yù)測(cè)接下來(lái)會(huì)發(fā)生什么。在同一個(gè)物流示例中，收集有關(guān)車隊(duì)去向以及卡車完成路線所需的時(shí)間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可以使公司預(yù)測(cè)駕駛員何時(shí)交付包裹。物流中的智能傳感器還可以收集有關(guān)駕駛員駕駛方式，包裹尺寸和重量的信息，以及外部數(shù)據(jù)，例如可能影響交貨的交通或天氣狀況。

在另一個(gè)示例中，制造業(yè)中的智能傳感器可以收集歷史機(jī)器數(shù)據(jù)，公司可以使用這些歷史數(shù)據(jù)來(lái)構(gòu)建模型，以預(yù)測(cè)機(jī)器組件何時(shí)可能發(fā)生故障。

與其面對(duì)生產(chǎn)線或工廠的計(jì)劃外停機(jī)可能造成的巨大代價(jià)，可以在計(jì)劃的時(shí)間內(nèi)主動(dòng)更換可疑部件。

智能傳感器的第三個(gè)優(yōu)點(diǎn)與創(chuàng)收有關(guān)；物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)造了許多新的商業(yè)模式。借助有關(guān)機(jī)器運(yùn)行方式，使用方式和磨損情況的數(shù)據(jù)，制造商可以為客戶提供基于結(jié)果的服務(wù)。制造商現(xiàn)在可以在機(jī)器價(jià)格中包括消耗品，維修甚至更換零件。

05、智能傳感器的未來(lái)

弗雷斯特研究公司預(yù)測(cè)，基于智能傳感器，跟蹤和智能產(chǎn)品的應(yīng)用將成為增長(zhǎng)最快的用例，復(fù)合年增長(zhǎng)率分別為24.2％和24％。但是應(yīng)用程序不會(huì)止步于此。

在制造時(shí)，越來(lái)越多的傳感器內(nèi)置于產(chǎn)品中 。工業(yè)設(shè)備，火車，飛機(jī)和建筑物越來(lái)越多地已經(jīng)連接了成百上千個(gè)傳感器。

但是，物聯(lián)網(wǎng)傳感器并不僅限于新產(chǎn)品。

在工業(yè)制造市場(chǎng)中，機(jī)器的使用壽命可能長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年，在將傳感器安裝到舊設(shè)備上也有一個(gè)健康的市場(chǎng)，并且傳感器成本降低，同時(shí)支持物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施日益普及數(shù)據(jù)流將導(dǎo)致公司大量部署傳感器。

即使在當(dāng)今數(shù)據(jù)延遲導(dǎo)致問(wèn)題的環(huán)境中，但現(xiàn)在5G開始商用更是拓開了大量傳感器的可能。

還要注意的是邊緣計(jì)算的使用增加。隨著越來(lái)越多的分析（包括使用機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能）在數(shù)據(jù)收集點(diǎn)運(yùn)行，組織-傳感器本身或傳感器連接的IoT邊緣網(wǎng)關(guān)-將能夠更快，更快地做出決策有效。

傳感器的持續(xù)小型化將改變未來(lái)的傳感器格局?？梢杂眠@樣一句話來(lái)憧憬，“隨著時(shí)間的流逝，傳感器將繼續(xù)變得越來(lái)越小，計(jì)算能力越來(lái)越強(qiáng)。”

傳感器還將在同一平臺(tái)上提供更多功能，為同一設(shè)備提供不同的傳感類別。

傳感器將被安裝在越來(lái)越多的設(shè)備中，從可穿戴設(shè)備到專用傳感器的一切都將把人們環(huán)境中的觀察結(jié)果與計(jì)算平臺(tái)聯(lián)系起來(lái)。業(yè)內(nèi)專家的估計(jì)是，“-在未來(lái)六年中，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的總數(shù)以及可能的傳感器數(shù)量將在未來(lái)六年內(nèi)翻三番，目前大約有250億個(gè)設(shè)備，到2025年將增長(zhǎng)到750億個(gè)設(shè)備?！?/p>

審核編輯：郭婷