（1德州亮彩物联网科技有限公司；2德州普铭电气设备有限公司 山东德州 253000）
摘要：物联网技术在1999年首次提出后,它的发展极大地克服了传统的时间和空间障碍,将世界更进一步地联结为一体。目前绿色农业、工业监控、公共安全、城市管理、远程医疗、智能家居、智能交通和环境监测等各个行业均有物联网应用的尝试,某些行业已经积累一些成功的案例,这其中智能传感器的功能不可小觑。
关键词：物联网；传感器；发展趋势
近年来物联网逐渐成为了全球热门的话题,在我国物联网已经列人战略性新兴产业之一,在很多行业都得到了广泛应用。作为物联网的重要组成部分,智能传感器的性能直接影响着物联网工作的可靠性和抗干扰性,并且它推动着物联网的不断升级和发展。但与此同时,智能传感器也是物联网发展的瓶颈,因此研究智能传感器在物联网中的应用迫在眉睫。
1物联网的含义和技术架构
物联网就是物物相连的互联网,它包含如下两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,它是在互联网基础上延伸和扩展的网络;第二,物联网用户端延伸和扩展到了任何物品和物品之间允许物品间进行信息的通讯和交换。在物联网时代,人类只要在各种各样的日用品上嵌人短距离的移动收发器,就能够在信息和通信的世界里获得新的沟通维度,从任何时间任何地点的人与人之间的沟通连接扩展为人与物、物与物之间的沟通和连接。从技术架构上来看,物联网可以分为如下三层:①感知层。感知层由各种传感器以及传感器网关构成,包括湿度传感器、温度传感器、二氧化碳浓度传感器、二维码标签、摄像头、RIFD标签和读写器、GPS等感知终端,它是物联网识别物体和采集信息的来源。②2网络层。网络层由各种私有网络、有线和无线通信网、互联网、网络管理系统和云计算平台等组成,相当于人的神级中枢和大脑,负责传递和处理感知层获取的各种信息。③应用层。应用层的作用,是通过信息的分析处理和控制决策来实现或完成特定的服务和应用,从而实现人与物、物与物的感知和沟通,从而发挥智能作用。物联网有四大关键技术,即传感技术、RIFD、人工智能和无线网络,它们共同推动着物联网的蓬勃发展,而本文将重点对智能传感器在物联网中的应用进行探讨。
2智能传感器在物联网中的应用
目前，在日常生活物联网领域内的传感器应用主要有以下几个方面：
2.1环境的监测
环境监测是指通过检测对人类和环境有影响的各种物质的含量、排放量以及各种环境状态参数，跟踪环境质量变化，确定环境质量水平，为环境管理、污染治理、防灾减灾等工作提供基础信息、方法指引和质量保证。环境的监测可根据其监测的目的、对象、污染物性质等因素分为监视性监测、背景值监测、特定目的监测及研究性监测四种。无论是哪种监测都离不开对被监测信息的提取，传感器就是众多获取环境信息的一种有效工具，它将可接受的外来信号转换成可供传输、测量或进行过程控制的信号源。目前传感器在我国环境监测中的应用主要有气体传感器、温度传感器、噪声传感器、生物传感器等。传感器的出现使长期、连续、大规模、实时的环境监测变成了可能，为实现物联网时代对物理世界更透彻的感知迈进了坚实的一步。
2.2智能交通
智能交通监测系统采用声音、图像、视频、温度、湿度等传感器，节点部署于十字路口周围，以及车辆上的节点包括ＧＰＳ全球定位设备。通过信号控制器的专有网络，将传感器所采集到的数据发送到交管中心作进一步处理，传感器技术的发展为智能交通提供了更透彻的感知。道路基础设施中的传感器和车载传感设备能够实时监控交通流量和车辆状态，通过泛在移动通信网络将信息传送至管理中心。智能交通管理和调节机制可充分发挥道路基础设施的效能，最大化交通网络流量并提高安全性，优化人们的出行体验。
2.3工业生产监控
在工业领域设备状态的检测，主要通过传感器和网络对设备进行在线监测和实时监控，实现了对产品设备操作使用记录、设备故障诊断的远程监控，并提供设备维护和故障诊断的解决方案。在矿井利用无线传感器网络可实现井下安全监控。各传感器节点负责井下多点数据采集，主要包括瓦斯、风速和气压等参数，通过井场监控终端（基站）和地面基站传送给后台监控中心。后台监护人员通过该监测系统可及时、有效、全面的掌握矿井情况，有利于矿井实施指挥调度、安全监测，从而有效的防止矿井事故的发生。
2.4安全防范
安全防范是社会公共安全的一部分，就防范手段而言，安全防范包括人力防范、实体（物）防范和技术防范三个范畴。随着科学技术的不断进步，传统的防范手段也不断融入新科技的内容。如：根据不同的防范场所，我们选用不同的信号传感器，如气压、温度、振动、幅度传感器等，来探测和预报各种危险情况。如震动电磁传感器能探测出物体的震动，把它固定在地面或保险柜上，就能探测出入侵者走动或撬挖保险柜的动作；红外探测器中的红外传感器能探测出被测物体表面的热变化率，从而判断被测物体的运动情况而引起报警。在安保领域，一些大型赛事和活动也会用到许多传感器，如利用压电传感器、电涡流传感器、红外线传感器、超声波传感器等，对会场或活动场馆的安全进行监测，一旦出现危险状况，传感器通过连接的警报装置，及时告知监控中心或安保人员，迅速采取应急措施。
2.5医疗护理
传感器在医疗研究、护理领域应用也十分广泛。传感器网络在医疗系统和健康护理方面的应用，包括监测人体的各种生理数据，跟踪和监控医院内医生和患者的行动，医院的药物管理等。如果在病人身上安装特殊用途的传感器节点，也就是医疗用的节点，如心率和血压监测设备，医生利用传感器网络以及网管和服务器甚至手持设备都能够实时获取病人的病情信息，从而保证发现异常能够迅速抢救。将传感器节点按药品种类分别放置，计算机系统即可帮助辨认所开的药品，从而减少病人用错药的可能性。目前医疗领域已经广泛建立了基于无线传感器网络的药品管理和监控、远程健康监测、住院患者管理和医患人员跟踪定位系统，并在实际应用中发挥了重要作用。
2.6智能家居
智能家居系统的设计目标是将住宅中各种家居设备联系起来，使它们能够自动运行，相互协作，为居住者提供尽可能多的便利和舒适。这一目标的实现主要通过布置于房间内检测温度、湿度、光照、空气成分的无线传感器，感知室内不同方面的微观状况，从而对空调、门窗以及其他家电进行自动控制。如通过在家电和家具中嵌入传感器节点，通过无线网络与Ｉｎｔｅｒｎｅｔ连接在一起，用户可以通过远程监控系统完成对家电的远程遥控，例如用户可以在回家之前半小时打开空调，这样回家的时候就可以直接享受适合的室温，从而给用户提供更加舒适、方便和更具人性化的智能家居环境。
结语
目前我国的科研单位以及高校也已经开始渐渐设置于物联网相关专业，培养相关的人才，为未来的物联网发展提供足够的人才储备。与此同时，目前的智能化传感器设备销售量也在以每年20%的速度快速增长。而且目前的国内为厂家都在积极的努力，开发新的智能传感器满足整个社会的发展，我们能够肯定，智能化传感器在未来的物联网中必然具有更加宽广的应用前景。
参考文献
[1]戴尚新，陈庆生.光纤传感器及其在物联网中的应用分析[J].中国新通信，2017.
[2]苏泽锋.传感器在物联网中的应用与研究[J].电子世界，2019.
[3]夏承龙.无线传感器网络的关键技术及其在物联网中的应用[J].通讯世界，2017.
[4]赵文明.嵌入式系统在物联网领域中的应用[J].电子技术与软件工程，2019.
作者简介
王远（1981.9-），男，山东省德州人，工程师，研究方向：物联网工程、计算机应用技术、智能科学与技术、大数据技术、电子信息、信息处理、电子商务、职业技术教育。