物联网中的传感器技术：应用开发与信息采集

在物联网中，传感器主要负责接收物品“讲话”的内容。传感器技术是从自然信源获取信息并对获取的信息进行处理、变换、识别的一门多学科交叉的现代科学与工程技术，它涉及传感器、信息处理和识别的规划设计、开发、制造、测试、应用及评价改进活动等内容。

物联网终端就是由各种传感器组成的，用来感知环境中的可用信号。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。随着社会的不断进步，在我们生活的周围，各种各样的传感器已经得到了广泛的应用，如电冰箱、微波炉、空调机的温度传感器；电视机的红外传感器；录像机的湿度传感器、光电传感器；汽车的速度、压力、湿度、流量、氧气等多种传感器。这些传感器的共同特点是利用各种物理、化学、生物效应等实现对被检测量的测量。

在物联网系统中，传感器就是对各种参量进行信息采集和简单加工处理的设备。传感器可以独立存在，也可以与其他设备以一体方式呈现。但无论哪种方式，它都是物联网中的感知和输入部分。

在物联网中，传感器用来进行各种数据信息的采集和简单的加工处理，并通过固有协议，将数据信息传送给物联网终端进行处理。例如，通过RFID进行标签号码的读取，通过GPS得到物体位置信息，通过图像感知器得到图片或图像，通过环境传感器取得环境温度、湿度等参数。传感器属于物联网中的传感网络层，处于研究对象与检测系统的接口位置，是感知、获取与检测信息的窗口。它提供物联网系统赖以进行决策和处理所必需的原始数据；它作为物联网的最基本一层，具有十分重要的作用；它好比人的眼睛和耳朵，去看去听世界上需要被监测的信息。因此，传感网络层中传感器的精度是应用中重点考虑的一个实际参数。

传感器的种类繁多，往往同一种被测量可以用不同类型的传感器来测量，而同一原理的传感器又可测量多种物理量。因此，传感器有许多种分类方法，常用的分类方法有以下几种。

（1）按被测量分类。

1）针对机械量的传感器，如位移、力、速度、加速度等。

2）针对热工量的传感器，如温度、热量、流量（速）、压力（差）、液位等。

3）针对物性参量的传感器，如浓度、黏度、比重、酸碱度等。(www.xing528.com)

4）针对状态参量的传感器，如裂纹、缺陷、泄露、磨损等。

（2）按测量原理分类。按传感器的工作原理可分为电阻式、电感式、电容式、压电式、光电式、磁电式、光纤、激光、超声波等传感器。现有传感器的测量原理都是基于物理、化学和生物等各种效应和定律的，这种分类方法便于从原理上认识输入与输出之间的变换关系，有利于专业人员从原理、设计及应用上作归纳性的分析与研究。

（3）按作用形式分类。按传感器的作用形式可分为主动型和被动型传感器。主动型传感器又有作用型和反作用型，此种传感器对被测对象能发出一定的探测信号，能检测探测信号在被测对象中产生的变化，或者由探测信号在被测对象中产生某种效应而形成信号。检测探测信号变化方式的称为作用型传感器，检测产生响应而形成信号方式的称为反作用型传感器。雷达与无线电频率范围探测器是作用型传感器，光声效应分析装置与激光分析器是反作用型传感器。被动型传感器只是接收被测对象本身产生的信号，如红外辐射温度计、红外摄像装置等。

（4）按输出信号分类。

1）模拟传感器：将被测量的非电学量转换成模拟电信号。

2）数字传感器：将被测量的非电学量转换成数字输出信号（包括直接和间接转换）。

3）膺数字传感器：将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号（包括直接或间接转换）。

4）开关传感器：当一个被测量的信号达到某个特定的临界值时，传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。