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物联网如何工作:传感器

 

关于物联网(IOT)的热潮已经持续很多年,知名咨询公司Gartner的甚至预测至2020年全球将有200亿台物联网设备被接入互联网。

物联网在物流,医疗,运维,制造和建筑等多个行业中有着数不胜数的应用案例。这些企业引入物联网的最终目的都是节约时间,降低成本和提升效率。

例如在制造业,物联网可以用来监控机器是否过热或者有异常震动。这让制造商能够采取预防性维护而不是被动式维护,从而避免计划外停工带来的巨大损失。

那么物联网到底是如何工作的呢通常来说,物联网解决方案由四大关键要素组成?

  • 传感器
  • 网络连接
  • 数据处理
  • 用户界面

我们的“物联网如何工作”系列将从第一个关键要素“传感器”开始。

什么是传感器?

物联网工作流程的起点是传感器设备。传感器并不是什么新鲜事物,实际上它们已经被使用了很长很长的时间(你知道第一个传感器是在1800年代被发明的吗?)然而,随着物联网的兴起,传感器的作用大大增强了。知名IT行业网络媒体TechTarget公司这样定义传感器:

“传感器是一种能够对来自物理环境的某些输入进行检测和响应的设备。这些输入可以是光,热,运动,水分,压力,或者大量其它环境现象中的任意一种。传感器的输出通常是一种信号,被直接转换成人类可读信息并显示在传感器所在位置,或者以电信号方式通过网络传送以便读取和进一步处理。“

就物联网而言,传感器设备是从所处环境采集数据的现场硬件。

传感器的种类

如今,几乎任何一个东西上都可以安装传感器,但特定的物联网应用场景需要特定的传感器。以下是最常用的传感器种类及其应用案例。

温度传感器 

温度传感器在很多物联网应用中起着至关重要的作用。例如,保持合适的温度是很多制造工艺的关键。通过物联网传感器远程监控温度可以进行预防性维护,进而降低停工损失。温度传感器还可以应用于食品和医药行业的冷链监控。

位高传感器 

在垃圾管理中,位高传感器可以保证只有在需要清理时再去清空垃圾桶。位高传感器的另一个应用案例是测量液态资产库存(如燃料)中储罐的液位高度。

加速度传感器 

加速度测量在很多应用中都非常有用,比如车辆监测。加速度传感器还可以用于监测机器的异常震动和固定物品的非授权移动(防盗)。

湿度传感器 

湿度测量在很多生产工艺中至关重要,包括制药和造纸。湿度传感器同样可以用于温室监控。

GPS追踪器 

GPS追踪器可以用来追踪物资的地理位置。例如,它们可以被安装在车辆和集装箱上。

当前挑战

有一些因素限制了物联网传感器的应用,主要包括:

  • 尺寸
  • 价格
  • 电池寿命

价格便宜,尺寸小,同时又有较长电池寿命(如5年)的传感器非常少见当前的很多传感器依然十分笨重:。例如,GPS追踪设备足有智能手机大小同时,传感器的尺寸还和电池寿命相关:电池越大,传感器越大。

不过,随着技术的进步,传感器的尺寸,价格和电池寿命的综合性能会很快得到提升。

物联网工作流程的下一步是什么?

现在我们已经布置好了传感器,是时候将采集到的数据发送出去了。在物联网应用中,传感器通过所连接的网络(如无线网络,低功耗广域网(LPWAN),蜂窝移动网络等)传送数据。数据接收端通常是一个云服务,数据在其中得到分析处理。

我们将在下一篇文章“物联网如何工作(2):网络连接”中详细讨论各种网络连接。敬请期待!

英文原文:

本文是我们的“IoT工作原理”系列的第一部分,其中我们将以简单易懂的方式介绍物联网的关键要素。

围绕物联网(IoT)的炒作已经持续了很多年,Gartner预计到2020年将有200亿台设备连接到互联网。

物联网在物流,医疗保健,维护,制造和建筑等各个行业拥有无数的用例。在商业中应用物联网的最终目标是节省时间和金钱并提高效率。

例如,在制造过程中,IoT可用于监控制造机器是否过热或过度振动。这使制造商能够应用预防性维护而不是反应性维护,从而避免意外和昂贵的停机时间。

但物联网如何实际运作?通常,物联网解决方案包含四个基本要素:

  1. 传感器
  2. 连接
  3. 数据处理
  4. 用户界面

我们将从第一个元素:传感器开始我们的“IoT如何工作”系列。

什么是传感器?

物联网工作流程从传感器设备开始。传感器设备并不是什么新鲜事物:它们已经被组织使用了很长时间(你知道第一批传感器是在19世纪发明的吗?)。然而,随着物联网的兴起,传感器的作用大大增加。TechTarget以这种方式解释传感器:

“传感器是一种检测和响应来自物理环境的某种输入的设备。具体输入可以是光,热,运动,湿度,压力或许多其他环境现象中的任何一种。输出通常是在传感器位置转换为人类可读显示器的信号,或通过网络以电子方式传输以进行读取或进一步处理的信号。

在物联网的情况下,传感器设备是用于从其环境收集数据的实地硬件。

传感器类型

物联网传感器设备现在几乎可以连接到任何物体,但每个物联网用例都需要特定类型的传感器。以下是最常用的IoT传感器类型及其用例的一些示例。

温度传感器

温度传感器在许多物联网应用中发挥着关键作用。例如,保持合适的温度对于许多制造工艺至关重要。使用物联网传感器远程监控温度,可实现预测性维护并减少昂贵的停机时间。温度传感器的另一个用例是食品和制药行业的冷链监控。

液位传感器

例如,在废物管理中,液位传感器仅在需要时才能清空垃圾箱。液位传感器的另一个用例是测量液体资产库存中的油箱液位(例如燃油)。

加速计传感器

测量加速度在许多用例中都很有用,例如监控车辆。加速计传感器还可用于检测制造机器的过度振动或应该是静止的物体的未经授权的移动(防盗保护)。

湿度传感器

测量湿度对于许多制造过程(包括制药和造纸)至关重要。湿度传感器也可用于温室监测。

GPS追踪器

GPS跟踪器用于跟踪资产的地理位置。例如,它们可用于车辆或运输容器中。

当前的挑战

有一些因素限制了物联网传感器设备的使用。主要是

  1. 尺寸,
  2. 奖品,和
  3. 电池寿命。

除了具有长电池寿命(例如五年)之外,很难找到既小又便宜的传感器装置。如今,许多传感器设备仍然非常笨重:例如,GPS跟踪设备可以具有智能手机的大小。尺寸也与电池寿命相关:电池越大,传感器设备越大。

然而,随着技术的发展,传感器设备的尺寸,价格和电池寿命的组合将在不久的将来变得更好。

物联网工作流程的下一步是什么?

现在我们已经安装了传感器设备,现在是时候向前发送收集的数据了。在IoT应用中,传感器连接到网络(WiFi,LPWAN,蜂窝等),在其上传输所收集的数据。目标通常是基于云的服务,其中处理数据。

作者| Anni Junnila

来源| trackinno.com

翻译| 周治中

来自:大中兴数据

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