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传感器为何守住了物联网的“半衰期”?

时间:2023-03-12 18:52:43 科技观察

引言物联网的世界是一个感知的世界,主要包括感知层、传输层、平台层和应用层。俗话说,好的开始是成功的一半,而感知作为物联网的“排头兵”,自然无需质疑,尤其是在智能化、物联网的今天,传感器赋予物体“生命”.在物联网行业,我们经常把传感器比作人类的五种感官,但它们不负责美感,它们负责感知。试想一下,除了“丑”字之外,没有五种感官,我们的生活也可以有颜色和声音。?在我们今天生活的世界里,一切都可以“人性化”。继互联网之后,物联网上演了一出“万物皆成本质”的好戏。《西游记》、《易遥》、《封神榜》中的场景,在当今社会即将成为现实。白龙马被迫下岗。达到L4/L5级别后,电动汽车节能环保,可以随心所欲地行驶;有压力传感器……而之所以有单方面撕毁“建国后不熟练”的协议,很大一部分责任应该归咎于物联网,而在物联网中,传感器是它的命脉,也正是它让汽车、房屋、路灯,甚至手机等新时代的物件一个个化身为灵,化身为“仙女”。有鼻子、眼睛,能听能说。近年来,我国传感器市场持续快速增长,年均增长率超过20%。2011年传感器市场规模为480亿元,2016年达到1126亿元,2017年达到1300亿元,同比增长15.45%。物联网是下一波技术浪潮。万亿连接的背后,意味着传感器出货量也将迎来爆发。传感器的产业规模和效益增长空间可想而知,多么令人期待。届时,各种物体上都会装有感应器,满地都是比人类感官还要灵敏的“仙女”!在传感器的加持下,门、椅子、灯泡、摩托车、汽车、红绿灯,在天上飞,在地上跑,在海里漂浮,在水下,各种各样的东西都是神奇的。以防以后不知道,还不如先认识一下各位“大仙”。什么是传感器?它是干什么用的?首先,什么是传感器?传感器是一种检测装置,它能感知被测量的信息,并将感知到的信息按照一定的规律转换成电信号或其他需要的形式。信息输出,满足信息传输、处理、存储、显示、记录和控制的要求。其特点是小型化、数字化、智能化、多功能化、系统化和网络化。说到这里,大家都一头雾水,这是什么东西?这么说吧,英国主教乔治·伯克利说过,存在就是被感知。如果主语换成宾语怎么办?比如人眼看到的东西是存在的,但闭上眼睛就不存在了(伯克利的观点);但是自动驾驶汽车呢?它没有眼睛,没有身上的摄像头也照样能感知到异物,所以这就是传感器的功劳。(把理想主义放在地上,在地上揉)温度传感器在这各种传感器中,有眼睛、鼻子、耳朵、神经……根据它们的基本传感功能,分为热敏元件、光敏元件-sensitiveelements,气敏元件,力传感器,磁传感器,湿度传感器,声音传感器,辐射传感器,颜色传感器,味觉传感器等十大类。传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路和辅助电源四部分组成:敏感元件直接感测被测值,并输出与被测值有一定关系的物理量信号;转换元件将敏感元件输出的物理量信号转换为电信号。转换电路负责对转换元件输出的电信号进行放大和调制;转换元件和转换电路一般还需要辅助电源。五官完整但不帅气的传感器这些具有鼻子、眼睛、嗅觉和味觉的设备,虽然形状各异,但灵敏度却超出了人类的感知范围(注:按传感器的功能分类,与人的五种感官相比):光敏传感器-视觉光敏传感器是对外界光信号或光辐射作出反应或转换的敏感器件。主要包括:光电管、光电倍增管、光敏电阻、光电三极管、太阳能电池、红外线传感器、紫外线传感器、光纤光电传感器、颜色传感器、CCD和CMOS图像传感器等。光敏传感器结构光敏传感器的主要应用领域还有很常见的,比如太阳能路灯、声光开关、摄像头等等,当然还有我们手机的自动亮度调节功能模式以及未来可以预见的自动驾驶汽车。在其令人难以置信的创作中,有一些依靠相机“听到”颜色的作品。上图中的这个人从出生起就是色盲。想象一下,在你来到这个世界的第一天,看到的环境与其他人看到的不同。可能是长大后,从别人口中得知,因为我是色盲,十几年来一直被这个五光十色的世界所欺骗。原来世界不只有黑白,还有红橙黄绿青蓝紫……不过还好,他并没有放弃看下去的念头世界,终于克服万难,把这个类似天线宝宝的天线安装在了他的头上。这个天线上安装了一个可以识别360种颜色的数码相机。识别出的颜色通过笔记本电脑将声波传送到后置芯片,然后通过骨传导听到眼前的颜色频率。看似神奇的物体,其实现过程并不复杂(以光电传感器为例),可分为发射器、接收器和检测电路三部分。发射器用于发射光束,其光源一般来自半导体光源、发光二极管,也就是通常所说的LED,还有激光二极管和红外二极管。接收器由光电二极管、光电晶体管和光电管组成。LED发射器向目标发射一束光,光束连续发射或改变脉冲宽度。在接收器的前面,还有透镜和光圈等光学元件。其背后是检测电路,是有效信号最终被滤出并应用的“出口”。声学传感器——听觉声学传感器是一种用于流量检测的传感器。传感器可在接线时带电设置,工作在高/低灵敏度量程模式。高灵敏度范围适用于40db波动的高频信号。低灵敏度范围适用于28db至68db波动的高频信号,从耳语到巨响基本都能工作。声传感器一般分为四种:1、电阻转换声传感器原理:音频振动-电阻值变化。根据其作用,我们又将其分为:接触电阻和阻抗变换。前者是声波的接触式测量,通过电阻的变化来检测(典型代表是碳素麦克风)。后者由电阻丝应变片或贴在膜片上的半导体应变片组成。声压作用在振膜上,振膜的变形引起应变片的阻抗作用,检测电路完成电压信号,从而实现声电转换。碳粒传声器2.压电声学传感器原理:当声压作用于振膜时,振膜产生压电效应,振膜振动带动压电晶体产生机械振动,压电晶体在声压作用下产生声音机械应力。电压随电压变化而变化,从而完成声电转换。3、电容式声学传感器原理:音频振动——振膜变形——电容变化在振膜振动下,振膜与固定电极之间的距离会发生变化,从而引起电容的变化。4、动圈话筒动圈话筒是利用电磁感应原理制成的。它利用磁场中的线圈切割磁感应线,将声音信号转换为电信号。共同点是我们使用的麦克风都是在应用领域。声敏传感器除了用于传声器和传声器外,在军事(停在脑袋里,听脚步声在CS里争论人不要脸的想法)、医疗(核磁共振)、安防等领域都有重要的应用。气体传感器——嗅觉气体传感器是用于检测气体浓度和成分的传感器,在环境保护和安全监管中发挥着极其重要的作用。气体传感器在接触气体的各种成分时使用。由于检测现场温湿度变化大,存在大量粉尘和油雾,工作条件比较恶劣,气体对传感元件的材质也有影响。会产生化学反应物并附着在元件表面,往往会降低其性能。气敏电阻器的工作原理:降低半导体材料表面的电导,使器件处于高阻状态。当元件与被测气体接触时,与其发生化学反应,释放出氧气中的电子,敏感膜表面的电导增加,元件的电阻将相应降低,以检测反应气体的浓度。如上述定义所述,由于该传感器对气体和成分的敏感性高,因此其工作环境当然是可以预测的。前阵子闹得沸沸扬扬的自如甲醛案,这家伙正好派上了用场。化学传感器-味觉化学传感器(ChemicalSensor)是一种对各种化学物质敏感并将其浓度转换成电信号进行检测的仪器。类似于人类的感觉器官,化学传感器大致对应于人类的嗅觉和味觉器官。根据化学传感器的种类和工作原理,可分为四类:电化学化学传感器光学化学传感器热化学传感器质量化学传感器虽然在某些领域与气体传感器做同样的事情,但两者仍有相当大的区别差异。它是根据化学反应、物理现象甚至生物学理论来检测气体和液体中的化学成分,并将其转化为可检测的电流和电压信号。压敏、温敏、流体传感器——触觉说完眼耳口鼻,我们再来说说触觉。触觉传感器是机器人中用于模仿触摸功能的传感器。以近几年最流行的仿生机器人来说明,要做到仿生,自然除了外形相似,还要有感情。