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物聯網技術CONTENTS01單元1物聯網技術概述02單元2物聯網傳感設備介紹03單元3物聯網技術應用案例物聯網技術概述202X單元1單元1物聯網技術概述我國對物聯網有以下的定義：物聯網是指通過信息傳感設備按照約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。它是在互聯網基礎上延伸和擴展的網絡。在物聯網時代，每一件物體均可尋址，每一件物體均可通信，每一件物體均可控制。一、基本概念單元1物聯網技術概述我國政府高度重視物聯網的研究、布局和發展。2012年，工業和信息化部、科學技術部、住房和城鄉建設部等部門再次加大了對物聯網和智慧城市方面技術研發與項目實施的支持力度。其后的幾年，黨中央、國務院重點部署、提出要求，各部委及各省市自治區紛紛制訂和落實相關計劃、政策、措施，大力推動物聯網及其相關信息技術產業創新和發展，為我國科技發展系統布局、全面謀劃、重點落實，著力推進我國信息技術的綜合創新、深度融合和協同發展。一、基本概念單元1物聯網技術概述二、體系結構物聯網形式多樣、結構復雜、技術深入，牽涉面廣。通常，物聯網被分為三層：感知層、網絡層和應用層。下層是用戶用來感知數據的感知層，中間層是數據傳輸的網絡層，上層則是具體應用層，下面我們以智能家居系統為例，進行具體說明。單元1物聯網技術概述二、體系結構1．感知層感知識別是物聯網的核心技術，是聯系物理設備和網絡環境的紐帶。感知層既包括射頻識別（RFID）、無線傳感器等信息自動生成設備，也包括各種智能電子產品。通過無線通信網絡把它們的信息自動采集到管理系統，實現被標識物品的識別、管理和信息傳輸。另外，作為一種新興技術，無線傳感器網絡主要通過各種類型的傳感器對被標識物品的屬性、環境狀態、行為模式等信息進行大規模、長期、實時地獲取。近些年來，各類可聯網電子產品層出不窮，智能手機、個人數字助理、多媒體播放器、平板電腦、筆記本電腦等迅速普及，人們可以隨時隨地連入互聯網，分享信息。信息生成方式多樣化是物聯網區別于其他網絡的重要特征。在智能家居系統中，感知層主要實現各種家居設備（對象）的信息采集和控制。單元1物聯網技術概述二、體系結構2．網絡層網絡層的主要作用是把感知層設備接入互聯網，供上層服務使用。互聯網是物聯網的核心網絡，處在邊緣的各種無線網絡則提供實時的網絡接入服務。無線廣域網包括現有的移動通信網絡及其演進技術，提供廣闊范圍內連續的網絡接入服務。無線城域網提供城域范圍（約100km）高速數據傳輸服務。無線局域網為較小區域內（家庭、校園部分區域、餐廳、機場候機廳等）的用戶提供網絡訪問服務。無線個域網絡包括藍牙（802.15.1標準）、ZigBee（802.15.4標準）、近場通信（NFC，NearFieldCommunication）等通信協議。這類網絡的特點是低功耗、低傳輸速率（相比于上述無線寬帶網絡）、短距離（一般小于10m），一般用作個人電子產品互聯、工業控制設備信號傳輸等領域。各種不同類型的無線網絡適用于不同的環境，合力提供便捷的網絡接入，是實現物聯網的重要基礎設施。單元1物聯網技術概述二、體系結構3．應用層應用層利用經過分析處理的感知數據，采用海量數據處理、云計算等技術，為用戶提供各種智能化服務。物聯網的應用可分為監控型（如智能視頻、物流監控、環境感知、人臉識別、車輛識別等）、查詢型（如智能檢索、遠程抄表）、控制型（如智能交通、智能家用電器、照明燈光控制）、掃描型（如門禁系統、手機錢包、ETC不停車收費）等。應用層是物聯網和用戶（包括人、組織和其他系統）的接口，它與行業需求相結合，實現物聯網的智能應用，呈現多樣化、規模化、行業化等特點。物聯網傳感設備介紹202X單元2單元2物聯網傳感設備介紹物聯網傳感器是一種能夠感知和測量物理量，并將其轉換成可用于數據傳輸的信號或者數據的裝置。它可以感知各種環境的參數，如溫度、濕度、壓力、光照等，并將這些數據通過各種通信技術傳輸到云端或其他終端設備。物聯網傳感器的工作原理根據不同類型的傳感器有所不同。以溫度傳感器為例，它通常采用熱敏電阻或熱電偶來感知溫度變化。當溫度變化時，傳感器內部的電阻或電壓也發生相應的變化，通過內部的電路將這些變化轉換為可讀取的電信號或數字數據。然后通過通信技術（如Wi-Fi、藍牙等）將數據傳輸到物聯網系統或其他終端設備。物聯網平臺基于各種傳感器感知和提供各種數據，物聯網的高速發展將傳感器的發展帶到了一個全新的高度。近年來物聯網應用最多、最關鍵的15種傳感器類型單元2物聯網傳感設備介紹根據定義，“一種用于測量熱量的設備，可以檢測特定來源的溫度物理變化并為設備或用戶轉為電信號數據，稱為溫度傳感器。”這些傳感器已在各種設備中部署了很長時間。然而，隨著物聯網的出現，溫度傳感器被發現在更多設備中能發揮更多作用。僅在幾年前，它們的用途僅限于空調控制、冰箱和用于環境控制的相關設備中。然而，隨著物聯網世界的出現，它們已經在制造業、農業和健康產業中發揮了作用。在制造業中，許多機器需要特定的環境溫度，以及設備溫度。通過這種測量，制造過程可以始終保持最佳狀態。另一方面，在農業中，土壤溫度對農作物生長至關重要。這有助于植物的生長，最大限度地提高產量。1．溫度傳感器單元2物聯網傳感設備介紹一種檢測附近物體的存在與否以及該物體的特性，并將其轉換為用戶或簡單的電子儀器無須接觸即可輕松讀取的信號的設備。接近傳感器主要用于零售行業，因為它們可以檢測運動以及客戶與他們可能感興趣的產品之間的相關性，客戶會立即收到附近產品的折扣和特價通知。另一個大型且相當古老的用例是車輛。你正在倒車并在倒車時它會對障礙物發出警告，這就是接近傳感器的工作。它們還用于提供商場、體育場或機場等場所的停車位。以下是一些接近傳感器的分類。2．接近傳感器電感式傳感器電容式傳感器光電傳感器超聲波傳感器單元2物聯網傳感設備介紹壓力傳感器是一種感應壓力并將其轉換為電信號的裝置。此處，該量取決于施加的壓力水平。有很多設備依賴于液體或其他形式的壓力。這些傳感器使創建物聯網系統成為可能，以監控受壓力推動的系統和設備。如果與設定的標準壓力范圍有任何偏差，設備會通知系統管理員任何應該修復的問題。部署這些傳感器不僅在制造業中非常有用，而且在整個水系統和供暖系統的維護中也非常有用，因為它很容易檢測到任何壓力波動或下降。3．壓力傳感器單元2物聯網傳感設備介紹水質傳感器主要用于檢測供水系統中的水質和離子含量的監測。這些傳感器發揮著重要作用，因為它們出于不同目的監測水的質量。以下是最常用的水質傳感器類型列表:4．水質傳感器余氯傳感器總有機碳傳感器濁度傳感器電導率傳感器pH傳感器氧化還原電位傳感器單元2物聯網傳感設備介紹化學傳感器應用于許多不同的行業。它們的目標是指示液體的變化或找出空氣的化學變化。它們在需要跟蹤變化和保護人口安全的大城市中發揮著重要作用。化學傳感器的主要用例可以在工業環境監測和過程控制、故意或意外釋放的有害化學檢測、爆炸物和放射性檢測、宇宙空間站的回收過程、制藥工業和實驗室等中找到。5．化學傳感器氣體傳感器類似于化學傳感器，但它專門用于監測空氣質量的變化和檢測各種氣體的存在。與化學傳感器一樣，它們被用于制造業、農業和衛生等眾多行業，用于空氣質量監測；有毒或可燃氣體檢測；煤礦、石油和天然氣行業的有害氣體監測等。６．氣體傳感器單元2物聯網傳感設備介紹煙霧傳感器是一種感應煙霧（空氣中的微粒和氣體）及其水平的設備。煙霧傳感器廣泛用于制造業、暖通空調、建筑和住宿設施，以檢測火災和氣體事故。煙霧傳感器檢測其周圍是否存在煙霧、氣體和火焰。它可以通過光學或物理過程或通過同時使用這兩種方法來檢測。7．煙霧傳感器電離煙霧傳感器基于電離原理工作，電離是一種化學過程，用于檢測引起觸發警報的分子光學煙霧傳感器利用光散射原理觸發信號電離煙霧傳感器光學煙霧傳感器（光電）單元2物聯網傳感設備介紹紅外傳感器是一種光電傳感器，用于通過發射或檢測紅外輻射來感知周圍環境的某些特征。它還能夠測量物體發出的熱量，用于各種物聯網項目，尤其是在醫療保健中，因為它們使血流和血壓的監測變得容易，它們甚至還用于各種常規智能設備，如智能手表和智能手機。其他常見用途包括家用電器和遠程控制、呼吸分析、紅外視覺（即可視化電子設備中的熱泄漏、監測血流、藝術史學家查看油漆層下的情況）、可穿戴電子設備、光通信、非接觸式溫度測量、汽車盲角檢測。8．紅外傳感器單元2物聯網傳感設備介紹用于確定在開放或封閉系統中流動的流體、液體或其他物質的液位或數量的傳感器稱為液位傳感器。與IR傳感器（紅外傳感器）一樣，液位傳感器被應用于廣泛的行業中。它們主要以測量燃料存量而聞名，但它們也用于處理液體材料的企業。液位傳感器最佳用例是，打開或封閉容器中的燃料計量和液位、海平面監測和海嘯警報、蓄水池、醫療設備、壓縮機、液壓蓄水池、機床、飲料和制藥加工等。有以下兩種基本的液位測量類型。9．液位傳感器連續液位傳感器用于測量指定范圍內的液體，并提供連續指示液位的輸出數據。最好的例子是車輛中的燃油油位顯示點液位傳感器通常檢測特定的液位，并在感測物體高于或低于該液位時通知用戶。它集成到單個設備中以獲取警報或觸發信息。點液位傳感器連續液位傳感器單元2物聯網傳感設備介紹圖像傳感器是用于將光學圖像轉換為電子信號，以電子方式顯示或存儲信息的器件，主要用途是數碼相機及模塊、醫學成像和夜視設備、熱成像設備、雷達、聲吶、媒體室、生物識別和IRIS設備。圖像傳感器有兩種主要的類型：CCD（電荷耦合器件）、CMOS（互補金屬氧化物半導體）。雖然每種類型的傳感器使用不同的技術來捕捉圖像，但CCD和CMOS成像器都使用金屬氧化物半導體，對光的敏感度相同，并且沒有明顯的質量差異。10．圖像傳感器單元2物聯網傳感設備介紹運動檢測傳感器是一種用于檢測給定區域內的物理運動并將運動狀況轉化為電信號的電子設備，包括任何物體的運動或人類的運動。運動檢測在安防行業中扮演著重要的角色。企業在不應始終檢測到移動物體的區域使用這些傳感器，并且安裝這些傳感器后很容易注意到有人的存在。這些傳感器主要用于入侵檢測系統、自動門控制、柵欄屏障、智能相機（即基于動作的捕捉/視頻錄制）、收費站、自動停車系統、自動水槽/廁所沖洗器、干手器、能源管理系統（即自動照明、交流、風扇、電器控制）等。另外，這些傳感器還可以破譯不同類型的運動，使其在某些行業中很有用，在這些行業中，客戶可以通過揮手或執行類似動作與系統進行通信。目前廣泛使用的主要運動傳感器類型有：11．運動檢測傳感器被動紅外（PIR）傳感器超聲波傳感器微波傳感器單元2物聯網傳感設備介紹加速度計是一種傳感器，用于測量物體由于慣性力的作用而受到的物理量，并將機械運動轉換為電輸出。它被定義為速度相對于時間的變化率。這些傳感器現在存在于數以百萬計的設備中，如智能手機。它們的用途通常包括檢測振動、傾斜和加速度。這非常適合監控自動駕駛車隊，或使用智能計步器。在某些情況下，它被用作防盜保護的一種方法，因為如果應該保持靜止的物體被移動了，則傳感器就可以通過系統發送警報。它們廣泛應用于蜂窩和媒體設備、振動測量、汽車控制和檢測、自由落體檢測、飛機和航空工業、運動檢測、體育學院/運動員行為監測、消費電子、工業和建筑工地等。加速度計種類繁多，以下幾種主要用于物聯網項目。12．加速度計霍爾效應加速度計電容式加速度計壓電加速度計單元2物聯網傳感設備介紹用于測量角速率或角速度的傳感器或設備稱為陀螺儀傳感器，角速度簡單地定義為繞軸旋轉速度的測量值。它是一種主要用于導航和測量3軸方向上的角速度和旋轉速度的設備。最重要的應用是監視對象的方向。它們的主要應用是汽車導航系統、游戲控制器、相機設備、消費電子產品、機器人控制、無人機和遙控控制直升機或無人機控制、車輛控制/ADAS等。陀螺儀傳感器有旋轉（經典）陀螺儀、振動結構陀螺、光學陀螺儀、MEMS（微機電系統）陀螺儀等類型，需要根據其工作機制、輸出類型、功率、感應范圍和環境條件進行選擇。13．陀螺儀傳感器單元2物聯網傳感設備介紹濕度定義為空氣或其他氣體中的水蒸氣量，最常用的術語是相對濕度（RH）。這些傳感器通常結合溫度傳感器一起使用，因為許多制造過程需要嚴格的工作條件，通過測量濕度，你可以確保整個過程順利進行，當有任何突然的變化時，可以立即采取行動，因為傳感器幾乎可以瞬間檢測到變化。它們的應用和用途可以在工業和家居領域中找到，用于加熱、通風和空調系統的控制。它們還可以用于汽車、博物館、工業空間和溫室、氣象站、油漆和涂料行業、醫院和制藥行業，以保護藥品等場景。14．濕度傳感器單元2物聯網傳感設備介紹測量光線的物理量并將其轉換為用戶或電子儀器/設備易于讀取的電信號的傳感器稱為光學傳感器。這類傳感器適用于同時測量不同的事物。該傳感器背后的技術使其能夠監測電磁能量，包括電、光等。這些傳感器已被用于醫療保健、環境監測、能源、航空航天等行業。有了它們的存在，石油公司、制藥公司和礦業公司可以更