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基于物联网的传感技术应用 北京昆仑海岸传感技术中心 侯志 刚 2009-12-4 传感器 传感器的概念 – 传感器是一种把物理量或化学量转变成电信号的电子器件。 • 眼：光、影，物体形状 如摄像头 • 耳：声音 如麦克风 • 鼻：气味 如燃气传感器 • 手和皮肤：温度(如温度计)，粗糙度、硬度 传感器的功能 – 感知并向外传递所感知到的信息。 传感器发展的三个阶段 个体感知与控制阶段： – 早期的传感器一般只对某单个事件进行直接的数据采集、反馈和控制。 – 传感器输出非标准信号 群体集散控制系统： – 个体自控设备在完成自身控制需求外，再将采集到的信息传递给中心指挥系统； 这些基于中央处理器的中心指挥系统与多个分散的个体自控设备，共同组成了具 有系统优化与群体协作能力特点的控制体系，即集散控制系统。 – 传感器输出标准模拟信号,例如4～20mA 电流信号 广域网络数据采集、控制体系： – 个体设备的数据，集散系统的数据都集中到了大型的中央数据平台上。 – 传感器输出标准的通讯协议例如ModBus协议，可以将数据直接上传到主机。 实际应用过程中的制约因素 目前传感技术已经能够满足物联网发展的基础要求，但是具体的应用 中还受到一些因素制约。 下面以可燃气报警系统为例，阐述传感器在实际应用中可能出现的风 险。 用于可燃气监测的终端节点 终端节点由可燃气体检测传感器+GPRS通讯模块构成。 气体传感器对现场的可燃气体浓度进行实时检测，并将检测结果由GPRS发 送给主机。 工作流程：在正常状态下，各节点向主机定期发送工作正常的确认信息，表 明该节点正处于正常工作状态；一旦发现可燃气体有泄露，会及时向主机发 送报警信息。 可燃气检测终端节点在现实应用中的制约因素 利用该终端节点基本可以实现对可燃气体的检测，但在实 际应用的过程中还存在以下的风险： 1 产品自身因素所产生的风险 2 工作环境因素所产生的风险 3 其它因素所产生的风险 产品自身的因素 1 产品自身的因素 – 稳定性：任何产品都有一定的失效率，产品的稳定性是危险信息 能否得以及时、准确报告的重要因素。 • 硬件的可靠性、软件的健壮性、结构设计的合理性等直接影响 着产品的稳定性。 – 使用寿命：可燃气体传感器是易损耗器件，有使用年限限制，检 测灵敏度会随时间减弱，超年限使用会带来测量失效的风险。 工作环境因素 2 工作环境因素带来的风险 – 安装环境(例如厨房)中油烟及灰尘会阻塞传感器检测孔，导致传感 器监测灵敏度降低甚至失效。 – 供电中断导致设备无法正常工作。无论是采用电池供电还是外置 电源供电都存在供电中断的风险。 – 通讯网络信息不畅导致报警信息无法及时发送。 其它因素 3 其它因素带来的风险 – 人往往会对设备产生过度依赖，一旦检测设备发生故障将会产生 更大风险。 – 目前，可燃气体检测设备对燃气泄露只能泄露后报警，而不能未 泄露预警。 如