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传感器在基于物联网的智慧实验室中的应用

摘要：传感器是物联网信息层中重要的传感设备，主要用于传感和传输信息，是实验室智慧控制的关键。本文结合现代无线

技术和无线网络，创建了一个基于物联网的智慧实验室系统。该系统由数据收集、处理和服务环节组成。它由五个基本功能系统

和一个用于综合体验对象网络的中央平台组成。它是由实验人员、实验过程和实验环境组成的复杂智慧实验室。之后介绍了传感

器在物联网的智慧实验室中的应用，比如温湿度传感器、液体检测传感器、烟雾探测器、热辐射传感器、红外传感器、光敏传感器

等传感器的使用。在传感器的帮助下，我们试图让实验室的控制变得智慧化，朝着更智能的能源方向发展。

关键词：传感器；智慧实验室；物联网

“物联网”作为一场新的工业革命，引起了全世界的关注。在览和操作。

“互联网”之后，这是又一次革命性的变化，也是一场前所未有的

工业革命，对人们产生了巨大的影响，改变了人们的生活。中国

认为，物联网产业是中国成为世界强国的战略机遇期。在十二

五规划中，物联网产业是国家发展的重点领域之一。我国现在

已将智能制造、两化融合、“中国制造2025”作为利用关键传感

器技术振兴生产和解决问题的国家政策。互联网+智能制造和

德国传工业4.0都与传感器技术的发展息息相关。传感器是虚

拟生产与物理生产、信息与物理系统之间的桥梁。

1传感器的作用

现在普遍认为网络结构由三层组成：可感知数据层、网络

层、数据传输应用层。感官层是用于识别和收集信息的皮肤和

面部元素。计算机就像人的大脑，不过大脑有“五种感官”来感知

外部信息，而计算机缺乏这“五种感官”。传感器是采集信息所需

的基础设备，也是通过微电子技术改变传统产业的重要工具。图1实验室系统智慧框架

信息通信首先由传感器实现，即物理、化学和生物量是由传感3功能框架

器转化为电信号，因此人与物之间的各种通信是通过信息高速智慧实验室由五个关键功能系统和一个用于测试复杂对象

公路———互联网实现的，让虚拟空间与物理空间紧密相连。网络的中央平台组成。这五个功能系统:(1)基于ZigBee无线传感

2整体设计器的智能家居系统;(2)实验箱控制系统;(3)基于高频通信技术的

为了充分体现各种传输网络的功能，充分了解智能实验室设备管理系统;(4)基于无线网络的网络监控系统;(5)基于电力线

系统发展起来的现代无线技术，必须满足以下要求：通信的智能电源管理系统。这五个功能系统通过一个中央综合

2.1批准在建筑物的楼层和不同楼层之间传输数据的无线网络体验平台发布，平台登录页面如图2所示。

网络，从而建立实验室系统的传输网络。

2.2实施各种无线技术。

2.3为确保对实验室环境的完全控制并确保实验室的安

全，可以组合多个环境参数。

2.4实验和实验设施可以在人与物之间建立不同的联系。

2.5组网方便，创建适合扩展、人工干预和减少配置要求的

网络，使网络快速架设，开始正常运行。

根据上述功能需求，构建了一个基于物联网的智慧实验室

架构，如图1所示。智慧实验室系统主要由平台子系统、中心服

务器和客户端组成。平台子系统利用热、光、气、烟、传感器、射频

识别等方式获取环境和设备的完整信息，然后通过RJ45传递

到公共通信网络（包括无线和以太网）。传感信息被传输到连

[1]

接到实验平台并存储在数据库中的中央服务器，然后平台分析

和处理收集到的信息。最后，用户可以使用不同的设备进行浏图2物联网实验中心平台网站

各系统的主要功能如下：（1）智能家居系统。键盘和便携式理层用于连接中央电视、空调、窗帘、灯泡等系统。这些数据与

智能终端可以实时控制照明、窗帘、空调、监控、存储和控制温需要计算和实施的个性化策略相结合。每个终端接收到数据

度、湿度和安装烟雾。无线传感器可以检测温度、光线等。在战后，将数据发送给与网络相连的数据协调器，并通过ZigBee协

略性控制终端，例如，当温度达到一定值时，自动开启空调；检测议向Web服务器发送信号。最后，它可以通过互联网和GPRS