物联网与传感器

当司机出现操作失误时汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什 么东西；衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。物联网在 物流领域内的应用则比如：一家物流公司应用了物联网系统的货车， 当装载超重时，汽车会自动告诉你超载了，并且超载多少，但空间还 有剩余，告诉你轻重货怎样搭配；当搬运人员卸货时，一只货物包装 可能会大叫“你扔疼我了”，或者说“亲爱的，请你不要太野蛮，可 以吗？”；当司机在和别人扯闲话，货车会装作老板的声音怒吼“笨 蛋，该发车了！”
用途范围
物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平 安家居、智能消防、工业监测、环境监测、路灯照明管控、景观照明管 控、楼宇照明管控、广场照明管控、老人护理、个人健康、花卉栽培、 水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。
国际电信联盟于2005年的报告曾描绘“物联网”时代的图景
与本专业联系
测控技术与仪器
测控技术与仪器专业是信息科学技 术的源头，是光学、精密机械、电 子、计算机与信息技术多学科互相 渗透而形成的一门高新技术密集型 综合学科。它的专业面广，小到制 造车间的检测，大到卫星火箭发射 的监控。本专业最令人感兴趣的方 向恐怕要数光盘生产了，很多同学 认为这属于制造业，实际上由于对 精度的严格要求，使它归于测控技 术与仪器专业。
智能家居（Smart Home）
智慧家居是以住宅为平台， 利用综合布线技术、网络通 信技术、 智能家居-系统设 计方案安全防范技术、自动 控制技术、音视频技术将家 居生活有关的设施集成，构 建高效的住宅设施与家庭日 程事务的管理系统，提升家 居安全性、便利性、舒适 性、艺术性，并实现环保节 能的居住环境。
在物联网应用中有三项关键技术
1、传感器技术：这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道，到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。自 从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。
2、RFID标签：也是一种传感器技术，RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术，RFID在自动识 别、物品物流管理有着广阔的应用前景。
接着了解一下传感器
• 国家标准GB7665-87对传感器下 的定义是：“能感受规定的被测量 件并按照一定的规律(数学函数法 则)转换成可用信号的器件或装置， 通常由敏感元件和转换元件组成” • 中国物联网校企联盟认为，传感器 的存在和发展，让物体有了触觉、 味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变 得活了起来。” • “传感器”在新韦式大词典中定义 为：“从一个系统接受功率，通常 以另一种形式将功率送到第二个系 统中的器件”。
传感器离我们并不远，上面提到的陀螺仪，加 速度感应器，光线传感器都是传感器的一种。
那传感器和物联网有什么联系呢？
首先，我们得先了解物联网
定义：最初在1999年提出：即通过射频识别（RFID）(RFID+互联 网）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信 息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行 信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的 一种网络。简而言之，物联网就是“物物相连的互联网”。
我们用一个视频来感受下
行业现状及趋势
一是产业发展“强者愈强”，资源要素将继续向优势地区汇聚集中。 二是产业分布“多点开花”，热点地区将不断蓬勃涌现。 二是产业分布“多点开花”，热点地区将不断蓬勃涌现。
发展趋势
在人类进入信息时代的今天，人们的一切社会活动都是以信息 获取与信息转换为中心的，传感器作为信息获取与信息转换的 重要手段，是信息科学最前端的一个阵地，是实现信息化的基 础技术之一。在工程科学与技术领域里，可以认为：传感器是 人体“五官”的工程模拟物。当前，我国传感器产业正处于由 传统型向新型传感器发展的关键阶段，它体现了新型传感器向 微型化、多功能化、数字化智能化、系统化和网络化发展的总 趋势。我国在传感器生产产业化过程中，应该兼顾引进国外和 自主创新两方面。在引进国外先进技术中，可以提高自己的技 术，同时也满足了国内市场的需求，形成了传感器生产产业规 模。发现新效应，开发新材料、新功能：研究生物感官、开发 仿生传感器等为主要寻求传感器技术发展的新途径。
那么传感器在哪里呢？
智能手机人手一部。你有没有想过为什么接听电话时会自动黑屏；屏幕随环境光 亮度发生变化呢；倾斜手机即可控制游戏呢？
从2002年的 诺基亚7650(7650还带有扬声器感应)开始，便有了光 线传感器，它的好处就是可以根据手机所处环境的光线来调节手 机屏幕的亮度和键盘灯。
距离传感器就以N97mini为例子说下作用：N97mini是触屏，所以在 你接电话的时候距离传感器会起作用，当你脸靠近屏幕，屏幕灯会 熄灭，并自动锁屏，可以防止你的脸误操作，当你脸离开，屏幕灯 会自动开启，并且自动解锁。 手机中加速度传感器是用来感应加速度的，譬如手机从静止到移动 就会产生加速度，你使劲摇一摇手机，就会产生加速度等等。另外 然后人们利用手机倾斜时在加速度敏感轴上的重力不同，就衍生出 了所谓的重力感应功能，可以粗略感应倾斜角。 陀螺仪是用来固定一个方向的。就像旋转的陀螺放在一个平面上， 不论将这个平面如何倾斜，陀螺的中心轴的方向总是会保持不变。 在手机里装陀螺仪传感器，就能凭空固定一个方向，无论手机如果 移动，这个方向总是保持不变，譬如说在一些手机射击游戏中，射 击准心就是不变的，然后你可以通过移动手机位置，来瞄准目标。
物联网与传感器
—— BY GRO U P I I
看完视频，想必你以对物联网产生 了好奇，下面我们将一起走近它。
物联网
• 物联网是新一代信息技术的重要组成部分，其英文 名称是：“The Internet of things”。顾名思义， 物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思：其 一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联 网基础上的延伸和扩展的网络；其二，其用户端延 伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换 和通信 也就是物物相息。物联网就是“物物相连的 互联网”。物联网通过智能感知、识别技术与普适 计算、广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继 计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪 潮。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是 网络，不如说物联网是业务和应用。因此，应用创 新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新 2.0是物联网发展的灵魂。
智能小区
智能小区总体构成包含用电信息采集、双向互 动服务、小区配电自动化、用户侧分布式电源 及储能、电动汽车有序充电、智能家居等多项 新技术成果应用，综合了计算机技术、综合布 线技术、通信技术、控制技术、测量技术等多 学科技术领域，是一种多领域、多系统协调的 集成应用。
智能小区可实现以下功能：
运用智能电表技术，实现用电信息自动采集； 提升电网自动化水平，保证小区可靠供电； 电力光纤到表到户，服务互联网、广电网和电信网“三网融合”； 智能用电服务互动平台，实现用户与供电企业的实时互动； 示范分布式光伏发电，倡导清洁能源消费； 配置电动汽车充电管理设施，满足居民使用电动汽车需求； 家电的远程监测与控制，促进家庭合理用能； 设置自助缴费终端，方便客户缴费； 实现水电气集抄，有效整合各运营商的人力资源。
1、利用信息平台来设置生产参数，如个数、长度、重量 等 2、自动抄录各种生产数据 3、按时段自动统计生产量 4、实现生产工人、生产过程、生产设备、生产数量之间 的完整融合，将这些数据之间的对应关系利用图表的方 式显示出来，一目了然。 5、实时获取和告知生产现场的当前数据。 6、计算每台设备的单位时间生产能力，根据这些数据来 为每台生产设备设置生产参数，合理配置生产任务。
接下来谈谈物联网
物联网是新一代信息技术的重要组成部分，其英文名 称是：“The Internet of things”。顾名思义，物联网就 是物物相连的互联网。这有两层意思：其一，物联网 的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延 伸和扩展的网络；其二，其用户端延伸和扩展到了任 何物品与物品之间，进行信息交换和通信 也就是物物 相息。物联网就是“物物相连的互联网”。物联网通 过智能感知、识别技术与普适计算、广泛应用于网络 的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界 信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用 拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和 应用。因此，应用创新是物联网发展的核心，以用户 体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。
二、物品识别定位系统
利用RFID等识别定位技术来标识生产过程中 使用的原材料、半成品和成品，并利用物联 网技术将该系统接入计算机网络，完成对物 品数量、所处位置、责任人员信息等的数字 化管理。主要功能：
1.物品识别，根据企业的管理要求，对不同物 品在仓库、车间、成品库等之间的流转进行 识别和定位。 2.原材料消耗数量的自动统计 3.半成品、成品数量的自动统计 4.基于RFID的仓库管理 5.以仓库为核心实现原材料采购、仓库库存、 生产消耗、半成品/成品ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ量之间的自动核对 6.按时段统计原材料的损耗
3、嵌入式系统技术：是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。经过几 十年的演变，以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见；小到人们身边的MP3,大到航天航空的卫星系统。嵌入式 系统正在改变着人们的生活，推动着工业生产以及国防工业的发展。如果把物联网用人体做一个简单比喻，传感器相 当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官，网络就是神经系统用来传递信息，嵌入式系统则是人的大脑，在接收到信息后要 进行分类处理。这个例子很形象的描述了传感器、嵌入式系统在物联网中的位置与作用。
我们看看构成物联网产业五个层级以及应用 层分别占物联网产业规模
百分比
40
35 30 25 20 15 10 27 22 33.1 37.5
5
0 支撑层 感知层 传输层 平台层
4.7
应用层
显而易见，感知层在物联网中的地位举足轻重。 物联网(Internet of Things)：物联网是指在物理世界的 实体中部署具有一定感知能力、计算能力或执行能力 的各种信息传感设备，通过网络设施实现信息传输、 协同和处理，从而实现广域或大范围的人与物、物与 物之间信息交换需求的互联。物联网包括各种末端 网、通信网络和应用3个层次，其中末端网包括各种实 现与物互联的技术，如传感器网络、RFID、二维码、 短距离无线通信技术、移动通信模块等。传感器网络 是物联网末端采用的关键技术之一。
传感器的作用
在人类进入信息时代的今天，人们的一切社会活动都是以 信息获取与信息转换为中心的，传感器作为信息获取与信息转 换的重要手段，是信息科学最前端的一个阵地，是实现信息化 的基础技术之一。在工程科学与技术领域里，可以认为：传感 器是人体“五官”的工程模拟物。 新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。在利用信息 的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感 器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。 在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感 器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状 态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有 众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。
物联网有哪些奇幻用途与功能呢？
给放养的羊贴上一个二维码，这个二维码会一直保持到超市出售的每一块羊肉上， 消费者可以通过手机阅读二维码，从而知道羊的成长历史，确保食品安全； 将带有“钱包”功能的电子标签与手机的SIM卡合为一体，手机就成为了小额支付 的工具，可用来乘坐地铁和公交车、超市购物，上影剧院； 在电度表上装上传感器，供电部门便能随时知道用户的用电情况，实现高效一体化 管理，从而极大地降低电损； 其他诸如当司机出现操作失误时汽车自动报警、公文包会提醒主人忘带了什么东 西、衣服“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求……
工业生产
物联网利用网络及科技应用于一体，大大缩 减了生产环节提高生产效率。据企业的生产 特点、生产方式和生产过程衍生出若干不同 的应用产品，以适应不同企业的不同需求， 并采用模块化设计理念，可根据企业的特殊 要求定制相应的功能加入原有产品。
我们在工业生产中可以做到什么？
一、生产设备互连
利用数字化生产设备提供的数据接口，将各 生产设备从物理上连接成一个网络，利用协 议转换软件将网络组成一个通用的IP网络。 主要功能：