浅谈传感器与物联网的关系

智能传感器 和核心元器件被称为物 联网最 基础的产业 ，其技术水平 同时也是影响物 联网 应 用普及 的关 键因素 。 目 前 ，随全球智 能产业 的不断升温 ，对 传感器 的微 型化、智能化 、低 功耗等提 出了更高需求 ， 核 心传感器高 昂价格 也 是限制 当下物 联网产业大 规模推广 的瓶 颈之
一 。 。 — 。
０
所谓智 能传 感器 ，就是指传感器在基 本的 功能之外 ，具有 自动调 零、 自校准 、自标 定功 能，同时具备 逻辑判断和信 息处理能力 ，能对 被 测量信 号进 行信号调理或 信号处理 。智 能传 感器发展主要 分为三个 阶段 ，即数字化 阶段、 智能化补偿和 校准阶段 、智能化应用和 网络阶
方向就 是微型化。 【 关键词 】物联网；传感嚣 ；智 能传感嚣 ；微型 化
当资源 、环 境等成为经济 发展的 “ 掣肘 ” 时 ，持久发 展 ，动 力何在 ？加 快转型让城 市的 脉 动更为清 晰、强劲 是唯一 的选 择 。近年来 ， 无锡 市把 产 业 转型 升 级作 为 贯彻 落 实科 学 发 展观 、转变 经济发展 方式 的根 本举措 ，围绕加 快产 业发展 由投 资驱动 向创新驱 动、生产 制造 向设计 创造 、资源 依赖 向科技 依托 的 “ 三 大转 变 ”，全 市转变经 济发展方式 、调整优化 产业 结构 ，产 业转型升 级工作初 见成效 。在新 兴产 业培育 上有 了新 突破，高新技 术产业成为 结构 调整的支撑力量 。 物联 网产业就是无锡 战略性新兴 产业发展 的标志 。 目前 ，我 市物联 网发 展取得 了显 著成 效 ，一 是产业规模 不断壮大 ，二是应用示 范作 用有效 发挥 ，三是 自主创新 能力显著增 强， 四 是品牌 形象 日益彰 显 。曾荣获科技部 “ 国家物 联网 高新技术产业 化基地 ”。无锡作为 建设物 联网及 “ 感知 中国 ”的示 范区，成为 中国物联 网发展 的摇篮和 中心 ，全球 物联网产业 、资本 和创新 资源迅速 向无锡集 聚。随着云计 算、应 用示范 等物联 网终 端产业 的不断完善 ，位于产 业链底 层的智能传 感器产业 眼下成为 此间物联 网产 业新宠 ．据 中国研 究发展中心数据 显示 ． 自２ ０ ０ ９ 年无锡获批 感知 中国中心城 市， 以中科 院为代 表的 国内一流传感器 研发 团队在 此成立 Ｍ Ｅ Ｍ Ｓ 公共技术平 台 以来 ，已吸 引华润 、美新 半 导体等 千余传感 器企业 ，成为当地物 联网发展 和应 用示范 的尖 端力量 。无锡发展
…
．
…
…
…
素 攫蘩。 盟－
浅谈 传 感 器 与物 联 网 的关 系
无锡机 电高等职业技术 学校 电信 工程 系 缪彩琴
【 摘要 ｌ物联网是新兴产业 ，传感嚣 是物联 网的基础 ，智能传感嚣更是物联 网最基础 的产 业，其技 术水平 同时也是影响物联网应用普及的关键因素・传感器的另一个发展
段。 与 国外相 比，我国智能传感器 的研 究主要 集 中在以下几方面：
是采 用 先进 的微 电子 技 术 、计 算机 技 术 ，研究开发 出将传感器和微 处理器结合 、具 有各种功 能的单片集成化 智能传感器 ，这 是当 前智能传感器的主要发展方 向之一 ； 二是针对传 感器的材料 ，利用 生物 工艺和 纳米技术 ，开发分子和 原子 生物传感器 ，这将 为以后智能传感器的发展奠定基础 ； 三是整合 国内外芯片技术 ，结合敏 感 电子 元件 ，研发 出混合型集成 智能传感器 ，这 种传 感器精度 更高、成本更 低、稳定性更好 。我 国 在集成智 能传 感器领域 已经 取得 了重大 突破， 国产 传 感器 逐 步打 开 了智 能传 感器 的 市场 份
具有 明显的产业优 势 、技 术优势 、平 台优势 、 市场 优势 、应 用优势和产 学研联合优 势 。无锡 将是未来 几年全国最大的传感器创新基地 。 物 联 网 指 的是将 各 种信 息传感 设 备 ，如 射 频识别 （ Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ ）装置 、红外感应器 、全球定 位 系统、激光 扫描器 、气体 感应器等各 种装置 与互联网结合 起来形成 的一个 巨大 网络 。其 目 的是让所有 的物品都与 网络连接在一起 ，方便 识 别、管理和 控制 。物联 网上部署 了海 量的多 种 类型传感器 ，每个传感 器都是一个信 息源 ， 不 同类别的传 感器所捕获 的信息 内容和 信息格 式不同 。传感 器获得 的数 据具有 实时性 ，按一 定 的频率周期 性的采集环 境信息 ，不 断更新数 据 。在物联 网上的传感器 定时采集 的信息通过 网络 传输 。物联 网不仅 仅 提供 了传感 器 的连 接 ，其本身也 具有智 能处 理的能力 ，能够对物 体 实旅 智能控制 。 利用多种类 型的传感器和分 布广 泛 的传感 器网络 ，可 以实现对某 个对象 的实时状态的获 取 和特定对 象行为 的监控 ，如使用分 布在市 区 的各个噪音探 头监测 噪声污染 ，通过 二氧化碳 传感器 监控 大气 中二氧 化碳 的浓度 ，通过 Ｇ Ｐ Ｓ 标签跟踪车辆 位置 ，通过 交通路 口的摄像头捕 捉实时交通 流程等 。同时物联 网基 于云计算平 台和智能 网络 ，可 以依据 传感器 网络 用获取 的 数据进行 决策 ，改变对 象的行为进 行控制和反 馈。例如根据 光线 的强弱调整路灯 的亮度 ，根 据 车辆的流量 自动调整红绿灯 间隔等 。
一
如 图２ 所 示 ，结合 以上 的基本 设计思 想 以 ④分布式计算平 台层 及 典 型 的数据 挖 掘 系统 模 型 ，采 用分 层 的 思 这 一层 我们 使用 Ｈ Ａ Ｄ Ｏ Ｏ Ｐ 框架 来 实现 集群 想 ， 自顶 向下每 层都透 明的调用下层 接 口，最 存储 、计算 。Ｈ Ａ Ｄ Ｏ Ｏ Ｐ 提供 了分布式文 件系统和 顶层 为交互层 ，用于用 户和系统之 间的交互 。 并行 的 运行 模 式 。同 时实 现 了对 分布 式 系 统 最底 层为分布 式计算层 ，使用Ｈ Ａ Ｄ Ｏ Ｏ Ｐ 来实现文 的管 理 。我 们 需要 在 此之 上 实现 任务 提 交 的 件分 布式存储 和并行计 算功能 。使 用分层 ，各 层之 间变得独 立 ，易于 系统的扩展 。下面详细 ３ ． 功能模块 介绍我们 得到的基于Ｈ Ａ Ｄ Ｏ Ｏ Ｐ 的数据挖掘系统 。 在这个 系统中 ，每一层都 包含 了各 自的功 能模块 ，以完成各层 的任务 。下面分别介绍 各 ①交互层 这一层主要 提供系统和用 户之间的接 口。 层具有的模块 以及相应 的功能。 通 过提供具有 良好表现 形式的 图形 界面 ，使 得 ①交互层 具有 的模块包括 ： 用户 可 以登 陆系统定制 各种细粒度 的业务 ，查 用户管 理模块 ：实现 用户身份的识别 以及 看或 者保存各种输 出结果 。 相应权 限的设置 ，同时也包括对 用户登陆或者 注销等常用 的管理 。 ②业务应用层 这一层上提 供了各种业务 逻辑并实现 了对 业 务模 块：实现 了细粒度 的用户业务 需求 各种业务流 程的控 制和 调度 。用户 提交 的业 务 的提 交。用户提 交的各种业务 通过业务模块 得 在 这一层被 处理 ，控 制和调度 。如：用户在 交 到完成 。 展示 模块 ：实现 了用户 对 业务 结 果的 查 互层提交 的对特定 数据 完成分 类挖掘的业 务在 在一层被 处理 。业 务应用层通 过调用数据挖 掘 看 ，分析和保存 等功能 。用来 将系统 的返回结 算法层 的多个模块 来完成交互 层提交 的业 务， 果交付给用户 。 并返 回结 果到交 互层。业务应 用层还控制 和调 ② 业务应用层具有 的模块包括 ： 度着数据挖掘平 台的各 个模块的执行 。 业务响应模块 ：相 应上层 的业务模 块，对 完成 业务所 需的子业务进 行调用 、管理 ，并通 ③数据挖 掘平台层 数 据 挖掘 平 台层 为 业务 应 用层 提供 数 据 过调用底层 模块完成业务 ． 挖掘阶 段业务流 需要的各个模 块 ，并 且具有较 工作 流 模块 ：对业 务 状态 进 行监 控 、管 细的粒度 。如数据 预处理 ，模 式评估 ，数据挖 理。可将具体 的信息参数 返回给本层 的业务响 掘，结果展示等功能组件。这一层是整个系统 应模块 。 的核 心，在这一 层，主要 的任务在于 实现各种 ③数据挖掘平 台包括 的平 台： 任务 过 程 中算 法 的 并行 化 ，并 将任 务 提 交到 数据加载模块 ：将挖掘所 需的数 据进行注 Ｂ Ａ Ｄ Ｏ Ｏ Ｐ 分布计算 层进行运 算。并将结 果返回给 册并放入系统的助 文件系统 。 一 结果存储模 块：存放挖掘现 在产生或者历 业务应用层 。