刍议物联网传感器技术

2016-03-30作者河南省科学院应用物理研究所有限公司

电子制作 2016年7期

关键词：传感器技术物联网

作者/张鹰，河南省科学院应用物理研究所有限公司

刍议物联网传感器技术

作者/张鹰，河南省科学院应用物理研究所有限公司

文章摘要：传感器是物联网中非常重要的存在，传感器相当于物联网中的信息载体，研究物联网中的传感器技术具有十分重要的现实意义。本文以物联网传感器技术为研究对象，对其发展现状以及未来发展趋势进行了探讨。

关键词：物联网，传感器技术，RFID

前言

在新的时代背景下，互联网技术不断发展，人们提出了物联网的概念。所谓物联网指的就是以互联网技术为纽带将所有的物品联系到一起，形成一种可以智能控制和管理的网络。物联网的构建需要一些现代化技术和设备的支持，比较常见的有射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等等。总的说来，在物联网中发挥关键作用是传感器，传感器的作用主要是对各种各样的信息进行传递。本文以物联网传感器技术为研究对象，首先介绍了物联网传感器技术，接下来讨论了物联网中的射频识别技术，最后探讨了物联网传感器技术的未来发展趋势。

1.物联网传感器技术

在正式构建物联网之前，首先要做的工作就是对相关物品的信息进行收集和整理，收集物品信息时需要传感器的支持。一般来讲需要传感器采集信息的物品都没有电气特性，传感器可以将收集到的各种信息转换成电信号，也可以转换成其他形式，然后相关人员就可以对和物品相关的信息进行进一步的整理和处理。

物联网对传感器提出了一些要求：第一，传感器必须具有可以接收信息的能力；第二，传感器必须具有传输数据的能力；第三，传感器必须具有发送信息的能力；第四，传感器必须具有一定的信息储存能力；第五，传感器必须具有一定的数据处理能力；第六，传感器必须和物联网通信协议相互兼容；第七，传感器必须具有独特的编码。

在物联网中比较常见的传感器是RFID射频识别传感器，RFID射频识别传感器的主要作用是对需要接入物联网的物品进行信息收集，信息存储和信息传送。总的说来，人们对RFID射频识别传感器的研究比较多，RFID射频识别传感器技术也相对比较成熟。

2.物联网与 RFID 技术

RFID射频识别传感器技术来源于雷达技术，RFID在收集物品信息时借助的是电磁场和电磁波，RFID可以利用射频信号开展自动的信息采集工作。RFID射频识别传感器的优势是：第一，对工作环境没有特殊要求，在复杂的环境中也可以正常工作；第二，对识别对象的运行速度没有特殊要求，如果识别对象的运行速度非常快，RFID射频识别传感器也可以正常工作；第三，RFID射频识别传感器在同一时间可以同时识别多个物品；第四，操作简单。

一般来讲，RFID射频识别传感器主要包括两个组件，分别是RFID标签（Tag以及读写器（Reader）。按照不同的分类方式可以将RFID射频识别传感器分成不同的类型，最为常见的分类方式是以能源供给方式划分，这样就可以将RFID射频识别传感器分成两大类，第一类是无源RFID，第二类是有源RFID。

无源RFID射频识别传感器在工作时需要电流能量的支持，这样它才能完成对物品信息的采集、存储和发送。无源RFID射频识别传感器对物品的距离有一定要求，它无法感知十米以外的物品。此外，无源RFID射频识别传感器需要的成本投入相对较少。有源RFID射频识别传感器中含有微型电池，微型电池可以为其提供必要的能量。和无源RFID射频识别传感器相比，有源RFID射频识别传感器可以感知距离较远的物品，但是它需要的成本投入也相对较多。

3.传感器技术未来发展趋势

随着时代的发展和社会的进步，各种新技术层出不穷，传感器技术也在不断的发展和进步，集成化、智能化和网络化是传感器的未来发展方向。按照现在的发展趋势，智能传感器在物联网中的应用会越来越多。上个世纪九十年代，人们提出了智能传感器的概念，智能传感器融合了很多现代化的技术，主要包括微电子技术、计算机技术和自动测试技术（ATE）。总的说来，智能传感器的优势主要体现在一下五个方面：

第一，精确度较高。传感器在工作中会存在一定的误差，这极大的影响了输出信息的准确度。智能传感器通过融合一定的技术有效的减小了传感器的误差，主要依靠的技术有自动校正、自动标定和统计处理等等。

第二，高可靠性与高稳定性。智能传感器的智能性主要体现在可以进行自动补偿处理，当传感器的运行环境发生改变时，传感器可以自动的消除由于上述改变产生的漂移，使其处于正常的工作状态。第三，高信噪比与高分辨率。智能传感器在对采集的信息进行处理时可以有效的去除信息数据中的一些噪音，从而保证数据的准确性。此外，智能传感器中还加入了数据融合和神经网络等技术，从而避免出现由于多参数交叉而造成的灵敏度减小现象。

第四，强自适应能力。智能传感器的具有的智能性还体现在自适应能力上，它可以按照系统的实际运行状态来科学合理的进行调整，主要可以调整数据传递的速率，供电情况等等。

第五，高性价比。智能传感器虽然功能强大，但是需要的成本投入不是很多。这主要是因为智能传感器融合了微处理器和计算机技术，支持它工作的集成电路工艺和芯片都不需要很多的成本投入，相关软件也比较廉价，所以说智能传感器的性价比很高。