智能传感器在物联网中的应用探究

王泳鋆 杨志红 贾蒙蒙

【摘要】    信息技术的飞速发展，也直接推动了物联网的发展，而对于传感器的有效运用能够为物联网发展提供准确的数据支持，作为一种过程检测装置，传感器能够对被测量信息，并将所采集的信息进行输出。现阶段，随着智能化物联网的构建，普通的传感器已经无法满足于系统运行的实际需求，就需要依靠智能传感器来全面促进物联网系统的智能化与现代化建设。

【关键词】    物联网    智能传感器    应用

引言：

物联网作为一种新兴的战略产业，在工农业生产、交通运输等众多方面被广泛应用。作为物联网的重要基础与核心技术，传感器技术在物联网的发展中发挥着重要作用。基于此前提，就需要对智能传感器在物联网中的应用进行全面深入的研究，从而实现对于物联网的不断优化升级。

一、物联网概述

物联网其本质是对物品进行有效连接的网络，并且其有两个主要方面的内涵，首先互联网一直都是物联网的重要基础与核心，其运行原理是以互联网作为重要基础，从而让能够被独立寻址的普通物理对象实现有效的互通互联，因此，物联网同样也是互联网的应用扩展，并且也代表了互联网进行了全新的发展时期。其次，物联网用户端能够有效扩展，并延伸至所有物品与物品之间，其最终目标是有效实现物与人、物与物，通过网络与所有物品的有效连接，能够有效进行信息的交换，进而实现有效的识别、管理与控制。伴随着社会的不断发展进步，物联网自身所拥有独特优势也在逐步凸显。

二、智能传感器的概念与特点

（一）智能传感器概念与实现方式

传感器的本质是一种检测装置，其能够对需要被测量的信息进行准确感知，并将相关信息有效转化为电信号或其他形式的信息来进行有效传播。此外，为了能够对信息进行更加全面的加工处理，传感器的类型十分众多，并且其特点也不同，智能化、微型化、系统化、数字化与网络化等都是其主要特点。在传感器的有效支持下，自动检测与控制能够获取全面增强。随着信息技术的进一步发展，物联网技术也紧跟时代发展步伐获得有效发展，为了能够充分满足物联网发展需求，通过将智能技术与高性能微处理器在传统传感器的运用，从而衍生出全新的智能传感器，作为当前飞速发展的高新技术，实现智能传感器需要通过以下几种方式来完成，首先是依靠非集成化方式，将传统传感器、信号处理电路与微处理器进行科学合理的融合，从而实现对智能传感系统的创建。其次，就是通过集成化方式，通过对大规模集成电路技术与微机械加工技术将信号处理电路、敏感元件与微处理单元有效集成，进而完成智能传感，基于此种特性，又被称为集成智能传感器。最后，就是依靠混合的方式，来对智能传感有效实现，其主要方式是将传感系统的各个关节来进行集成，将微处理单元、信号电路与敏感单元等重要元件集成在多个芯片之上，并依靠总线接口的方式进行有效的连接，最终完成智能传感。

（二）智能传感器特点

智能传感器能够有效实现自动校零、自动标定与自动校正的功能。在对相关运行数据的处理之上，智能传感器也能够对相关数据进行有效的采集、存储与记忆，并将所采集的各项数据进行有效的预处理，自动补偿功能也是其重要的功能之一。除此之外，智能传感器也能够对运行流程进行自动化的检测，对于发生的故障也能够进行自动定位，之所以能够有效完成此类工作内容，是因为智能传感器自身具备重要的逻辑判断与决策处理功能，最后，智能传感器同样具备重要的标准化数字输出与双向通信功能。以上都是智能传感器自身所具备的特点，这也是其被广泛应用与物联网领域的重要原因。

三、智能传感器技术在物联网领域应用

（一）智能传感器在农业中的应用

为了能够实现对农业生产的稳定运行，就需要加强对于农作物生长环境与土壤的实时监测，从而对农业发展状况进行全面的了解，对于出现的问题也能够采取科学合理的手段来进行有效解决。为了实现这一重要发展目标，就需要将智能传感器技术有效运用于环境监测工作之中，提升环境监测效果。在实际的运行过程中，农业物联网依靠终端传感器来对农作物的生长环境进行实时监控，对温度、湿度与光照等环境因子，依靠数据处理中心对环境因子进行全面分析，來对农作物生长环境进行全面分析，并对不利因素进行有效解决。此外智能传感器也能够对病虫害的发生因子进行监控，对于病虫害发生倾向也能够有效发掘，并且也能够在后台对病虫害进行有效的诊断，最终降低农作物的损失。最后，在蔬菜大棚之中，通过对智能传感器的有效运用，能够实现对温度与湿度的调节，依靠对通风机、滴灌设备与加热器等相关设备的有效控制，最终实现远程自动化控制，降低工作人员自身工作量，确保农作物的稳定生长。

（二）智能传感器在工业生产监控的应用

工业生产一直都是国家经济发展的重要支撑产业之一，在工业生产之中最为重要的基础就是相关机械设备的稳定运行，如此才能确保工业生产的有序运行。但工业生产中的相关机械普遍都需要保持不间断的运行，长此以往，不可避免地就会出现各类故障问题或者是隐藏着各种安全隐患。如此一来，就会对工业生产的稳定运行造成严重的影响，为了能够有效避免此类问题的出现，就需要将智能传感器有效融入工业生产之中，以此来实现对于相关机械设备运行状态监测。在实际的运行过程中，智能传感器的运行方式是依靠网络来实现对相关机械设备的在线监测与实时的监控，进而实现对相关机械设备的操作使用记录、依靠远程监控来对设备故障进行诊断，并为设备维护与故障诊断的制定科学合理的解决方案。最终有效确保机械设备的安全运行，为工业领域的持续稳定发展提供重要的保障。除此之外，在煤矿生产中广泛使用的矿用粉尘智能传感器，其是以物联网作为基础，依靠处理器、温度传感器与粉尘传感器的有效配合，以此来对矿内粉尘量与湿度进行有效收集，之后在利用物联网进行无线传输。整个系统主要有数据采集、数据传输与数据处理组成，重要的数据处理则是对相关命令进行有效处理，一旦超过标定值就会自动报警。

（三）智能传感器在智能家居方面的运用

随着社会科技的飞速发展，一些全面的科技也在不断地融入到智能家居之中，这其中智能传感器的功能尤为凸显。在智能家电中对于智能传感器的有效引入，能够对振动、温度、气压与幅度等焦点自身工作状态进行感应，之后再将相关数据有效传递至云平台，平台就会依据用户所设置的条件来进行自动触发控制。此外通过对智能传感器的运用帮助用户能够在相应时空下的需求进行有效控制，也促使家电制造商能够依据用户喜好来对多元化的产品进行有效设计。

（四）医疗护理方面

在医疗领域，智能传感器网络同样发挥着重要的作用，其主要的功能价值则是体现在健康护理与医疗系统之中的有效运用，通过对智能传感器网络的合理运用，能够完成对人体的各种生理数据监测，并对医院内患者与医生的行动进行全面的监控与跟踪。此外，智能传感器网络还能够实现对于医院药物的管理。现阶段，随着智能传感器网络的进一步发展，在医院领域之中，已经有以无线智能传感器网络为基础的远程健康监测、药品管理与监控、住院患者管理与一环人员跟踪定位系统，并且在实际的运行过程中智能传感器网络发挥了重要的作用，全面推动医疗领域的持续稳定发展。

四、智能传感器对于物联网的作用

（一）应用智能传感器能够提升物联网性能

无线网络、人工智能、RFID与传感技术这四项是组成物联网系统的核心技术，物联网系统的稳定运行，来不开这四项核心技术的支撑。物联网系统稳定运行过程中，不同类型的传感器通过有效的组合共同构成了整个物联网系统的感知层，物联网系统依靠此类感知层能够有效获取外界各种信息，从而有效完成物与物。人与物之间的信息沟通。并且智能传感器也是物联网系统对于外界信息获取的重要方式，所以，智能传感器能够对相关外界信息进行准确、可靠与实时的采集，最终会对物联网系统对于信息的传输与处理起到关键性的影响。基于此，物联网系统通过对智能传感器的有效运用能够将其自身的工作效率与准确率全面提升，最终为物联网系统的稳定运行提供重要保障。

（二）智能传感器能够有效拓展物联网系统运行功能

与传统传感器相比，智能传感器能够在确保物联网系统稳定运行的基础上，对物联网系统自身的运行功能有效拓展。信息自动采集、数据存储、自动补偿、自主决策与量程自主选择等都是智能传感器的重要功能，并且传感器精度与成本之间有效极为紧密的联系，传感器精度越高，其使用成本也就越高，基于此前提，在对智能传感器应用过程中，需要具体分析实际的使用需求，进而对符合相应标准的智能传感器进行选择，不需要对传感器采集、监测的精准性过于追求。通过对不同精准度传感器的应用研究，在智能手机、GPS导航与运动手环领域主要使用的是低精度传感器，汽车稳定系统、工业生产与机器人领域则主要使用中精度传感器，而国防与航空等则必须使用高精度传感器。

（三） 智能传感器对于物联网系统运行稳定性的提升

在实际运行过程中，为了防止传感器高频率的出现故障问题，就会通过对故障排队计数器的设置，来对传感器的稳定值进行测量。传统温度传感器在实际运行过程中，各种外界不可控因素会极易对其造成影响，并且传统的传感器，只能够依照设定完成的程序与规则来对信息进行采取，这就导致智能化物联网系统的创建受到严重阻碍，而对于温度智能传感器的有效运用，除了能够将传感器运行稳定性提升之外，还能够对相关的数据信息进行有效的收集。除此之外，由于静电保护的设置，也能够确保智能传感器在实际运行阶段不会受到静电的影响。最后，对于温度智能传感器研究的不断深入，使得当前传感器除了具备基本的开关机功能之外，还能够自主对实际情况进行有效分析，进而实现自动化的转变，并且也能够对传感器的待机与运行模式来回切换。

（四）智能传感器的发展推动物联网系统的更新升级

社会科技的不断进步，也有效推动了智能技术与微处理器的发展，进而去全面推动了智能传感器的优化升级。现阶段，由我国自主研发的智能传感器已经跻身世界先进水平，依靠其专用的集成电路、传感器芯片与高性能微处理器，使其能够实现对外进行模拟与数字两种信号输出。除此之外，由我国自主研发的智能传感器还能够依据用途的不同进行合理的改进调整，从而使其拥有更加广泛的应用范围，在石油、矿山与航天等多个行业得到有效推广。并且其也能够对各种液体或气体的压强、压力、流量与重量等重要数据进行有效的测量。与此同时，智能传感器的有效发展，也在极大程度上推动了物联网系统的升级换代，为物联网系统的持续稳定发展奠定了坚实的基础。作为我国新兴的重要支柱产业，物联网系统的飞速發展，也使得国家不断加强对于智能传感器的研发力度，推动了智能传感器技术的稳定发展。并且，国家也不断加强对于相关人才的培养，以此为我国物联网与世界先进水平接轨提供了重要的保障。

（五）智能传感器技术是物联网系统的发展瓶颈

作为物联网系统之中的重要组成部分，对于智能传感器技术的创新与发展，俨然已经成为当前物联网系统发展过程中最为主要的问题。现阶段，我国的智能传感器技术已经实现了大跨步的发展，但其在实际运行过程中，依然存在诸多的问题与不足需要进行有效的解决。例如，我国目前所拥有的智能传感器种类相对较少，并且其稳定性与可靠性仍与世界先进水平存在着不小的差距，这一点主要体现在高技术与高层次人才缺失之上。此外，相较于物联网系统其他三项核心技术，智能传感器技术则始终落后与前者，但这也使得智能传感器技术仍存在着巨大的发展空间，为此需要不断加强对于智能传感器的深入研究与开发。

五、智能传感器发展趋势

随着科技的飞速发展，智能传感器在物联网系统之中的运用已经取得了突破性的发挥，但其仍存在着一些现实问题有待解决，为此就需继续加强对于智能传感技术的优化创新。

（一）微型化

智能传感器自身的体形体积会对其未来的应用领域与空间造成直接影响，为了全面提升智能传感器的应用范围，提升其应用效果，就需要加强对于智能化传感器的微型化研究，并有效借助半导体等先进技术，来对传感器进行微型化的设计，如此才能够将智能传感器的成本有效降低，并提升其实际应用空间。

（二）多功能化

多功能化发展对于智能传感器的发展有着重要的导向作用，为此就需要不断加强对于传感器功能的深入研究，并按照不同领域的实际发展需求，将不同种类的传感器元件进行有机结合，进而将智能传感器的实际应用价值与必要性全面提升。以农业发展举例，传感器检测技术是相对较为成熟的技术，这也使其被广泛地应用于农作物的土壤水分检测中。在实际的检测过程中，依据测量原理的不同，可以将其划分为时域反射型、时域传输型、频域反射型、中子水分监测仪与电阻仪器等。随着近些年农业生产土壤环境污染的日益严重，对于农田土壤之中重金属的检测也逐步受到社会的广泛关注，为了国家也在大力支持土壤重金属检测传感器技术的发展，以期望对农田土壤重金属污染问题进行有效控制，确保我国农业生产的持续稳定发展。现阶段，对于农田重金属污染传感器检测的主要技术有激光诱导击穿光谱法、免疫分析法、酶抑制法与生物传感器等。

六、结束语

作为传感技术与大规模集成电路技术有机结合的全新产物，智能传感器同样也是物联网系统之中重要的组成部分，也是物联网系统对外界信息有效获取的感知层，物联网系统通过对智能传感器的有效运用能够将自身的工作效率与准确率全面提升。此外，虽然智能传感器技术已经实现了大跨步的发展，但在实际运行过程中依然存在诸多的问题与不足需要解决，这也说明智能传感器技术仍然存在着巨大的发展空间，为此就需要不断加强对于智能传感其的深入研究与开发，从而在物联网系统发展中将智能传感技术的功能价值充分发挥，并明确其微型化与多样化的发展趋势，为我国物联网的发展提供重要的保障。

参  考  文  献

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