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編譯：iothome

物聯(lián)網(wǎng)(IoT)是近幾年最熱門的技術(shù)流行語(yǔ)，它旨在收集、共享和分析數(shù)據(jù)，并從中創(chuàng)造價(jià)值。但如果沒有準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng)將成為一堆無(wú)用的技術(shù)，因此，傳感器和執(zhí)行器的重要性使其能夠感知周圍世界并據(jù)此采取行動(dòng)。

了解傳感器和執(zhí)行器

物聯(lián)網(wǎng)由幾個(gè)技術(shù)層級(jí)組成，這些層級(jí)使普通事物能夠共享數(shù)據(jù)，并最終提供智能、自主行動(dòng)和價(jià)值，而這些在很大程度上取決于數(shù)據(jù)本身的質(zhì)量。因此，傳感器和執(zhí)行器是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)堆棧中不可或缺的一部分，并且也是每個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)開發(fā)中的成敗要素。

顯然，傳感器和執(zhí)行器對(duì)物聯(lián)網(wǎng)非常重要，但是它們到底是什么?傳感器，也稱為換能器，是一種裝置，其任務(wù)是檢測(cè)周圍環(huán)境中的事件或變化，并將這些物理現(xiàn)象(如溫度、光、空氣濕度、運(yùn)動(dòng)、化學(xué)物質(zhì)等)轉(zhuǎn)換成可輸出的信號(hào)，然后可以對(duì)其進(jìn)行有意義的解讀。另一方面，執(zhí)行器可以被視為與傳感器功能相反的工具。通過解讀從控制系統(tǒng)發(fā)出的信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換成機(jī)械運(yùn)動(dòng)，執(zhí)行器實(shí)際上是通過各種簡(jiǎn)單的動(dòng)作來改變其物理環(huán)境，包括但不限于打開和關(guān)閉閥門、改變其他設(shè)備的位置或角度、激活它們或發(fā)出聲音或光等。

雖然普通的電子傳感器和執(zhí)行器已經(jīng)存在了幾十年，并且在現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用中無(wú)處不在，但是，物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)為傳感器和執(zhí)行器的應(yīng)用開辟了全新的可能性，不僅在工業(yè)領(lǐng)域，而且在商業(yè)和家用領(lǐng)域也是如此。作為物聯(lián)網(wǎng)不可或缺的推動(dòng)因素，傳感器和執(zhí)行器有助于監(jiān)測(cè)、控制和簡(jiǎn)化從智能汽車到雨林保護(hù)等各個(gè)領(lǐng)域的運(yùn)營(yíng)。(來自物聯(lián)之家網(wǎng))物聯(lián)網(wǎng)徹底改變了它們的應(yīng)用方式并擴(kuò)大了它們的應(yīng)用范圍，它使傳感器可以用于功能強(qiáng)大的、基于云的分析軟件，從而為機(jī)器、人員和環(huán)境等開發(fā)智能解決方案。

考慮到以上所有因素，毫無(wú)疑問，為了保持其快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)需要越來越高效(最好是低成本)的傳感器解決方案。可靠的傳感器和執(zhí)行器系統(tǒng)是構(gòu)建每一個(gè)智能部署的基礎(chǔ)，因此，必須了解現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)傳感器解決方案和選項(xiàng)。接下來，讓我們探討物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目中最常用的傳感器類型。

傳感器類型

傳感器可以是獨(dú)立的設(shè)備，也可以嵌入到普通物體或機(jī)器中，以使它們變得智能。根據(jù)要測(cè)量的物理現(xiàn)象可以將其分為幾個(gè)不同類別。下面是在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用最廣泛的一些傳感器類型。

▲溫度傳感器

這種最基本的傳感器適用于各種物聯(lián)網(wǎng)用例，在這些用例中，跟蹤空氣、工作環(huán)境、機(jī)器或其他物體的熱狀況至關(guān)重要。溫度傳感器在制造工廠、倉(cāng)庫(kù)、天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)中特別有用，其中對(duì)土壤進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)旨在提供平衡且最大化的作物生長(zhǎng)環(huán)境。

▲濕度傳感器

雖然它們最明顯和最廣泛的用途是在氣象站中報(bào)告和預(yù)報(bào)天氣，但令人驚訝的是，濕度和水分傳感器也廣泛用于農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品供應(yīng)鏈、暖通空調(diào)和健康監(jiān)測(cè)。

▲光傳感器

依靠環(huán)境光線強(qiáng)度，智能電視、手機(jī)或電腦屏幕能夠通過光傳感器來調(diào)節(jié)亮度，但是用于檢測(cè)環(huán)境光線的傳感器不僅在消費(fèi)電子產(chǎn)品中很常見，而且在智慧城市應(yīng)用中也很普遍。它們?cè)絹碓蕉嗟赜糜谡{(diào)節(jié)路燈或城市照明水平，以提高經(jīng)濟(jì)性。

▲聲音和噪聲傳感器

智能聲音傳感器能夠監(jiān)測(cè)給定環(huán)境中的噪聲水平。聲音傳感器系統(tǒng)能夠測(cè)量并提供數(shù)據(jù)，以幫助防止噪音污染，因此在智慧城市解決方案中越來越受到重視。

▲水位(液位)傳感器

為了防止自然災(zāi)害，水位監(jiān)測(cè)傳感器收集的數(shù)據(jù)可用于洪水預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。除了環(huán)境保護(hù)之外，該傳感器還可用于各種工業(yè)應(yīng)用，以控制和優(yōu)化制造流程。

▲存在與接近傳感器

通過發(fā)射電磁輻射束，這種類型的傳感器能夠感測(cè)其目標(biāo)物體的存在并確定兩者之間的距離。憑借其高可靠性和長(zhǎng)壽命，它們迅速進(jìn)入了智能汽車、機(jī)器人、制造、機(jī)械、航空甚至智能停車解決方案等眾多物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。

▲運(yùn)動(dòng)傳感器

智能建筑系統(tǒng)可能是運(yùn)動(dòng)傳感器最常見的物聯(lián)網(wǎng)用例。盡管這一明顯事實(shí)大體上是正確的，但除了幫助監(jiān)控私人或公共空間免受入侵和盜竊之外，運(yùn)動(dòng)傳感器的使用正在擴(kuò)展到能源管理解決方案、智能攝像頭、自動(dòng)化設(shè)備等許多其他方面。

▲陀螺儀傳感器

這種傳感器的任務(wù)是檢測(cè)旋轉(zhuǎn)并測(cè)量角速度，這使得它非常適合導(dǎo)航系統(tǒng)、機(jī)器人、消費(fèi)電子產(chǎn)品和涉及旋轉(zhuǎn)的制造流程。對(duì)于更日常的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，陀螺儀傳感器越來越多地安裝在運(yùn)動(dòng)員使用的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中，以精確測(cè)量身體運(yùn)動(dòng)，以分析和改善他們的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。

▲化學(xué)傳感器

檢測(cè)化合物(固體、液體和氣體)的傳感器是工業(yè)安全系統(tǒng)、環(huán)境保護(hù)解決方案以及科學(xué)研究中必不可少的元素。此外，它們已經(jīng)在物聯(lián)網(wǎng)支持的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)中站穩(wěn)腳跟，這有助于城市抗擊空氣和水污染的有害影響。

▲圖像傳感器

圖像傳感器將光學(xué)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電脈沖，使連網(wǎng)設(shè)備能夠觀察周圍環(huán)境，并利用從所提供的數(shù)據(jù)分析中獲得見解，以采取行動(dòng)。(來源物聯(lián)之家網(wǎng))每當(dāng)需要智能設(shè)備“看到”周圍環(huán)境時(shí)，就會(huì)使用圖像傳感器，其中包括智能車輛、安全系統(tǒng)、雷達(dá)和聲納等軍事設(shè)備、醫(yī)療成像設(shè)備，當(dāng)然還有數(shù)碼攝像機(jī)。

執(zhí)行器類型

執(zhí)行器，顧名思義，可以作用于它們的直接環(huán)境，使它們嵌入的機(jī)器或設(shè)備能夠正確運(yùn)行。雖然它們很小，并且在操作過程中很少能看到，但是它們的工作效果可以在車輛、工業(yè)機(jī)器或任何其他涉及自動(dòng)化技術(shù)的電子設(shè)備中感受到。根據(jù)其構(gòu)建模式和在特定物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中的作用，可以將其分為四個(gè)主要類別：

▲線性執(zhí)行器——用于使物體或元件沿直線運(yùn)動(dòng)。

▲旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器—它們能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備組件或整個(gè)對(duì)象的精確旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

▲繼電器執(zhí)行器——此類別包括基于電磁的執(zhí)行器，用于操作燈、加熱器甚至智能汽車中的電源開關(guān)。

▲電磁閥執(zhí)行器——作為鎖定或觸發(fā)機(jī)制的一部分，在家用電器中使用最廣泛，它們還充當(dāng)基于物聯(lián)網(wǎng)的煤氣和水泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的控制器。

總結(jié)

傳感器是一種看似微不足道的小型設(shè)備，可將數(shù)據(jù)饋送到物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，而這是構(gòu)建機(jī)器智能的真正基礎(chǔ)。另一方面，執(zhí)行器代表了每個(gè)智能企業(yè)背后的驅(qū)動(dòng)力。在這兩種情況下，物聯(lián)網(wǎng)不僅對(duì)它們的感知和運(yùn)作方式感興趣，而且還對(duì)它們能夠使事情做得更快更好感興趣。