【編者按】傳感器應用非常廣泛，工業(yè)生產(chǎn)各個組成環(huán)節(jié)都需要傳感器進行監(jiān)控，并把數(shù)據(jù)反饋給控制中心凝估，以便對出現(xiàn)異常節(jié)點進行及時干預，保證工業(yè)生產(chǎn)正常進行眶衙。而新一代高級智能傳感器將成為工業(yè)自動化的心臟甜奄。

傳感器應用非常廣泛，工業(yè)生產(chǎn)各個組成環(huán)節(jié)都需要傳感器進行監(jiān)控王滤，并把數(shù)據(jù)反饋給控制中心贺嫂，以便對出現(xiàn)異常節(jié)點進行及時干預，保證工業(yè)生產(chǎn)正常進行雁乡。而新一代高級智能傳感器將成為工業(yè)自動化的心臟第喳。

傳感器是自動化設備的重要部件

傳感器是自動化設備的重要部件，智能傳感器可應用于SmartCar踱稍、機器人等曲饱，可將其感應到的狀況，利用人工智能辨識珠月，透過驅(qū)動裝置回饋反應的系統(tǒng)扩淀。制造業(yè)自動化第一品牌廣東拓斯達科技自進入自動化領域以來，在工業(yè)機器人和機械手中就大量應用到智能傳感器啤挎，并以先進的技術實力占領市場驻谆，據(jù)悉隨著機器人的需求產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，傳感器在機器人上的應用將越來越廣市場空間也將越來越大庆聘，反過來傳感器的技術進步也將推動自動化向更智能方向發(fā)展胜臊。

近年來傳感器技術得到迅猛發(fā)展，同時技術也更為成熟完善商寝，這在一定程度上推動著機器人技術的發(fā)展筝便。傳感器技術的革新和進步，勢必會為機器人和其它自動化行業(yè)帶來革新和進步愁淀。因為機器人很多功能都是依靠傳感器來實現(xiàn)的匆力，這將促進自動化更加智能化。

新一代高級智能傳感器將成為工業(yè)自動化的心臟曙椎」晷“智能工廠”是指在數(shù)字化工廠的基礎上档葱，利用物聯(lián)網(wǎng)的技術和設備監(jiān)控技術加強信息管理和服務，清楚掌握產(chǎn)銷流程棘扯、提高生產(chǎn)過程的可控性矿矿、減少生產(chǎn)線上人工的干預、即時正確地采集生產(chǎn)線數(shù)據(jù)眯词，以及合理的生產(chǎn)計畫編排與生產(chǎn)進度。智能工廠可實現(xiàn)的技術包括無線感測愁反、控制系統(tǒng)網(wǎng)路化和工業(yè)通信無線化等稱重傳感器延届。對某些產(chǎn)品質(zhì)量指標進行快速直接測量并在線控制。而融合智能技術的傳感器將可以很好的解決上述問題贸诚。

無線傳感器網(wǎng)絡的八大應用

傳感器應用非常廣泛方庭，工業(yè)生產(chǎn)各個組成環(huán)節(jié)都需要傳感器進行監(jiān)控，并把數(shù)據(jù)反饋給控制中心酱固，以便對出現(xiàn)異常節(jié)點進行及時干預械念，保證工業(yè)生產(chǎn)正常進行。

(1)軍事領域的應用

在軍事領域运悲，由于WSN具有密集型龄减、隨機分布的特點，使其非常適合應用于惡劣的戰(zhàn)場環(huán)境班眯。利用WSN能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)測敵軍區(qū)域內(nèi)的兵力和裝備希停、實時監(jiān)視戰(zhàn)場狀況、定位目標署隘、監(jiān)測核攻擊或者生物化學攻擊等宠能。

(2)輔助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

WSN特別適用于以下方面的生產(chǎn)和科學研究。例如磁餐，大棚種植室內(nèi)及土壤的溫度棵薛、濕度、光照監(jiān)測瞪殖、珍貴經(jīng)濟作物生長規(guī)律分析與測量抗该、葡萄優(yōu)質(zhì)育種和生產(chǎn)等，可為農(nóng)村發(fā)展與農(nóng)民增收帶來極大的幫助舞绝。采用WSN建設農(nóng)業(yè)環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)童丢，用一套網(wǎng)絡設備完成風、光吆踏、水择车、電、熱和農(nóng)藥等的數(shù)據(jù)采集和環(huán)境控制轩丁，可有效提高農(nóng)業(yè)集約化生產(chǎn)程度阀严，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植的科學性多析。

(3)生態(tài)監(jiān)測與災害預警

WSN可以廣泛地應用于生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、生物種群研究砚凳、氣象和地理研究初祠、洪水、火災監(jiān)測鳄橘。環(huán)境監(jiān)測為環(huán)境保護提供科學的決策依據(jù)声离，是生態(tài)保護的基礎。在野外地區(qū)或者不宜人工監(jiān)測的區(qū)域布置WSN可以進行長期無人值守的不間斷監(jiān)測瘫怜，為生態(tài)環(huán)境的保護和研究提供實時的數(shù)據(jù)資料术徊。具體的應用包括：通過跟蹤珍稀鳥類等動物的棲息、覓食習慣進行瀕危種群的研究鲸湃；在河流沿線區(qū)域布置傳感器節(jié)點赠涮，隨時監(jiān)測水位及水資源被污染的情況；在泥石流暗挑、滑坡等自然災害容易發(fā)生的地區(qū)布置節(jié)點笋除，可提前發(fā)出災害預警，及時采取相應抗災措施炸裆；可在重點保護林區(qū)布置大量節(jié)點隨時監(jiān)控內(nèi)部火險情況垃它，一旦發(fā)現(xiàn)火情，可立刻發(fā)出警報烹看，并給出具體位置及當前火勢的大朽拖埂；可將節(jié)點布置在發(fā)生地震囚缝、水災等災害的地區(qū)糠歧、邊遠山區(qū)或偏僻野外地區(qū)，用于臨時應急通信旧匈。

(4)基礎設施狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)

WSN技術對于大型工程的安全施工以及建筑物安全狀況的監(jiān)測有積極的幫助作用预第。通過布置傳感器節(jié)點，可以及時準確地觀察大樓闯智、橋梁和其他建筑物的狀況害媚，及時發(fā)現(xiàn)險情，及時進行維修犹耻，避免造成嚴重后果财军。

(5)工業(yè)領域的應用

在工業(yè)安全方面，傳感器網(wǎng)絡技術可用于危險的工作環(huán)境春探，例如在煤礦欧移、石油鉆井、核電廠和組裝線布置傳感器節(jié)點辑皿，可以隨時監(jiān)測工作環(huán)境的安全狀況时簸，為工作人員的安全提供保證跋炕。另外，傳感器節(jié)點還可以代替部分工作人員到危險的環(huán)境中執(zhí)行任務律适，不僅降低了危險程度辐烂，還提高了對險情的反應精度和速度。

由于WSN部署方便捂贿、組網(wǎng)靈活纠修，其在倉儲物流管理和智能家居方面也逐漸發(fā)揮作用。

無線傳感器網(wǎng)絡使傳感器形成局部物聯(lián)網(wǎng)厂僧，實時地交換和獲得信息分瘾，并最終匯聚到物聯(lián)網(wǎng)，形成物聯(lián)網(wǎng)重要的信息來源和基礎應用吁系。

(6)在智能交通中保障安全暢通

智能交通系統(tǒng)(ITS)是在傳統(tǒng)交通體系的基礎上發(fā)展起來的新型交通系統(tǒng)，它將信息白魂、通信汽纤、控制和計算機技術以及其他現(xiàn)代通信技術綜合應用于交通領域，并將“人—車—路—環(huán)境”有機地結(jié)合在一起福荸。在現(xiàn)有的交通設施中增加一種無線傳感器網(wǎng)絡技術蕴坪，將能夠從根本上緩解困擾現(xiàn)代交通的安全、通暢疤草、節(jié)能和環(huán)保等問題础甜，同時還可以提高交通工作效率。因此孩板，將無線傳感器網(wǎng)絡技術應用于智能交通系統(tǒng)已經(jīng)成為近幾年的研究熱點怨拍。智能交通系統(tǒng)主要包括交通信息的采集、交通信息的傳輸蛆删、交通控制和誘導等幾個方面灰蒋。無線傳感器網(wǎng)絡可以為智能交通系統(tǒng)的信息采集和傳輸提供一種有效手段，用來監(jiān)測路面與路口各個方向的車流量捅悦、車速等信息萍捌。它主要由信息采集輸入、策略控制目露、輸出執(zhí)行逗耕、各子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)傳輸與通信等子系統(tǒng)組成。信息采集子系統(tǒng)主要通過傳感器采集車輛和路面信息惯波，然后由策略控制子系統(tǒng)根據(jù)設定的目標摘肤，并運用計算方法計算出最佳方案，同時輸出控制信號給執(zhí)行子系統(tǒng)漏峰，以引導和控制車輛的通行盏浇，從而達到預設的目標变丧。無線傳感器網(wǎng)絡在智能交通中還可以用于交通信息發(fā)布、電子收費绢掰、車速測定痒蓬、停車管理、綜合信息服務平臺滴劲、智能公交與軌道交通攻晒、交通誘導系統(tǒng)和綜合信息平臺等技術領域。

(7)在醫(yī)療系統(tǒng)大有作為

近年來班挖，無線傳感器網(wǎng)絡在醫(yī)療系統(tǒng)和健康護理方面已有很多應用鲁捏，例如，監(jiān)測人體的各種生理數(shù)據(jù)萧芙，跟蹤和監(jiān)控醫(yī)院中醫(yī)生和患者的行動给梅，以及醫(yī)院的藥物管理等。如果在住院病人身上安裝特殊用途的傳感器節(jié)點双揪，例如心率和血壓監(jiān)測設備拯羽，醫(yī)生就可以隨時了解被監(jiān)護病人的病情，在發(fā)現(xiàn)異常情況時能夠迅速搶救链愉。羅切斯特大學的一項研究表明谐创，這些計算機甚至可以用于醫(yī)療研究±瓜牛科學家使用無線傳感器創(chuàng)建了一個“智能醫(yī)療之家”寸芦，即一個5間房的公寓住宅，在這里利用人類研究項目來測試概念和原型產(chǎn)品子敷∑乓牵“智能醫(yī)療之家”使用微塵來測量居住者的重要特征(血壓、脈搏和呼吸)任团、睡覺姿勢以及每天24小時的活動狀況纫益。所搜集的數(shù)據(jù)將被用于開展以后的醫(yī)療研究。通過在鞋赂裸、家具和家用電器等設備中嵌入網(wǎng)絡傳感器揍忍，可以幫助老年人、重病患者以及殘疾人的家庭生活贾虽。利用傳感器網(wǎng)絡可高效傳遞必要的信息從而方便接受護理逃糟，而且可以減輕護理人員的負擔，提高護理質(zhì)量蓬豁。利用傳感器網(wǎng)絡長時間收集人的生理數(shù)據(jù)绰咽，可以加快研制新藥品的過程，而安裝在被監(jiān)測對象身上的微型傳感器也不會給人的正常生活帶來太多的不便地粪。此外取募，在藥物管理等諸多方面琐谤，它也有新穎而獨特的應用。

(8)促進信息家電設備更加智能

無線傳感器網(wǎng)絡的逐漸普及玩敏，促進了信息家電斗忌、網(wǎng)絡技術的快速發(fā)展，家庭網(wǎng)絡的主要設備已由單一機向多種家電設備擴展旺聚，基于無線傳感器網(wǎng)絡的智能家居網(wǎng)絡控制節(jié)點為家庭內(nèi)织阳、外部網(wǎng)絡的連接及內(nèi)部網(wǎng)絡之間信息家電和設備的連接提供了一個基礎平臺。

在家電中嵌入傳感器節(jié)點砰粹，通過無線網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)連接在一起唧躲，將為人們提供更加舒適、方便和更人性化的智能家居環(huán)境敢俭。利用遠程監(jiān)控系統(tǒng)可實現(xiàn)對家電的遠程遙控乱孩，也可以通過圖像傳感設備隨時監(jiān)控家庭安全情況。利用傳感器網(wǎng)絡可以建立智能幼兒園纽宇，監(jiān)測兒童的早期教育環(huán)境菲组，以及跟蹤兒童的活動軌跡。

傳感器的發(fā)展趨勢

業(yè)界普遍認為编苛，工業(yè)自動化的心臟是新一代高級智能傳感器，它讓產(chǎn)品生產(chǎn)線持續(xù)運行裤魔，通過低延遲和實時網(wǎng)絡娜摇，連接至高性能可編程邏輯控制器以及人機界面系統(tǒng)。當然赖巴，對制造廠商而言沿信，時間就是金錢。只要制造的產(chǎn)品能夠達到規(guī)定質(zhì)量水平猩刁，的生產(chǎn)線就會盡可能快地持續(xù)運行组漏，智能傳感器重要性凸顯。

目前新蟆，智能傳感器作為21世紀最具影響力和發(fā)展前景高新技術觅赊，正引起國內(nèi)外電子信息界的高度重視。光電行業(yè)開發(fā)協(xié)會預測琼稻，智能傳感器的國際市場銷售量將以每年20%的高速度增長吮螺，智能傳感器將在工業(yè)自動化時代扮演更加重要角色。

物聯(lián)網(wǎng)技術給工業(yè)自動化帶來的變化帕翻，目前鸠补，工業(yè)生產(chǎn)的確在大規(guī)模向自動化方向轉(zhuǎn)變，但隨著物聯(lián)網(wǎng)及云平臺應用的不斷投放商用化嘀掸，工業(yè)領域的自動化發(fā)展有向更高層次升級的趨勢紫岩，即智能化生產(chǎn)规惰。那么傳感器在發(fā)展中將有哪些發(fā)展趨勢？

(1)微型化泉蝌。由于信息時代信息量激增歇万，要求傳感器能捕捉處理海量的信息的能力日益加強；與此同時梨与，傳感器系統(tǒng)的操作友好性亦被提上了議事日程堕花，因此還要求傳感器必須配有標準的輸出模式，而傳統(tǒng)的大體積弱功能傳感器往往很難滿足上述要求枚从，所以它們已逐步被各種不同類型的高性能微型傳感器所取代稳荒。后者主要由硅材料構(gòu)成，具有體積小榛狮、重量輕很防、反應快、靈敏度高以及成本低等優(yōu)點嫡靠。當前微型傳感器已經(jīng)對大量不同應用領域志凿，如航空、遠距離探測杂飘、醫(yī)療及工業(yè)自動化等領域的信號探測系統(tǒng)產(chǎn)生了深遠影響疏形。傳感器體積越來越小，功能越來越強大歸功于當前計算機技術触咧、輔助設計技術和集成電路技術衩凤、微機電系統(tǒng)(MEMS)技術的快速發(fā)展。

(2)智能化坡牛。智能化傳感器是指那些裝有微處理器的掸绞，不但能夠執(zhí)行信息處理和信息存儲，而且還能夠進行邏輯思考和結(jié)論判斷的傳感器系統(tǒng)耕捞。智能化傳感器是20世紀80年代末出現(xiàn)的另外一種涉及多種學科的新型傳感器系統(tǒng)衔掸。此類傳感器系統(tǒng)—經(jīng)問世即刻受到科研界的普遍重視，尤其在探測器應用領域俺抽，如分布式實時探測敞映、網(wǎng)絡探測和多信號探測方面—直頗受歡迎，產(chǎn)生的影響較大磷斧∏裕可以預見，新興的智能化傳感器將會在全人類國民生的各個領域發(fā)揮越來越大作用瞳抓。

(3)多功能化埃疫。如前所述，通常情況下一個傳感器只能用來探測一種物理量，但在許多應用領域中栓霜，為了能夠完美而準確地反映客觀事物和環(huán)境翠桦，往往需要同時測量大量的物理量。由若干種敏感元件組成的多功能傳感器是一種體積小巧而多種功能兼?zhèn)涞男乱淮綔y系統(tǒng)胳蛮，它可以借助于敏感元件中不同的物理結(jié)構(gòu)或化學物質(zhì)及其各不相同的表征方式争萎，用單獨一個傳感器系統(tǒng)來同時實現(xiàn)多種傳感器的功能。隨著傳感器技術和微機技術的飛速發(fā)展迄岸，目前已經(jīng)可以生產(chǎn)出來將若干種敏感元件組裝在同—種材料或單獨—塊芯片上的一體化多功能傳感器谍售。

(4)無線網(wǎng)絡化。無線網(wǎng)絡對我們來說并不陌生苗泰，比如手機学掉，無線上網(wǎng)，電視機莲轮。傳感器對我們來說也不陌生姐阎，比如溫度傳感器。但是既帜，把二者結(jié)合在起來浦匾，提出無線傳感器網(wǎng)絡這個概念，卻是近門年才發(fā)生的事情制私。傳感器網(wǎng)絡綜合了傳感器技術涝填、嵌入式計算技術、現(xiàn)代網(wǎng)絡及無線通信技術揖膜、分布式信息處理技術等誓沸，能夠通過各類集成化的微型傳感器協(xié)作地實時監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息次氨。通過嵌入式系統(tǒng)對信息進行處理蔽介，并通過隨機自組織無線通信網(wǎng)絡以多跳中繼方式將所感知信息傳送到用戶終端摘投。從而真正實現(xiàn)“無處不在的計算”理念煮寡。

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