基于物聯(lián)網(wǎng)的組合式傳感器的研究及應(yīng)用

劉世龍，孟令飛，祖學(xué)鋒

（1.內(nèi)蒙古軍區(qū)數(shù)據(jù)信息室網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維室，呼和浩特 010051；2.中國(guó)人民解放軍31401部隊(duì)，包頭 014010）

1 引言

在生產(chǎn)和生活中，我們可以依靠傳感器獲取一定的數(shù)據(jù)。當(dāng)前市場(chǎng)對(duì)于傳感器的要求有所提升，因此我們需要對(duì)基于物聯(lián)網(wǎng)的組合式傳感器的應(yīng)用展開進(jìn)一步的探討與研究。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述

物聯(lián)網(wǎng)是對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的一種拓展，作為新一代的信息技術(shù)發(fā)展手段而言，物聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)多種事物的信息收集工作，同時(shí)也能夠?qū)?shù)據(jù)可視化。所以我們需要充分利用起這項(xiàng)新的技術(shù)手段，發(fā)揮它的價(jià)值。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是信息時(shí)代的產(chǎn)物，它順應(yīng)了時(shí)代的發(fā)展，同時(shí)也對(duì)社會(huì)的進(jìn)步起到了推動(dòng)的作用。在我們的實(shí)際生活中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)給我們的生活帶來(lái)了明顯的改變，使我們的生活更加高效。另外物聯(lián)網(wǎng)對(duì)于很多的行業(yè)發(fā)展也起到了推動(dòng)的作用。就經(jīng)濟(jì)效益來(lái)說(shuō)，當(dāng)前很多的國(guó)家都將物聯(lián)網(wǎng)視為拯救國(guó)家經(jīng)濟(jì)的重要手段。由此可見，物聯(lián)網(wǎng)的重要地位。

3 傳感器技術(shù)分析

傳感器是能夠感知被測(cè)量，然后按照一定的規(guī)律將測(cè)量的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為輸出信號(hào)的一種裝置。該裝置可以通過(guò)改進(jìn)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用拓展，在應(yīng)用的過(guò)程中我們要特別注意傳感器的精準(zhǔn)度。

3.1 單一傳感器優(yōu)缺點(diǎn)

就溫度傳感器而言，不同的溫度傳感器在優(yōu)點(diǎn)上也是有所不同的，根據(jù)不同的優(yōu)點(diǎn)它們可以被應(yīng)用于不同的領(lǐng)域。但是通過(guò)單一敏感材料的溫度傳感器很難得到快速和高精度的測(cè)量結(jié)果，因?yàn)闇囟仁且环N動(dòng)態(tài)的數(shù)值，因此只使用一種材料的溫度傳感器無(wú)法實(shí)現(xiàn)最準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。

3.2 組合式傳感器優(yōu)缺點(diǎn)

如果我們將具備有不同的功能和材質(zhì)的傳感器根據(jù)互補(bǔ)的方式進(jìn)行組合，然后進(jìn)行同步測(cè)量，則可以得到更準(zhǔn)確的數(shù)值，提高數(shù)據(jù)的可靠性。比如說(shuō)將穩(wěn)定性好但是靈敏度不高的傳感材料和反應(yīng)快但是穩(wěn)定性低的材料進(jìn)行結(jié)合，那么就可以組合出穩(wěn)定性好并且靈敏度高的傳感器。

4 基于物聯(lián)網(wǎng)的組合式傳感器的應(yīng)用

當(dāng)前傳感器技術(shù)發(fā)展的落后性也在一定程度上制約了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。在物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行傳感器技術(shù)的創(chuàng)新和研究，探尋出傳感器的多功能性和智能性，通過(guò)多種傳感器的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，從而得到更加精準(zhǔn)的測(cè)量結(jié)果，達(dá)到更好的效果。

圖1 組合式溫度傳感器驗(yàn)證系統(tǒng)

溫度數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用非常普及。比如說(shuō)家庭中電線的接頭不牢固會(huì)導(dǎo)致打火，發(fā)生火災(zāi)；糧食儲(chǔ)藏室內(nèi)濕度和溫度太高會(huì)導(dǎo)致糧食出現(xiàn)發(fā)霉或者是長(zhǎng)芽的現(xiàn)象；溫室大棚的農(nóng)作物在溫度變化比較劇烈的情況下會(huì)出現(xiàn)生長(zhǎng)的異常。伴隨著傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，當(dāng)前也出現(xiàn)了一些抗震和抗干擾的傳感器設(shè)備，但是卻不能夠保證信息傳送的高效性，因此會(huì)使得測(cè)試工作出現(xiàn)滯后性。再比如像是我們經(jīng)常使用的鉑電阻，這種溫度傳感器的傳導(dǎo)時(shí)間就相對(duì)較長(zhǎng)，會(huì)很大程度上降低系統(tǒng)的實(shí)效性。因此為了解決這一個(gè)問(wèn)題，我們可以采用物聯(lián)網(wǎng)和組合式溫度傳感器的融合，它們的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，測(cè)量的時(shí)效性和精度相對(duì)較高，同時(shí)成本低，抗干擾的能力強(qiáng)，可保證溫度監(jiān)控任務(wù)的高質(zhì)量完成。

下面我們就以組合式溫度傳感器為例具體說(shuō)明其工作的原理，它包括有兩個(gè)溫度傳感器、一個(gè)路由器、一個(gè)傳感器信息接收模塊和一個(gè)上位機(jī)。傳感器A節(jié)點(diǎn)它是熱敏材質(zhì)的傳感器，而傳感器B節(jié)點(diǎn)采用的是鉑材質(zhì)的傳感器，它們的主要功能是收集數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集后會(huì)轉(zhuǎn)換為溫度數(shù)值然后上傳到路由器節(jié)點(diǎn)中，經(jīng)過(guò)路由器傳到數(shù)據(jù)的接收版塊，最后在傳到上位機(jī)，經(jīng)過(guò)一定的計(jì)算方式進(jìn)行優(yōu)化處理。那么組合式溫度傳感器的工作的相關(guān)步驟主要是：首先打開數(shù)據(jù)的接收點(diǎn)，開啟相關(guān)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，開啟計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)收集的相關(guān)軟件；然后將溫度傳感器打開，把溫度傳感器采集的數(shù)據(jù)加入網(wǎng)絡(luò)，把路由器的節(jié)點(diǎn)打來(lái)，將路由器和網(wǎng)絡(luò)相連，傳感器在這時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，之后將所采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為溫度的數(shù)值，并且將這些數(shù)值傳送給接收模塊；接下來(lái)接收模塊會(huì)收到這些信息，然后把接收到的數(shù)據(jù)傳輸給上位機(jī)，這時(shí)計(jì)算機(jī)會(huì)對(duì)接收到的這些信息進(jìn)行分析，當(dāng)溫度顯示并保存下來(lái)。通過(guò)這樣一套系統(tǒng)的檢測(cè)，組合式溫度傳感器實(shí)現(xiàn)了其預(yù)期要達(dá)到的效果。實(shí)現(xiàn)了高效和高精度的采集工作。

5 結(jié)束語(yǔ)

伴隨著信息時(shí)代的飛速發(fā)展，當(dāng)前對(duì)于數(shù)據(jù)量的要求越來(lái)越大。我們需要充分的發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行組合式傳感器的應(yīng)用和普及。實(shí)踐證明基于物聯(lián)網(wǎng)的組合式傳感器具備廣闊的發(fā)展前景，因此需要引起我們高度的重視，利用其結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)高速和高精度測(cè)量數(shù)據(jù)的功能和價(jià)值。通過(guò)組合式傳感器的加入，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，一方面滿足物聯(lián)網(wǎng)下對(duì)大規(guī)模信息進(jìn)行采集的要求，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)的推廣和普及。因此，在未來(lái)的市場(chǎng)中，基于物聯(lián)網(wǎng)下的組合式傳感器肯定會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。