传输和感知铺就物联网基础

感知层由传感器和部分与传感器连成一体的传感网(无源传感器)组成，处于三层架构的最底层，这也是物联网最基础的联接和管理对象。最广义来说，传感器是把各种非电量转换成电量的装置，非电量可以是物理量、化学量、生物量等等。

　　一说到传感器，可能大家就会往小的方面想，如上几期提到的“电子尘埃”。在物联网的大概念下，一个泛在的物联网系统，随着参照物的不同，传感器可以是一个“大”的“智能物件”，它可以是一个机器人、一台机床、一列火车，甚至是一个卫星或太空探测器。这也是为什么在DCM划分中用“Device”(设备或装置)来描述物联网底层的原因，笔者认为，这样描述更符合物联网目前的战略地位。

　　传统的、狭义的传感器种类已有很多，而且有多种分类方法，例如，可分为有源和无源两大类。有源传感器将非电量转换为电能量，无源程序传感器不起能量转换作用，只是将被测非电量转换为电参数的量。每一类传感器又可做进一步细分，如图1所示的生物传感器、纳米传感器的细分。物联网关注传感器的实际应用，下面是我们按应用方式进行的分类。

　　形形色色的传感器

　　生物传感器:对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测，涉及的是生物物质，主要用于临床诊断检查、治疗时实施监控、发酵工业、食品工业、环境和机器人等。

　　汽车传感器:它把汽车运行中各种工况信息，如车速、各种介质的温度、发动机运转工况等，转化成电信号输给计算机，测量温度、压力、流量、位置、气体浓度、速度、光亮度、干湿度、距离等。

　　液位传感器:利用流体静力学原理测量液位，是压力传感器的一项重要应用，适用于石油化工、冶金、电力、制药、供排水、环保等系统和行业的各种介质的液位测量。

　　速度传感器:是一种将非电量(如速度、压力)的变化转变为电量变化的传感器，适应于速度监测。

　　加速度传感器:是一种能够测量加速力的电子设备，可应用在控制、手柄振动和摇晃、仪器仪表、汽车制动启动检测、地震检测、报警系统、玩具、结构物、环境监视、工程测振、地质勘探、铁路、桥梁、大坝的振动测试与分析，以及鼠标，高层建筑结构动态特性和安全保卫振动侦察上。

　　核辐射传感器:利用放射性同位素来进行测量的传感器，适用于核辐射监测。

　　振动传感器:是一种目前广泛应用的报警检测传感器，它内部用压电陶瓷片加弹簧重锤结构检测振动信号，用于机动车、保险柜、库房门窗等场合的防盗装置中。

　　湿度传感器:分为电阻式和电容式两种，产品的基本形式都为在基片涂覆感湿材料形成感湿膜。空气中的水蒸汽吸附于感湿材料后，元件的阻抗、介质常数发生很大的变化，从而制成湿敏元件，适用于湿度监测。

　　磁敏传感器:利用磁场作为媒介可以检测很多物理量的传感器，测量位移、振动、力、转速、加速度、流量、电流、电功率等。

　　气敏传感器:是一种检测特定气体的传感器，适用于一氧化碳气体、瓦斯气体、煤气、氟利昂(R11、R12)、呼气中乙醇、人体口腔口臭的检测等。

　　力敏传感器:是用来检测气体、固体、液体等物质间相互作用力的传感器，适用于力度监测。

　　位置传感器:用来测量机器人自身位置的传感器，适用于机器人控制系统。

　　光敏传感器:是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，适用于对光的探测; 还可以作为探测元件组成其他传感器，对许多非电量进行检测。

　　光纤传感器:是将来自光源的光经过光纤送入调制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质发生变化，称为被调制的信号光，再经过光纤送入光探测器，经解调后，获得被测参数，适用于对磁、声、压力、温度、加速度、陀螺、位移、液面、转矩、光声、电流和应变等物理量的测量。

　　纳米传感器:运用纳米技术制造的传感器，应用领域为生物、化学、机械、航空、军事等。

　　压力传感器:是工业实践中最为常用的一种传感器，广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。

　　位移传感器:又称为线性传感器，它分为电感式位移传感器、电容式位移传感器、光电式位移传感器、超声波式位移传感器、霍尔式位移传感器，主要应用在自动化装备生产线对模拟量的智能控制。

　　激光传感器:利用激光技术进行测量的传感器，广泛应用于国防、生产、医学和非电测量等。

　　MEMS传感器:包含硅压阻式压力传感器和硅电容式压力传感器，两者都是在硅片上生成的微机械电子传感器，广泛应用于国防、生产、医学和非电测量等。

　　半导体传感器:利用半导体材料的各种物理、化学和生物学特性制成的传感器，适用于工业自动化、遥测、工业机器人、家用电器、环境污染监测、医疗保健、医药工程和生物工程。

　　气压传感器:用于测量气体的绝对压强，适用于与气体压强相关的物理实验, 也可以在生物和化学实验中测量干燥、无腐蚀性的气体压强。

　　红外线传感器:利用红外线的物理性质来进行测量的传感器，常用于无接触温度测量、气体成分分析和无损探伤，应用在医学、军事、空间技术和环境工程等。

　　超声波传感器:是利用超声波的特性研制而成的传感器，广泛应用在工业、国防、生物医学等。

　　遥感传感器:是测量和记录被探测物体的电磁波特性的工具，用在地表物质探测、遥感飞机上或是人造卫星上。

　　高度传感器:其原理是测得滑臂与基准线夹角的大小来换算出相应的熨平板高度，用于高度测量。

　　地磅传感器:是一种将质量信号转变为可测量的电信号输出的装置，用于称重。

　　图像传感器:是利用光电器件的光电转换功能，将其感光面上的光像转换为与光像成相应比例关系的电信号“图像”的一种功能器件，广泛用于自动控制和自动测量，尤其是适用于图像识别技术。

　　厚度传感器:测量材料及其表面镀层厚度的传感器，用于厚度测量。

　　微波传感器:是利用微波特性来检测一些物理量的器件，广泛用于工业，交通及民用装置中。

　　视觉传感器:能从一整幅图像捕获光线数以千计的像素，工业应用包括检验、计量、测量、定向、瑕疵检测和分捡。

　　空气流量传感器:是测定吸入发动机的空气流量的传感器，适用于汽车发动机。

　　化学传感器:对各种化学物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器，适用于矿产资源的探测、气象观测和遥测、工业自动化、医学上远距离诊断和实时监测、农业上生鲜保存和鱼群探测、防盗、安全报警和节能等。