近年來,隨著物聯(lián)網(wǎng)時代的興起及通信技術(shù)的發(fā)展,給無線 傳感器 的發(fā)展帶來一個十分重要的契機(jī)。無線傳感器的應(yīng)用愈加廣泛,越來越多的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品開始投入使用,可以說,生活中隨處一件電子器件均包含無線傳感器。為進(jìn)一步增進(jìn)大家對無線傳感器的認(rèn)識,本文將對無線傳感器、無線傳感器的應(yīng)用予以介紹。
首先,無線傳感器分為近距離無線傳輸和遠(yuǎn)距離無線傳輸。
遠(yuǎn)距離無線傳輸技術(shù)包括2G、3G、4G、 NB-IoT 、 Sigfox 、 LoRa ;近距離無線傳輸技術(shù)包括WIFI、 藍(lán)牙 、UWB、MTC、 ZigBee 、 NFC 。遠(yuǎn)距離無線傳輸技術(shù)的信號覆蓋范圍一般在幾公里到幾十公里;近距離無線傳輸技術(shù)的信號覆蓋范圍則一般在幾十厘米到幾百米之間。
近距離無線傳輸技術(shù)主要應(yīng)用在局域網(wǎng),比如家庭網(wǎng)絡(luò)、工廠車間聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)辦公聯(lián)網(wǎng);遠(yuǎn)距離無線傳輸技術(shù)主要應(yīng)用在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的傳輸,如智能電表、智能物流、智慧農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程設(shè)備 數(shù)據(jù)采集 等。
在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,大多數(shù)傳感器都是嵌入在芯片中,網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊的能耗低,且功率小,主要以近距離無線連接為主。特別在工廠內(nèi)部,無數(shù)的生產(chǎn)設(shè)備、 物料 和智能終端都需要利用Wifi、藍(lán)牙、Zigbee這些近距離無線技術(shù)實現(xiàn)互聯(lián)。但在有些業(yè)務(wù)中,近距離無線傳輸無法滿足需求。比如,企業(yè)需要對客戶產(chǎn)品的使用狀態(tài)進(jìn)行 監(jiān)控 并實時的傳回數(shù)據(jù)。在重工企業(yè),對遠(yuǎn)程設(shè)備使用狀態(tài)的監(jiān)控十分重要。因此,需要利用遠(yuǎn)距離無線傳輸技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的回傳。這個時候企業(yè)可以選擇3G、4G這樣的蜂窩通信技術(shù),也可以選擇LoRa、Sigfox、NB-IoT這樣的低功耗廣域網(wǎng)傳輸技術(shù)。
普及完無線傳感器的應(yīng)用分類,接下來我們再來說一說無線傳感器的典型應(yīng)用。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品相對于有線產(chǎn)品具有成本低,靈活性高和應(yīng)用情景廣等顯著特點,許多無線網(wǎng)絡(luò)包含數(shù)百個無線傳感器。這些設(shè)備已經(jīng)廣泛用于零售,農(nóng)業(yè),城市規(guī)劃,安 全和物流供應(yīng)鏈管理等行業(yè)。如:
1、畜牧家禽養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測
無線傳感器可以對養(yǎng)殖基地環(huán)境進(jìn)行無線實時監(jiān)控,根據(jù)養(yǎng)殖基地養(yǎng)殖品種以及不同生長階段,監(jiān)測養(yǎng)殖基地的溫濕度,氧氣、氨氣、硫化氫、二氧化碳濃度,光照度,用水量,用電量等數(shù)據(jù)。
實時采集現(xiàn)場傳感信號,遠(yuǎn)程監(jiān)測畜牧家禽養(yǎng)殖基地運(yùn)行情況,監(jiān)控后臺進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、分析、預(yù)警報警,數(shù)據(jù)形成歷史 數(shù)據(jù)庫 ,生成歷史曲線及數(shù)據(jù)報表。
2、混凝土澆灌溫度監(jiān)測
在混凝土施工過程中,將數(shù)字 溫度傳感器 裝入導(dǎo)熱良好的金屬套管內(nèi),可保證傳感器對混凝土溫度變化作出迅速的反應(yīng)。每個溫度監(jiān)測金屬管接入一個無線溫度節(jié)點,整個現(xiàn)場的無線溫度節(jié)點通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)绞┕けO(jiān)控中心,不需要在施工現(xiàn)場布放長 電纜 ,安裝布放方便,能夠有效解決溫度 測量 點因為施工人員損壞電纜造成的成活率較低的問題。
3、農(nóng)業(yè)糧倉溫濕度監(jiān)測
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在糧庫糧倉溫度濕度監(jiān)測領(lǐng)域應(yīng)用zui為普遍,這是由于糧庫糧倉溫度濕度的測點多,分布廣,使用縱橫交錯的 信號線 會降低防火安 全系數(shù),應(yīng)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有低功耗,低成本, 布線 簡單,安裝方便,易于組網(wǎng),便于管理維護(hù)等特點。
4、工業(yè)環(huán)境監(jiān)測
工業(yè)環(huán)境的監(jiān)測范圍已經(jīng)涉及到整個生態(tài)環(huán)境的各個方面,包括日常環(huán)境監(jiān)測,如大氣,水,電磁輻射和放射性監(jiān)測等;同時還存在一些特殊的區(qū)域環(huán)境監(jiān)測,如沙漠、高山和存在放射源等區(qū)域的監(jiān)測。這些環(huán)境對傳感器產(chǎn)品的靈活性、可靠性和安 全性提出了高要求。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品可以突破傳統(tǒng)的監(jiān)測方法,在滿足了靈活性、可靠性和安 全性的同時,為工業(yè)環(huán)境的監(jiān)測降低了成本,同時也大幅度縮減了傳統(tǒng)監(jiān)測的繁瑣流程,為隨機(jī)性的研究數(shù)據(jù)獲取提供了便利。隨著人們對于工業(yè)環(huán)境的關(guān)注程度越來越高,需要采集的環(huán)境數(shù)據(jù)也越來越多,對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的需求將逐步擴(kuò)大。
5、物流供應(yīng)鏈監(jiān)測
在物流運(yùn)輸過程中,特殊品類貴重貨物可能會因為裝卸過程的傾倒、碰撞,運(yùn)輸過程中的顛簸震動、溫濕度等因素產(chǎn)生損壞。目前大部分已有的防撞防震標(biāo)簽產(chǎn)品都是基于物理檢測的非智能方式實現(xiàn),運(yùn)輸人員無法實時獲取貨物的異常運(yùn)輸狀態(tài),當(dāng)貨物受損時也不能及時確定責(zé)任人。