《電子技術(shù)應(yīng)用》
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光纖通信與光纖傳感在物聯(lián)網(wǎng)中的作用
來(lái)源:賽迪網(wǎng)
摘要: 光纖通信與光纖傳感技術(shù)將在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。光纖是直徑為0.125mm、長(zhǎng)度從幾米至幾十公里,、由二氧化硅玻璃材料制作的光傳輸介質(zhì),。光纖的損耗很小,在1.55um波段損耗可低至0.2dB每千米,,約99%的入射光可以通過(guò)1千米長(zhǎng)的光纖,。
Abstract:
Key words :

        物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)階段應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛,利用各種技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行感知,、傳輸,、處理和反饋,其最大特征是感知的多樣性,、分散性,、智能性和實(shí)時(shí)性。多樣性表現(xiàn)為感知對(duì)象多,、感知參數(shù)多,、容量大;分散性即人與物,、物與物通常比較分散,;智能性是指需對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理;實(shí)用性即能夠?qū)崟r(shí)感知,、傳輸和處理信息,。

  目前的物聯(lián)網(wǎng)有別于早期的物聯(lián)網(wǎng)。早期的物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)RFID技術(shù)對(duì)物品靜態(tài)特性進(jìn)行識(shí)別和感知,,利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息傳輸,;現(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)各種信息感知設(shè)備,,如RFID、光電傳感器,、全球定位系統(tǒng)等獲知各種信息,,基于互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息傳輸和處理,實(shí)現(xiàn)人與物,、物與物的溝通和互動(dòng),。物聯(lián)網(wǎng)涉及多學(xué)科、多技術(shù),,需要先進(jìn)的通信技術(shù)作為支撐,。
 
  物聯(lián)網(wǎng)工作的主要流程是感應(yīng)、傳輸和智能:首先對(duì)物體的靜態(tài)屬性,、動(dòng)態(tài)屬性進(jìn)行感知,,對(duì)環(huán)境變量進(jìn)行感知;然后進(jìn)行遠(yuǎn)距離,、寬帶,、可靠的信息傳輸;最后對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí),、快速,、智能化的處理。
 
  光纖通信光纖傳感技術(shù)將在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,。光纖是直徑為0.125mm,、長(zhǎng)度從幾米至幾十公里、由二氧化硅玻璃材料制作的光傳輸介質(zhì),。光纖的損耗很小,,在1.55um波段損耗可低至0.2dB每千米,約99%的入射光可以通過(guò)1千米長(zhǎng)的光纖,。
 
  光纖具有寬帶特性,,可將各種傳感器復(fù)用于一根光纖,進(jìn)行檢測(cè)和傳輸,。光纖傳感器具有體積小,、重量輕、牢固耐用,、抗電磁干擾,、傳感頭無(wú)須供電、使用安全(絕緣性好,、無(wú)燃爆危險(xiǎn)),、可遠(yuǎn)距離遙測(cè)、多點(diǎn)復(fù)用,、分布式測(cè)量等優(yōu)點(diǎn),,光纖材料用做傳感器具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),。
 
  光纖傳感的原理是通過(guò)檢測(cè)光纖中傳輸?shù)墓獠◤?qiáng)度、相位,、頻率/波長(zhǎng),、偏振的變化感知外界物理量的變化。光纖傳感器可制成分立的,、準(zhǔn)連續(xù)和分布式的傳感測(cè)量系統(tǒng),。可以測(cè)量溫度,、位移、加速度,、壓力,、應(yīng)變、電場(chǎng),、磁場(chǎng),、轉(zhuǎn)動(dòng)、氣體濃度,、流速,、銹蝕等各種變量。
 
  早在2008年,,IBM提出“智能地球”的概念,,建議政府投資建設(shè)新一代智慧型基礎(chǔ)設(shè)施。IT產(chǎn)業(yè)下一階段的任務(wù)是把新一代信息技術(shù)運(yùn)用于各行業(yè)中,,把傳感器嵌入和裝備到電網(wǎng),、交通、橋梁,、隧道,、建筑、大壩,、水油氣管道,、城市基礎(chǔ)設(shè)施等各種物體中,并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接,,形成“物聯(lián)網(wǎng)”,。
 
  光纖傳感器的應(yīng)用范圍很廣,主要有以下幾個(gè)方面:
 
  城市建設(shè)中橋梁,、大壩,、油田等的干涉陀螺儀和光柵壓力傳感器的應(yīng)用。光纖傳感器可預(yù)埋在混凝土,、碳纖維增強(qiáng)塑料及各種復(fù)合材料中,,用于測(cè)試應(yīng)力松弛,、施工應(yīng)力和動(dòng)荷載應(yīng)力,從而評(píng)估橋梁短期施工階段和長(zhǎng)期營(yíng)運(yùn)狀態(tài)的結(jié)構(gòu)性能,。
 
  在電力系統(tǒng),,需要測(cè)定溫度、電流等參數(shù),,如對(duì)高壓變壓器和大型電機(jī)的定子,、轉(zhuǎn)子內(nèi)溫度的檢測(cè)等,由于電類傳感器易受電磁場(chǎng)的干擾,,無(wú)法在這類場(chǎng)合中使用,,只能用光纖傳感器。例如分布式光纖溫度傳感器就是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種用于實(shí)時(shí)測(cè)量空間溫度場(chǎng)分布的高新技術(shù),。
 
  用于易燃易爆物的生產(chǎn)過(guò)程與設(shè)備的溫度測(cè)量,。光纖傳感器在本質(zhì)上是防火防爆器件,它不需要采用隔爆措施,,十分安全可靠,。與電學(xué)傳感器相比,既能降低成本又能提高靈敏度,。
 
  此外,,它還可以應(yīng)用于鐵路監(jiān)控、火箭推進(jìn)系統(tǒng)以及油井檢測(cè)等方面,。
 
  總之,,物聯(lián)網(wǎng)與光纖傳感有相輔相成、相互促進(jìn)的作用,。光纖同時(shí)具備寬帶,、大容量、遠(yuǎn)距離傳輸和可實(shí)現(xiàn)多參數(shù),、分布式,、低能耗傳感的顯著優(yōu)點(diǎn)。光纖傳感可以不斷汲取光纖通信的新技術(shù)(如新的半導(dǎo)體光源,、新型光纖),、新器件,各種光纖傳感器有望在物聯(lián)網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用,。光纖技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中有很廣闊的應(yīng)用前景,,全光物聯(lián)網(wǎng)有望在將來(lái)出現(xiàn)并成為一種新的物聯(lián)網(wǎng)形式。
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