一說到傳感器，可能大家就會往小的方面想,，如上幾期提到的“電子塵埃”,。在物聯(lián)網(wǎng)的大概念下，一個泛在的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),，隨著參照物的不同,，傳感器可以是一個“大”的“智能物件”，它可以是一個機器人,、一臺機床,、一列火車，甚至是一個衛(wèi)星或太空探測器,。這也是為什么在DCM劃分中用“Device”(設(shè)備或裝置)來描述物聯(lián)網(wǎng)底層的原因,，筆者認(rèn)為，這樣描述更符合物聯(lián)網(wǎng)目前的戰(zhàn)略地位,。

 

　　傳統(tǒng)的,、狹義的傳感器種類已有很多，而且有多種分類方法,，例如,，可分為有源和無源兩大類。有源傳感器將非電量轉(zhuǎn)換為電能量,，無源程序傳感器不起能量轉(zhuǎn)換作用,，只是將被測非電量轉(zhuǎn)換為電參數(shù)的量。每一類傳感器又可做進一步細(xì)分,，如圖1所示的生物傳感器,、納米傳感器的細(xì)分。物聯(lián)網(wǎng)關(guān)注傳感器的實際應(yīng)用,，下面是我們按應(yīng)用方式進行的分類。

　形形色色的傳感器
　　汽車傳感器: 它把汽車運行中各種工況信息,，如車速,、各種介質(zhì)的溫度、發(fā)動機運轉(zhuǎn)工況等,，轉(zhuǎn)化成電信號輸給計算機,，測量溫度、壓力,、流量,、位置,、氣體濃度、速度,、光亮度,、干濕度、距離等,。

　　液位傳感器: 利用流體靜力學(xué)原理測量液位,，是壓力傳感器的一項重要應(yīng)用，適用于石油化工,、冶金,、電力、制藥,、供排水,、環(huán)保等系統(tǒng)和行業(yè)的各種介質(zhì)的液位測量。
　　速度傳感器: 是一種將非電量(如速度,、壓力)的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏孔兓膫鞲衅?，適應(yīng)于速度監(jiān)測。
　　加速度傳感器: 是一種能夠測量加速力的電子設(shè)備,，可應(yīng)用在控制,、手柄振動和搖晃、儀器|儀表儀表,、汽車制動啟動檢測,、地震檢測、報警系統(tǒng),、玩具,、結(jié)構(gòu)物、環(huán)境監(jiān)視,、工程測振,、地質(zhì)勘探、鐵路,、橋梁,、大壩的振動測試與分析，以及鼠標(biāo),，高層建筑結(jié)構(gòu)動態(tài)特性和安全保衛(wèi)振動偵察上,。

　　核輻射傳感器: 利用放射性同位素來進行測量的傳感器，適用于核輻射監(jiān)測,。
　　振動傳感器: 是一種目前廣泛應(yīng)用的報警檢測傳感器,，它內(nèi)部用壓電陶瓷片加彈簧重錘結(jié)構(gòu)檢測振動信號，用于機動車,、保險柜,、庫房門窗等場合的防盜裝置中,。
　　濕度傳感器: 分為電阻式和電容式兩種，產(chǎn)品的基本形式都為在基片涂覆感濕材料形成感濕膜,?？諝庵械乃羝接诟袧癫牧虾螅淖杩?、介質(zhì)常數(shù)發(fā)生很大的變化,，從而制成濕敏元件，適用于濕度監(jiān)測,。

　　氣敏傳感器: 是一種檢測特定氣體的傳感器,，適用于一氧化碳?xì)怏w、瓦斯氣體,、煤氣,、氟利昂(R11、R12),、呼氣中乙醇,、人體口腔口臭的檢測等。
　　位置傳感器: 用來測量機器人自身位置的傳感器,，適用于機器人控制系統(tǒng),。
　　光敏傳感器: 是利用光敏元件將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的傳感器，適用于對光的探測; 還可以作為探測元件組成其他傳感器,，對許多非電量進行檢測,。

　　光纖傳感器:是將來自光源的光經(jīng)過光纖送入調(diào)制器，使待測參數(shù)與進入調(diào)制區(qū)的光相互作用后,，導(dǎo)致光的光學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化,，稱為被調(diào)制的信號光，再經(jīng)過光纖送入光探測器,，經(jīng)解調(diào)后,，獲得被測參數(shù)，適用于對磁,、聲,、壓力、溫度,、加速度,、陀螺、位移,、液面、轉(zhuǎn)矩,、光聲,、電流和應(yīng)變等物理量的測量,。

　　納米傳感器: 運用納米技術(shù)制造的傳感器，應(yīng)用領(lǐng)域為生物,、化學(xué),、機械、航空,、軍事等,。
　　壓力傳感器: 是工業(yè)實踐中最為常用的一種傳感器，廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境,，涉及水利水電,、鐵路交通、智能建筑,、生產(chǎn)自控,、航空航天、軍工,、石化,、油井、電力,、船舶,、機床、管道等眾多行業(yè),。

　　位移傳感器: 又稱為線性傳感器,，它分為電感式位移傳感器、電容式位移傳感器,、光電式位移傳感器,、超聲波式位移傳感器、霍爾式位移傳感器,，主要應(yīng)用在自動化裝備生產(chǎn)線對模擬量的智能控制,。

　　激光傳感器: 利用激光技術(shù)進行測量的傳感器，廣泛應(yīng)用于國防,、生產(chǎn),、醫(yī)學(xué)和非電測量等。
　　MEMS傳感器: 包含硅壓阻式壓力傳感器和硅電容式壓力傳感器,，兩者都是在硅片上生成的微機械電子傳感器,，廣泛應(yīng)用于國防、生產(chǎn),、醫(yī)學(xué)和非電測量等,。
　　半導(dǎo)體傳感器: 利用半導(dǎo)體材料的各種物理、化學(xué)和生物學(xué)特性制成的傳感器,，適用于工業(yè)自動化,、遙測,、工業(yè)機器人、家用電器,、環(huán)境污染監(jiān)測,、醫(yī)療保健、醫(yī)藥工程和生物工程,。
　　氣壓傳感器: 用于測量氣體的絕對壓強,，適用于與氣體壓強相關(guān)的物理實驗， 也可以在生物和化學(xué)實驗中測量干燥,、無腐蝕性的氣體壓強,。
　　紅外線傳感器: 利用紅外線的物理性質(zhì)來進行測量的傳感器，常用于無接觸溫度測量,、氣體成分分析和無損探傷,，應(yīng)用在醫(yī)學(xué)、軍事,、空間技術(shù)和環(huán)境工程等,。
　　超聲波傳感器: 是利用超聲波的特性研制而成的傳感器，廣泛應(yīng)用在工業(yè),、國防,、生物醫(yī)學(xué)等。
　　遙感傳感器: 是測量和記錄被探測物體的電磁波特性的五金|工具,，用在地表物質(zhì)探測,、遙感飛機上或是人造衛(wèi)星上。

　　高度傳感器: 其原理是測得滑臂與基準(zhǔn)線夾角的大小來換算出相應(yīng)的熨平板高度,，用于高度測量,。
　　地磅傳感器: 是一種將質(zhì)量信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y量的電信號輸出的裝置，用于稱重,。
　　圖像傳感器: 是利用光電器件的光電轉(zhuǎn)換功能,，將其感光面上的光像轉(zhuǎn)換為與光像成相應(yīng)比例關(guān)系的電信號“圖像”的一種功能器件，廣泛用于自動控制和自動測量,，尤其是適用于圖像識別技術(shù),。

　　厚度傳感器: 測量材料及其表面鍍層厚度的傳感器，用于厚度測量,。
　　微波傳感器: 是利用微波特性來檢測一些物理量的器件,，廣泛用于工業(yè)，交通及民用裝置中,。
　　視覺傳感器: 能從一整幅圖像捕獲光線數(shù)以千計的像素,，工業(yè)應(yīng)用包括檢驗、計量、測量,、定向,、瑕疵檢測和分撿。
　　空氣流量傳感器: 是測定吸入發(fā)動機的空氣流量的傳感器,，適用于汽車發(fā)動機。 
    傳感器核心,，在于聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用
　　2009年中國傳感器市場研究報告指出,，據(jù)不完全統(tǒng)計，目前我國已有1688家企事業(yè)單位從事傳感器的研制,、生產(chǎn)和應(yīng)用,，其中從事MEMS(因為在iPhone(手機上網(wǎng))和Wii等產(chǎn)品中的成功使用而受到廣泛關(guān)注和大力發(fā)展)研制生產(chǎn)的企業(yè)已經(jīng)有50多家。我國的傳感器同國外水平相比,，新品研制仍落后國際水平5～10年,，而規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)則落后10～15年。

　　傳感器解決的是“上行”的感知和監(jiān)測問題,，要實現(xiàn)控制,，還需要“下行”的執(zhí)行器(如閥門等)來實現(xiàn)完整的“管控一體化”。
執(zhí)行器也是目前物聯(lián)網(wǎng)討論中往往被忽視的一環(huán),，它的原理和分類和傳感器基本類似,，這里不再細(xì)述。
　　傳統(tǒng)的傳感器(包括執(zhí)行器)是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的一個關(guān)注點,，但筆者認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)的核心還是“聯(lián)網(wǎng)”和應(yīng)用,，傳感器是“點”的問題，不是“面”的問題,，我們在傳統(tǒng)傳感器領(lǐng)域的落后狀況對我國在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域力爭世界產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點的努力不會起決定性的制約作用,。

　　傳感網(wǎng)研究人群一般把傳感網(wǎng)和傳感器都當(dāng)做感知層來對待。傳感網(wǎng)既然是“網(wǎng)”,，本應(yīng)該屬于傳輸層,，但有一些和傳感器合為一體的傳感網(wǎng)應(yīng)該屬于感知層，因此筆者認(rèn)為傳感網(wǎng)介于傳輸層和感知層之間,。圖2所示的ESN(Environmental Sensor Networks,，環(huán)境傳感網(wǎng))、OSN(Object SensorNetworks,，物體傳感網(wǎng)),，以及前文中提到的VSN、BSN都屬于“二合一”的感知層,。此外,，RFID其實也是傳感器和傳感網(wǎng)“二合一”的技術(shù)和應(yīng)用。

　　剖析傳輸層
　　上期文章在談到DCM劃分時曾經(jīng)提到過傳輸層主要分有線和無線兩種通信方式，目前業(yè)界在談?wù)撐锫?lián)網(wǎng)時,，往往對無線通信方式談得很多,，RFID、傳感網(wǎng),、3G等都屬于無線通信范疇,，尤其是大家對3G技術(shù)寄予厚望。筆者認(rèn)為,，目前兩種通信方式對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)來說可能處于同等重要,、互相補充的作用，例如,，工業(yè)化和信息化“兩化融合”業(yè)務(wù)中大部分還是有線通信,，智能樓宇等領(lǐng)域也還是以有線通信為主。

　　勿庸置疑,，有線通信將來會成為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要支撐,，但無線通信技術(shù)也是不可或缺的。下面我們對兩種技術(shù)的應(yīng)用范圍做了一些歸類整理,，也許會對大家在物聯(lián)網(wǎng)實際應(yīng)用中考慮該選擇哪種技術(shù)時有所幫助,。

　　物聯(lián)網(wǎng)之有線通信傳輸層
　　有線通信技術(shù)可分為短距離的現(xiàn)場總線(Field Bus，也包括PLC電力線載波等技術(shù))和中,、長距離(WAN)的廣域網(wǎng)絡(luò)(包括PSTN,、ADSL和HFC數(shù)字電視Cable等)兩大類。
　　由于現(xiàn)場總線種類繁多,，已存在巨大的部署量,，難以通過一個通用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化，在工業(yè)信息化,、樓宇自控等行業(yè)應(yīng)用中,，一般需要物聯(lián)網(wǎng)軟件、中間件(如同方的ezM2M物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)基礎(chǔ)中間件)通過軟件總線(如MQ,，ESB等)加適配器(Adaptor)的方式實現(xiàn)高效率的互聯(lián)互通,。

        現(xiàn)有的電信網(wǎng)、有線電視網(wǎng)和計算機網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)可以利用的中,、長距離有線網(wǎng)絡(luò),。還有一些和這三大網(wǎng)絡(luò)規(guī)模相當(dāng)?shù)奈垂_的覆蓋全國的專網(wǎng)，如公安系統(tǒng)的專網(wǎng),，據(jù)說國家電網(wǎng)的專網(wǎng)比有線電視網(wǎng)規(guī)模還要大,。

　　有線廣域網(wǎng)在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的一個劣勢就是眾所周知的IP地址不夠的問題，在IPv6未全面實施之前,，這個問題將制約有線網(wǎng)在物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)中的使用,。而無線廣域網(wǎng)可以通過發(fā)SIM卡(電話ID號碼)的方式解決每個智能物件對應(yīng)一個ID(號碼)的問題。盡管如此，中國電信,、歌華有線等以有線網(wǎng)絡(luò)為主的營運商也都有宏大的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)計劃,，例如在智能家庭網(wǎng)關(guān)(Home Gateway)領(lǐng)域，歌華有線憑借機頂盒的部署基礎(chǔ)占據(jù)一定優(yōu)勢,。
　　物聯(lián)網(wǎng)之無線通信傳輸層
　　和有線通信一樣,，無線通信也可分為長距離的無線廣域網(wǎng)(WWAN)和中、短距離的無線局域網(wǎng)(WLAN),，但無線網(wǎng)絡(luò)中還有一種超短距離的WPAN(無線個人網(wǎng),，Wireless Personal Area Networks)類別。
　　傳感網(wǎng)主要由WLAN或WPAN技術(shù)作為支撐,，結(jié)合傳感器。 “傳感器”和“傳感網(wǎng)”二合一的RFID的傳輸部分也是屬于WPAN或WLAN,。