物聯(lián)網(wǎng)傳感知識技術論文范文
物聯(lián)網(wǎng)傳感知識技術論文范文
現(xiàn)如今，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)發(fā)展成為了一個研究熱點，物聯(lián)網(wǎng)傳感技術也在不斷的發(fā)展中。下面小編給大家分享物聯(lián)網(wǎng)傳感技術論文，歡迎大家閱讀參考。
物聯(lián)網(wǎng)傳感技術論文篇一：《無線傳感器網(wǎng)絡和物聯(lián)網(wǎng)》
摘 要：互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)生，極大地改變了人們生活。隨著科學技術的發(fā)展以及生活的需要，人們除了利用有線網(wǎng)絡以外，還可以充分利用無線網(wǎng)絡做到物物相連。由此催生無線傳感器網(wǎng)絡和物聯(lián)網(wǎng)。在當前無線傳感器網(wǎng)絡和物聯(lián)網(wǎng)興起的形勢下，作為其基礎依托的互聯(lián)網(wǎng)處于什么地位，對其發(fā)展有什么作用呢?本文通過分析介紹了無線傳感器網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的構成和發(fā)展現(xiàn)狀，由此探討了網(wǎng)絡在這兩網(wǎng)所處的地位和作用。
關鍵詞：傳感器;物聯(lián)網(wǎng);無線傳感器網(wǎng)絡
1.引言
無線傳感器網(wǎng)絡和物聯(lián)網(wǎng)是比較新的技術領域，而且受到全社會的普遍關注。近年來，世界上某些發(fā)達國家加大投入，研究開發(fā)這方面的應用，積極攻克在標準上、技術和應用上的尖端技術。我國也把這項技術發(fā)展列入國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃，以致當前的無線網(wǎng)絡得以飛速發(fā)展。在實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展過程中，應該認清形勢，積極創(chuàng)造條件，加快發(fā)展和應用該項技術。
2.無線傳感網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的構成
2.1 無線傳感器網(wǎng)絡的構成
無線傳感器網(wǎng)絡(Wireless Sensor Network)是由大量傳感器節(jié)點通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)。它能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、量化、處理、融合和傳輸。它綜合了微電子技術、嵌入式計算技術、現(xiàn)代網(wǎng)絡和無線通信技術、分布式信息處理技術等先進技術，能夠協(xié)同的實時監(jiān)測、感知和采集網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域中的各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，并對其進行處理。
無線傳感器網(wǎng)絡是由傳感器網(wǎng)絡節(jié)點構成的。應用和監(jiān)測物理信號的不同決定了傳感器的類型，另外節(jié)點的功能和組成也不盡相同。無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的基本組成和功能包括如下幾個單元：傳感單元(由各種不同類型的傳感器和模數(shù)轉換功能模塊組成)、處理單元(由嵌入式系統(tǒng)構成，包括CPU、存儲器、嵌入式操作系統(tǒng)等)、通信單元(由無線通信模塊組成)、以及電源部分。也可以選擇其它功能單元如定位系統(tǒng)、移動系統(tǒng)等。
2.2 物聯(lián)網(wǎng)的構成
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of things)，是指通過各種手段，將現(xiàn)實世界的物理信息進行自動化、實時性、大范圍、全天候的標記、采集、匯總和分析，并在必要時進行反饋控制的網(wǎng)絡系統(tǒng)。它是通過標準的協(xié)議，依靠自動識別技術，通過計算機互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物品的自動識別和信息的共享?；蛘吆唵蔚恼f，即是通過裝置在各類物體上的電子標簽或稱射頻識別(RFID)，傳感器、二維碼等，經(jīng)過接口與無線網(wǎng)絡相連，從而給物體賦予智能和通訊能力，這種將物體聯(lián)接起來的網(wǎng)絡被稱為“物聯(lián)網(wǎng)”。
物聯(lián)網(wǎng)絡技術是多種技術的綜合應用。在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中應用到的技術主要包括：傳感器技術、射頻識別技術、二維碼技術、微機電系統(tǒng)等。物聯(lián)網(wǎng)主要由六方面組成:EPC編碼、EPC標簽、射頻識讀器、Savant(神經(jīng)網(wǎng)絡軟件)、對象名解析服務(Object Naming Ser-vice，ONS)和實體標記語言(Physical Markup Language， PML)。
2.2.1 EPC編碼
EPC編碼是物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分。它是對實體及實體的相關信息進行代碼化.通過統(tǒng)一并規(guī)范化的編碼建立全球通用的信息交換語言。
2.2.2 射頻識讀器
在射頻識別系統(tǒng)中，射頻讀寫器是將標簽中的信息讀出，或將標簽所需要存儲的信息寫入標簽的裝置。讀寫器讀出的標簽的信息通過計算機及網(wǎng)絡系統(tǒng)進行管理和信息傳輸。
2.2.3 神經(jīng)網(wǎng)絡軟件(Savant)
每件產(chǎn)品都加上射頻識別(RFID)標簽之后，在產(chǎn)品的生產(chǎn)、運輸和銷售過程中，識讀器將不斷收到一連串的產(chǎn)品電子編碼。整個過程中最為重要、同時也是最困難的環(huán)節(jié)就是傳送和管理這些數(shù)據(jù)。Auto-ID中心提出一種名叫Savant的軟件中間件技術，相當于該新式網(wǎng)絡的神經(jīng)系統(tǒng)，負責處理各種不同應用的數(shù)據(jù)讀取和傳輸。
2.2.4 對象名解析服務(Object Name Service，ONS)
EPC標簽對于一個開放式的、全球性的追蹤物品的網(wǎng)絡需要一些特殊的網(wǎng)絡結構。因為標簽中只存儲了產(chǎn)品電子代碼，計算機還需要一些將產(chǎn)品電子代碼匹配到相應商品信息的方法。這個角色就由對象名稱解析服務擔當，它是一個自動的網(wǎng)絡服務系統(tǒng)。
2.2.5 實體標記語言(Physical Mark up Language，PML)
EPC產(chǎn)品電子代碼識別單品，但是所有關于產(chǎn)品有用的信息都用一種新型的標準計算機語言— 實體標記語言(PML)所書寫，PML是基于為人們廣為接受的可擴展標識語言(XML)發(fā)展而來的。PML提供了一個描述自然物體，過程和環(huán)境的標準，并可供工業(yè)和商業(yè)中的軟件開發(fā)、數(shù)據(jù)存儲和分析工具之用。它將提供一種動態(tài)的環(huán)境，使與物體相關的靜態(tài)的、暫時的、動態(tài)的和統(tǒng)計加工過的數(shù)據(jù)可以互相交換。它將會成為描述所有自然物體、過程和環(huán)境的統(tǒng)一標準，PML的應用將會非常廣泛，并且進入到所有行業(yè)。
3.無線傳感器網(wǎng)絡和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀
雖然物聯(lián)網(wǎng)的概念在我國最近才得到廣泛關注，但物聯(lián)網(wǎng)的應用很早就在我國開展。在RFID方面，2009年中國RFID產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模達110億元，相比2008年增長36.8%，已用于物流、城市交通、工業(yè)生產(chǎn)、食品追溯、移動支付等方面。
隨著3G網(wǎng)絡的使用，各運營商推出了移動支付方式。如中國電信目前采用RFID技術的UIM卡開通移動支付永久免費優(yōu)惠活動。該項技術預計未來年增長率將超過60%，在智能樓宇、路燈監(jiān)控等方面得到廣泛應用。
國內在傳感器網(wǎng)絡方面則處于發(fā)展初級階段，基本上還是依托于科研項目、科研成果的示范，使用的協(xié)議也還是專用協(xié)議。但無線傳感器網(wǎng)絡是影響人類未來生活的重要技術。
此外，還可應用在一些新興領域，如環(huán)境科學，智能化家居環(huán)境，精細農(nóng)業(yè)，空間探索等。無線傳感器網(wǎng)絡將會不斷的產(chǎn)生新的應用模式，將帶來深遠的影響。
物聯(lián)網(wǎng)傳感技術論文篇二：《光纖傳感技術在物聯(lián)網(wǎng)中的應用》
【摘要】 現(xiàn)如今，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)發(fā)展成為了一個研究熱點，而光纖傳感技術在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展中也得到了廣泛的應用，并引起了廣泛的關注。物聯(lián)網(wǎng)的核心部件為傳感器，特別是光纖傳感器，它和其它的類型的傳感器所不具有的優(yōu)勢，而物聯(lián)網(wǎng)主要有四個技術構層，它們是應用接口、數(shù)據(jù)處理技術、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡和傳輸網(wǎng)絡，在物聯(lián)網(wǎng)中我們將會看到有大量的各種各樣的傳感器的存在，這些傳感器可以用來感知不同的環(huán)境參數(shù)，比如溫度、重力、光電、聲音、震動和位移，這些傳感器為物聯(lián)網(wǎng)提供最原始的數(shù)據(jù)信息。當前，光纖傳感技術在物聯(lián)網(wǎng)中的應用引起社會各界的高度關注。本文主要對物聯(lián)網(wǎng)的界定、構成以及光纖傳感器的原理和發(fā)展現(xiàn)狀進行了深入的探討和分析，并且重點是對光纖傳感技術在物聯(lián)網(wǎng)中的應用加以詳細闡述。希望可以通過本文的論述，能夠對今后光纖傳感技術在物聯(lián)網(wǎng)中的應用產(chǎn)生一些積極影響。
【關鍵詞】 光纖傳感技術;物聯(lián)網(wǎng);原理與現(xiàn)狀;應用;傳感網(wǎng)絡
1 引言
物聯(lián)網(wǎng)是通過射頻識別技術(RFID)、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備按照約定的協(xié)議把一些有聯(lián)系的實體通過互聯(lián)網(wǎng)相互連接到一起進行信息的傳輸和傳遞，可以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡實現(xiàn)概念。這種概念是在互聯(lián)網(wǎng)的概念基礎上發(fā)展起來的，是將用戶端延伸并擴展到任何物品與物品之間進行通信和信息交換的網(wǎng)絡概念。近年來，隨著光纖通信技術的不斷發(fā)展，進而出現(xiàn)了光纖傳感技術。
自光纖傳感技術開始發(fā)展以來，光纖傳感器因具有多種優(yōu)點而得到了快速發(fā)展，例如體積偏小、靈敏度非常高、抗干擾能力強等，現(xiàn)如今，已經(jīng)被廣泛應用到很多領域，如：醫(yī)藥制造、船舶、土木工程等。特別是當前物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的情況下，光纖傳感技術的地位越來越重要。我們將在本文中對物聯(lián)網(wǎng)中的光纖傳感器的結構、分類以及一些其他在物聯(lián)網(wǎng)中的應用實例進行詳細的介紹，例如光纖陀螺、光纖水聽器、光纖光柵傳感器和光纖電流傳感器。對于在物聯(lián)網(wǎng)前沿應用中的應用十分廣泛的布里淵效應的連續(xù)分布式光纖傳感技術也會有介紹。
2 關于物聯(lián)網(wǎng)的界定和構成
物聯(lián)網(wǎng)指的是借助紅外感應器、定位系統(tǒng)、激光掃描等傳感設備，遵循特定的協(xié)議，將物品和互聯(lián)網(wǎng)緊密聯(lián)系在一起，從而完成信息交換與通訊，從而最終實現(xiàn)智能化識別、跟蹤、定位和管理的網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)指的是在任何時間、地點把任何人、物品等以任何方式連接在一起，從而滿足人們的多種需求的網(wǎng)絡。也就是說，物聯(lián)網(wǎng)是實現(xiàn)物物相連的一種網(wǎng)絡。
物聯(lián)網(wǎng)主要由三部分組成，即感知層、網(wǎng)絡層以及應用成。其中，感知層是實現(xiàn)智能感知的功能，涉及到信息的采集、獲得與識別功能。而網(wǎng)絡層是傳送信息與進行通信的。但是，對于應用層來說，主要涉及到各類的應用，例如：電網(wǎng)應用、農(nóng)業(yè)應用、工程建設安全等方面。
3 光纖傳感器的原理與發(fā)展現(xiàn)狀分析
3.1 光纖傳感器原理和分類
光纖傳感器由幾部分組成，包含光源、傳輸纖維、探測器、信號處理設備等構成。它的工作原理是把光通過光纖輸送到調制器，這樣一來，測量參數(shù)和調制區(qū)內的光進行作用后，從而使光的性質發(fā)生巨大的改變，使光源發(fā)出的光變?yōu)楸徽{制的信號光，然后，再借助光纖把光傳送到光電探測器，進而把光信號轉變?yōu)殡娦盘枺罱K由信號處理設備將北側物理量進行還原。
在實際生活中，光纖傳感器種類是非常多的，但是，我們將這些傳感器類型歸結為兩大類型，即傳感型與傳光型。和傳統(tǒng)電傳感器進行比較，光纖傳感器具有很多的優(yōu)點，例如抗干擾能力較強、絕緣性好、靈敏度偏高，所以，當前在各個領域都有光纖傳感器的身影。
3.2 光纖傳感器的現(xiàn)狀分析
自出現(xiàn)光纖傳感器后，它的優(yōu)勢與應用引起了各個國家人們的高度關注。并且對光纖傳感技術進行了深入的研究?，F(xiàn)如今，通過光纖傳感器可以對位移、溫度、速度、角度等物理量進行測量?，F(xiàn)如今，很多西方發(fā)達國家將對光纖傳感器研究的重點放在光纖控制系統(tǒng)、核輻射監(jiān)控、民用計劃等多個方面，同時已經(jīng)取得了可喜的成績。
我國對光纖傳感器的研究起步較晚，有很多研究所、企業(yè)等對光纖傳感器的深入研究促進了光纖傳感技術的發(fā)展。在2010年，張旭平的關于“布里淵效應連續(xù)分布式光纖傳感技術”通過了專家的鑒定。專家組都認為此技術有很強的創(chuàng)新性，技術已達到世界先進水平，因此，有廣闊的發(fā)展前景。此技術的發(fā)展主要是應用了物聯(lián)網(wǎng)技術，從而加速了我國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。
4 光纖傳感技術在物聯(lián)網(wǎng)中占據(jù)的地位
傳感器成為物聯(lián)網(wǎng)極其重要的一組成部分。因此，傳感器性能好壞決定了物聯(lián)網(wǎng)的性能好壞?？梢哉f，物聯(lián)網(wǎng)獲得信息的主要手段為傳感器。這樣一來，傳感器所采集信息的可靠性與準確性都會對控制節(jié)點處理和傳輸信息產(chǎn)生一定影響。由此看來，傳感器的可靠性、抗干擾性等都會對物聯(lián)網(wǎng)應用性能發(fā)揮舉足輕重的作用。
5 光纖傳感技術在物聯(lián)網(wǎng)中的應用
通過上述分析得知，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展必須要借助大量傳感器獲得各種環(huán)境參數(shù)，從而為物聯(lián)網(wǎng)更可靠的數(shù)據(jù)信息，再經(jīng)過系統(tǒng)的處理，得到人們需要的結果。以下是對光纖傳感技術在物聯(lián)網(wǎng)中的應用進行詳細的探討。
目前應用最廣的光纖傳感器有四種，分別是光纖陀螺、光纖水聽器、光纖光柵傳感器和光纖電流傳感器。其中，光纖陀螺有干涉型、諧振型和布里淵型三種類型，干涉型光纖陀螺是技術上很成熟的第一代商品化階段，諧振光纖陀螺是處于實驗室研究階段的第二代，布里淵型光纖陀螺是在理論研究階段的第三代光纖陀螺傳感器;光纖水聽器是在光纖、光電子技術基礎上的一種水下聲音信號傳感器，這種傳感器通過高度靈敏的光纖相干檢測，把水中的聲音信號轉換成光信號，再通過光纖傳到信號處理系統(tǒng)轉換為聲音信號，這種傳感器按原理可以分為干涉型、強度型、光柵型等類型;在光纖光柵傳感器的產(chǎn)品中包括應變傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器，其中光纖bragg光柵傳感器是這幾年的研究熱點，它們大部分屬于光強型和干涉型，并且各有利弊。自今年來電力的發(fā)展是突飛猛進的，這種情況下，面對著強大電流的測量問題，光纖電流傳感器可以很好的避免一些由于電力過強而引發(fā)的事故。
物聯(lián)網(wǎng)傳感技術論文篇三：《物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術課程教學改革》
摘 要：針對高職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標，本文提出了傳感器技術課程在教學內容和教學方法方面改革的基本思路，引導學生充分發(fā)揮其學習主體作用，提高教學效率。
關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)專業(yè);傳感器技術;教學改革
當前，物聯(lián)網(wǎng)在國內得到了廣泛的應用，教師要針對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標來設計制定相應的課程，其中傳感器技術課程是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的核心課程。以往高職院校的傳感器技術這門課程在教學中過多地傾向于傳感器原理的介紹，關于測量電路的分析以及傳感器的應用實例也多為理論分析，實踐機會較少。目前，大多數(shù)院校嘗試對這門課程進行改革，筆者也針對傳感器技術課程教學改革談幾點意見。
一、課程教學內容的調整
高職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)更注重學生應用能力的培養(yǎng)。物聯(lián)網(wǎng)應用以電子標簽技術、傳感技術、中間件技術及網(wǎng)絡和移動通信技術為支撐。傳感器是構成物聯(lián)網(wǎng)的基礎單元，是物聯(lián)功能的前提，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的知識結構，傳感器技術課程教學內容也需要更新。
1.課程內容主線的確定
目前傳感器技術這門課程教學內容安排主要是兩種：一種按傳感器類別劃分講解測量原理，另外一種按被測量的類型來劃分講解測量原理及應用情況。傳統(tǒng)的傳感器種類已有幾十種，并且新功能傳感器還在不斷推出，隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，新知識還要及時補充到課程里去。按照被測量的類別來劃分教學內容更易于拓展學生的思維。提出一個被測量物后，教師可以提供幾種典型的傳感器，簡要分析它們的測量原理，然后引導學生根據(jù)不同類別的傳感器來思考相應的測量方案，分析幾種方案的優(yōu)缺點，考察傳感器的工作特性。這樣的教學內容安排更靈活，使學生明白傳感器提供的是檢測手段和方法。
2.光電傳感技術
光電傳感技術以光電傳感器為核心器件，用光電的方法對某些物理量進行信息轉換。近年來，光電傳感技術發(fā)展較迅速，并且光電傳感器與其他傳感器相比，具有明顯的優(yōu)越性，是一種應用極其廣泛的傳感器件。物聯(lián)網(wǎng)技術中較多使用光電傳感器節(jié)點，所以在課程的教學內容中應加強光電傳感技術的介紹，它主要包括典型光電器件、紅外傳感、激光傳感、光纖傳感、光柵傳感及圖像傳感技術等方面的內容。
3.傳感器網(wǎng)絡與節(jié)點
物聯(lián)網(wǎng)應用實現(xiàn)的是對感知獲取的數(shù)據(jù)進行分析和處理后，能有針對性地對標的物進行連續(xù)控制、整體控制、動態(tài)控制、有效控制。它是一個完整的、流程化的全自動控制過程，因此用來感知數(shù)據(jù)的“感知層”作為物聯(lián)網(wǎng)的底層應該做到“全面感知”。另外，智能傳感器的開發(fā)和大量使用，導致了在分布式控制系統(tǒng)中對傳感信息交換提出了許多新的要求，單獨的傳感器數(shù)據(jù)采集已經(jīng)不能適應現(xiàn)代控制技術和檢測技術的發(fā)展，取而代之的是傳感器網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的傳感器技術課程中需要重點講解傳感器網(wǎng)絡，包括傳感器網(wǎng)絡的結構、信息交換體系、通信協(xié)議、OSI開放系統(tǒng)互連參考模型等都是需要補充的內容，其中無線傳感網(wǎng)絡、傳感器節(jié)點的設計是教學重點。無線傳感網(wǎng)絡是由大量移動或靜止傳感器節(jié)點，通過無線通信方式組成的自組織網(wǎng)絡，它的結構和應用是本課程中的重點。傳感器節(jié)點的設計主要包括傳感器模塊、處理器模塊、無線通信模塊和電源模塊設計。因為我院自主開發(fā)了物聯(lián)網(wǎng)實驗臺，并且自行設計了幾個典型的傳感器節(jié)點，所以正好可以作為教學案例，讓學生了解傳感器節(jié)點的主要模塊的功能和設計。
4.實訓項目
以往的傳感器技術課程中實訓項目并不多，學校購買的傳感器實驗臺以傳統(tǒng)的傳感器實驗為主，現(xiàn)在學校新建立了物聯(lián)網(wǎng)實驗基地，其中包含物聯(lián)網(wǎng)傳感器實訓室，新增了光電、紅外、光纖、超聲、圖像、指紋等新型傳感器，實訓項目明顯增加。另外，學校自主開發(fā)的典型傳感器節(jié)點就可以作為“傳感器網(wǎng)絡”部分的實訓項目。
二、整合教學方法，注重教學效果
采用以學生為主體、教師為主導的現(xiàn)代教學模式，發(fā)揮了學生的學習主體作用，利用情境、協(xié)作等學習環(huán)境激發(fā)學生的學習興趣，挖掘學生的學習潛能和創(chuàng)新能力，最終達到使學生掌握知識和技能、提高綜合素質的目的。
1.多種教學方法綜合運用
課堂教學中，教師要改變單一的教學方式，結合多媒體、傳感器實物來教學，淡化理論推導，注重應用實例。實訓教學中，教師要采用“任務驅動”教學方法，基于學校已有的實訓設備，安排典型“任務”，并引導學生由簡到繁、由易到難、循序漸進地完成一系列“任務”。在完成“任務”的過程中，培養(yǎng)了學生分析問題、解決問題的能力，大大提高了學生的學習效率。
2.細化考核方式
為提高教學質量，保證教學的有效性，教師必須全面了解教學目標的完成情況，并且以此為據(jù)及時調整教學過程。教師還應重視學生平時所學知識和能力的檢查和測試，及時做好每個學生的學習情況記錄，學生的總評成績包括平時成績、理論考核、實訓考核。其中，理論考核的比例可適當降低，實訓考核的比例要提高。
三、結束語
高職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是新開設專業(yè)，課程改革也在嘗試之中。傳感器技術課程需要從教學內容、教學方法、考核標準上進行改革，充分發(fā)揮教師在教學過程中的主導作用，明確課程考核方法及標準，采用各種方法激勵學生，培養(yǎng)學生分析、解決問題的能力，從而達到提高學生綜合素質的目的。
1.物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理研究論文